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了解气动气爪,更熟悉的使用SMC齐气动气爪

发布时间:2021-03-22 点击量:153

SMC气动抓爪是机器处理产品和其他物品的一种常见且有用的方法,但是必须正确选择它们以匹配有效负载。

 


在工业革命之前,制造中使用的抓手是人的手和简单的工具。在这种情况下,自动化技术不断进步,安全性得到了改善,但需要一种方法来抓取和操纵产品,组件和工具。这些操作中有许多被称为“拾取和放置”系统,并且都需要设备可靠的方式来移动有效载荷。

因此,许多现代材料或零件处理设备中的一个典型元素就是夹持部件。运动控制机械需要与负载匹配的抓爪,这样它们才能准确地建立牢固且受控的抓地力而不会造成损坏。必须在所有运动过程中保持抓地力,然后松开以干净地放置有效载荷。

评估夹具的选择是在电动,液压和气动技术之间做出决定。一些应用,特别是那些用于处理易碎产品的应用,需要非常精细的控制和力反馈,从而使电气非常适合。在其他重型起重应用中,可能需要使用液压装置才能提供极高的作用力。

但是,对于处理相对坚固产品的许多常见应用而言,气动夹持器技术要简单得多且更经济。尽管许多概念适用于任何形式的夹持器,但本文着重介绍了气动夹持器的选择过程。

气动方面的优势
总体而言,与电动或液压执行机构相比,SMC气动系统(尤其是气动抓具)具有许多优势。当气动选件非常合适时,通常代表的材料和安装人工初始成本,以及较低的运营成本和易于维护的优点。

气动装置非常紧凑,并提供高的力密度,这是它们可以施加的相对于其尺寸的力。与电力相比,压缩空气是一种相对安全的能源,并且在潮湿或腐蚀性区域效果很好。产生压缩空气的持续成本和运行中产生的噪音通常被认为是气动方面的缺点,但是这两个问题都可以通过精心设计来解决,压缩空气已广泛用于许多类型的设施中。

一旦确定了要使用气动的选择,设计过程就会进入选择适当类型的抓爪动作的过程。

夹爪类型


抓具有时被称为夹具,或者更普遍地被称为运动系统的末端执行器。根据夹爪的几何形状和工作方式,有两种基本的抓爪类型,即角形和平行。当然,抓爪还有许多其他变化和特殊样式,但这两种是常见的。

紧握可以在有效载荷的外部关闭时或在有效载荷的内部打开时完成。对于气动夹持器,在夹持器主体内通常有一个小的线性气动缸。该圆柱体布置有将线性圆柱体作用转换为夹紧角作用或滑动线性作用的机构。气动装置可以是单作用的,使用空气来一个方向操作夹持器,而使用弹簧来使它的另一个方向闭合,或者它们可以是双作用的,其中需要空气压力来同时打开和关闭夹持器。

角形夹爪比平行的夹爪更经济,因为它们具有更简单的基于枢轴的机构(图2)。但是,很明显,它们适合于握持较平坦的物体,并且可能无法很好地握持具有弯曲或平行侧面的零件。
对于相对较大的有效负载,尤其是具有平行侧面的有效负载,平行抓取器是一个更好的选择。由于需要平移气缸线性运动以使两个手指直接相互滑动的机构,因此它们比角形夹持器稍贵和复杂。

解决抓地力运动只是物理解决方案的一部分,因为还必须考虑抓地器与产品的实际接触方式。

接触
倾斜的和平行的抓爪都会导致称为手指的移动附件,这些附件又与有效载荷接触。有多种配置可用于开始和结束抓握角度,抓取器行程,运动重复性和手指大小。

用户可以简单地利用夹持器的食指来固定有效载荷,或者可以用与待处理的部件更兼容的材料制成自己的手指附件。定制的指状件可以弯曲或成形以包围或更有效地保持有效载荷。抓爪手指的有效载荷侧的材料选择可利用弹性优化抓握摩擦力,并可防止抓爪损坏零件。


为抓握行程,手指形状和手指材料做出正确选择,还将有助于组件接受有效载荷的尺寸变化,抓取器操作时的未对准或抓取器运动重复性的细微差别。这些考虑中的一些也与运输抓具的较大机构有关。

另一个规范涉及用于实现期望的抓握力的气压。用户必须通过测试来计算或确定什么是足够但不是过度的抓握力。所需的工作压力与the纸牙缸的尺寸相结合会产生一定的抓力,因此必须综合考虑并协调所有这三个值(气压,圆筒尺寸和grip纸力)。

将抓具集成到系统中抓具
通常是更大的设备运动系统(例如XYZ取放系统或什至是完全铰接的机器人手臂)的末端执行器(图1)。这意味着与上游电动或气动执行器,步进或伺服电机,驱动器,其他运动控制器甚至可编程逻辑控制器(PLC)所需的机械手之间存在大量的集成和协调。

夹爪可能是此类系统中相对便宜的一部分,但如果它们无法执行所需的功能,则将无济于事。在这种类型的系统中,命令气动抓爪所需的一些典型控制元素包括:

  • 电磁阀,PLC可以操作压缩空气来打开/关闭夹持器
  • 配件,管子和软管以灵活的方式将压缩空气输送到夹持器
  • 排气消声器,使per纸牙缸的排气侧静音
  • 限流器可减慢夹持器的作用并防止锤击

另一个机械方面的考虑因素是循环速率,即夹持器每分钟可操作多少次。大多数夹持器的启动速度非常快,但制造商通常会发布允许循环使用的上限。用户必须评估应用程序,以确保循环速率足够。

整理好气动侧后,将注意力转向操作的电气和控制侧。

反馈选项
对于某些应用程序,简单地命令抓具并配置控件以使其已移动可能会令人满意。但是,在大多数情况下,实践是积极地感知抓爪的打开或关闭位置以进行更积极的操作,如果抓爪未能移动到指令位置,则会发出警报。

由于位置反馈是一种常见的要求,因此许多气动抓具的设计都在气缸内装有磁性活塞,并在侧面设有插槽以容纳标准位置开关。电磁活塞用作位置开关可检测到的目标。用户可以根据活塞位置调整开关以指示夹持器的任何位置,因此可以匹配所需的夹持器位置以指示夹持器是打开,关闭还是正确地固定零件。

监视气压也是谨慎的,可以通过以下两种方式之一来实现。简单的方法是使用压力开关,以确保已达到或超过足够的工作压力阈值,该压力开关通常安装在供气管路上,但也可能安装在夹持器螺线管之后。对于许多应用程序,这足以验证操作。

对于更关键或更精细的抓爪操作,在这些操作中,供气压力对于确保准确的所需抓爪力至关重要,用户可以安装压力变送器,以便PLC控制器可以验证正确的压力并以其他方式发出警报。通常使用上游压力调节器手动设置压力,因此控件将进行监控以确保压力没有偏离期望值。

抓紧抓手
是许多类型的设备自动化的基本要素,并且从字面上看,它们是设备与产品相结合的终界面。对于许多自动化设备应用而言,气动抓爪在技术上和经济上都是不错的选择,其中两种主要抓爪类型为角形和平行型。

设计人员必须根据物理力和尺寸要求来选择合适的抓手。一些供应商提供在线选择指南,以帮助用户为应用选择合适的抓手。这些指南可以指导用户考虑各种选项,例如抓取器动作,尺寸和限位开关,以将抓取器与自动化以及设备的其余部分紧密集成在一起。由于气动夹持器是一种流行的技术,因此供应商也可以成为良好的支持资源,以帮助设计师从许多可用的配置中为其应用的选择。

对此,用户可以选择日本SMC公司的气动气爪,SMC的气动技术优良,产品利于使用和维护,可以作为客户的选择。

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