Ⅰ 什么是工业机器人的柔顺手腕,为什么要采用柔顺手腕
你好
在用机器人进行的精密装配作业中, 当被装配零件之间的配合精度相当高, 由于被装配零件的不一致性, 工件的定位夹具、 机器人手爪的定位精度无法满足装配要求时, 会导致装配困难, 因而, 柔顺性装配技术有两种。一种是从检测、 控制的角度出发, 采取各种不同的搜索方法, 实现边校正边装配; 有的手爪还配有检测元件, 如视觉传感器(如图1 所示)、力传感器等, 这就是所谓主动柔顺装配。 另一种是从结构的角度出发, 在手腕部配置一个柔顺环节, 以满足柔顺装配的需要, 这种柔顺装配技术称为被动柔顺装配。
Ⅱ 细数工业机器人到底有多少种手,各种抓取工件的形式及应用场合
对于工业机器人来说,搬运物料是其抓取作业方式中较为重要的应用之一。工业机器人作为一种具有较强通用性的作业设备,其作业任务能否顺利完成直接取决于夹持机构,因此机器人末端的夹持机构要结合实际的作业任务以及工作环境的要求来设计,这导致了夹持机构结构形式的多样化。
大多数机械式夹持机构为双指头爪式,根据手指运动方式的可分为:回转型、平移型;夹持方式的不同又可分成内撑式与外夹式;根据结构特性可分为气动式、电动式、液压式及其组合夹持机构。
气压传动的气源获取较为方便,动作速度快,工作介质无污染,同时流动性优于液压系统,压力损失较小,适用于远距离控制。以下为几种气动式机械手装置:
1.回转型连杆杠杆式夹持机构
该种装置的手指(如V型手指、弧形手指)通过螺栓固定在夹持机构上,更换较为方便,因此能够显着扩大夹持机构的应用场合。
2.直杆式双气缸平移夹持机构
这种夹持机构的指端通常安装于配备有指端安装座的直杆上,当压力气体进入单作用式双气缸的两个有杆腔时,会推动活塞逐渐向中间移动,直至将工件夹紧。
一般由单作用双联气缸与交叉式指部构成。气体进入气缸的中间腔后,会推动两个活塞往两边运动,从而带动连杆运动,交叉式指端便会将工件牢牢固定;如果没有空气进入中间腔体,活塞会在弹簧推力的作用下复位,固定的工件会被松开。
通过四连杆机构实现力的传递,其撑紧方向和外夹式相反,主要用于抓取带有内孔的薄壁工件。夹持机构撑紧工件后,为了确保其能够顺利的用内孔定位,通常安装 3 个手指。
固定式无杆活塞缸的气动系统如下所示,该缸为单作用气缸,反向靠弹簧力作用,由两位三通电磁阀实现换向。
当压缩空气的方向控制阀处于图所示左位工作状态时,气压缸的左腔即无杆腔进入压缩空气,活塞将在空气压力的作用下向右运动,使铰杆压力角α逐渐减小,借助角度效应将空气压力放大,接着将力传到恒增力杠杆机构杠杆上,作用力将被再一次放大,变为夹持工件的作用力 F。当方向控制阀处于右位工作状态时,气压缸的右腔即有杆腔进入压缩空气,推动活塞向左运动,夹持机构松开工件。
气吸式末端夹持机构借助吸盘内的负压所形成的吸力来移动物体。主要用于抓取外形较大、厚度适中、刚性较差的玻璃、纸张、钢材等物体。根据负压产生方法可分为以下几种:
1.挤压式吸盘
吸盘内的空气由向下的挤压力排挤而出,使吸盘内部产生负压,形成吸力将物体吸住。用于抓取形状不大,厚度较薄且质量较轻的工件。
控制阀将来自气泵的压缩空气自喷嘴喷入,压缩空气的流动会产生高速射流,从而带走吸盘内中的空气,如此便在吸盘内产生负压,负压所形成的吸力便可吸住工件。
利用电磁控制阀将真空泵与吸盘相联,当抽气时,吸盘腔内空气被抽走时,形成负压而吸住物体。反之,控制阀将吸盘与大气相联时,吸盘失去吸力而松开工件。
1.常闭式夹持机构
借助弹簧强大预紧力固定钻具,液压松开。夹持机构未执行抓取任务时,处于夹紧钻具状态。其基本结构为一组经过预压缩的弹簧作用在斜面或杠杆等增力机构上,使卡瓦座产生轴向移动,带动卡瓦径向移动,夹紧钻具;高压油进入卡瓦座与外壳形成的液压缸,进一步压缩弹簧,使卡瓦座和卡瓦产生反向运动,松开钻具。
2.常开式夹持机构
通常采用弹簧松开、液压夹紧的方式,未执行抓取任务时处于松开状态。夹持机构靠液压缸的推力产生夹持力,油压减低将导致夹持力的减小,通常要在油路上设置性能可靠的液压锁来保持油压。
3.液压松紧型夹持机构
松开、夹紧均通过液压实现,如果两侧液压缸进油口均通通高压油,则卡瓦会随着活塞运动向中心收拢,夹紧钻具,改变高压油入口,卡瓦则背离中心,松开钻具。
4.复合式液压夹持机构
这种装置有主液压缸与副液压缸,副液压缸侧连接一组碟簧,当高压油进入主液压缸,推动主液压缸缸体移动,通过顶柱将力传给副液压缸侧的卡瓦座,碟簧被进一步压缩,卡瓦座移动;同时,主液压缸侧卡瓦座在弹簧力作用下移动,松开钻具。
分为电磁吸盘和永久吸盘两种。电磁吸盘是用接通和切断线圈中的电流,产生和消除磁力的方法来吸住和释放铁磁性物体。永磁吸盘则是利用永久磁钢的磁力来吸住铁磁性物体的它是通过移动隔磁物体来改变吸盘中磁力线回路,从而达到吸住和释放物体的目的。但同样是吸盘,永久吸盘的吸力不如电磁吸盘大。
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Ⅲ 工业机器人的选型,需要注意的几个特点和标准
1. 应用场合
首先,最重要的源头是评估导入的机器人,是用于怎样的应用场合以及什么样的制程。
若是应用制程需要在人工旁边由机器协同完成,对于通常的人机混合的半自动线,特别是需要经常变换工位或移位移线的情况,以及配合新型力矩感应器的场合,协作型机器人(Cobots)应该是一个很好的选项。
如果是寻找一个紧凑型的取放(Pick & Place)料机器人,你可能想选择一个水平关节型机器人(Scara)。
如果是寻找针对小型物件,快速取放的场合,并联机器人(Delta)最适合这样的需求。
2.有效负载
有效负载是,机器人在其工作空间可以携带的最大负荷。从例如3Kg到1300Kg不等。
如果你希望机器人完成将目标工件从一个工位搬运到另一个工位,需要注意将工件的重量以及机器人手爪的重量加总到其工作负荷。
另外特别需要注意的是机器人的负载曲线,在空间范围的不同距离位置,实际负载能力会有差异。
3.自由度(轴数)
机器人配置的轴数直接关联其自由度。如果是针对一个简单的直来直去的场合,比如从一条皮带线取放到另一条,简单的4轴机器人就足以应对。
但是,如果应用场景在一个狭小的工作空间,且机器人手臂需要很多的扭曲和转动,6轴或7轴机器人将是最好的选择。
轴数一般取决于该应用场合。应当注意,在成本允许的前提下,选型多一点的轴数在灵活性方面不是问题。这样方便后续重复利用改造机器人到另一个应用制程,能适应更多的工作任务,而不是发现轴数不够。
机器人制造商倾向于使用各自略有不同的轴或关节命名。基本上,第一关节(J1)是最接近机器人底座的那个。接下来的关节称为J2,J3,J4和依此类推,直到到达手腕末端。而其他的Yaskawa/Motoman公司则使用字母命名他们机器人的轴。
4.最大作动范围
当评估目标应用场合的时候,应该了解机器人需要到达的最大距离。选择一个机器人不是仅仅凭它的有效载荷-也需要综合考量它到达的确切距离。每个公司都会给出相应机器人的作动范围图,由此可以判断,该机器人是否适合于特定的应用。
机器人的水平运动范围,注意机器人在近身及后方的一片非工作区域。
机器人的最大垂直高度的量测是从机器人能到达的最低点(常在机器人底座以下)到手腕可以达到的的最大高度的距离(Y)。最大水平作动距离是从机器人底座中心到手腕可以水平达到的最远点的中心的距离(X)。
5.重复精度
同样的,这个因素也还是取决于你的应用场合。重复精度可以被描述为机器人完成例行的工作任务每一次到达同一位置的能力。
一般在±0.05mm到±0.02mm之间,甚至更精密。例如,如果需要你的机器人组装一个电子线路板,你可能需要一个超级精密重复精度的机器人。如果应用工序是比较粗糙,比如打包,码垛等,工业机器人也就不需要那么精密。
另外一方面,组装工程的机器人精度的选型要求,也关联组装工程各环节尺寸和公差的传递和计算,比如:来料物料的定位精度,工件本身的在治具中的重复定位精度等。
这项指标从2D方面以正负’±’表示。事实上,由于机器人的运动重复点不是线性的而是在空间3D运动,该参数的实际情况可以是在公差半径内的球形空间内任何位置。
当然,现在的配合现在的机器视觉技术的运动补偿,将减低机器人对于来料精度的要求和依赖,提升整体的组装精度。
6.速度
这个参数与每一个用户息息相关。事实上,它取决于在该作业需要完成的Cycle Time。规格表列明了该型号机器人最大速度,但我们应该知道,考量从一个点到另一个点的加减速,实际运行的速度将在0和最大速度之间。这项参数单位通常以度/秒计。有的机器人制造商也会标注机器人的最大加速度。
7.本体重量
机器人本体重量是设计机器人单元时的一个重要因素。如果工业机器人必须安装在一个定制的机台,甚至在导轨上,你可能需要知道它的重量来设计相应的支撑。
8.刹车和转动惯量
基本上每个机器人制造商提供他们的机器人制动系统的信息。有些机器人对所有的轴配备刹车,其他的机器人型号不是所有的轴都配置刹车。要在工作区中确保精确和可重复的位置,需要有足够数量的刹车。
另外一种特别情况,意外断电发生的时候,不带刹车的负重机器人轴不会锁死,有造成意外的风险。
同时,某些机器人制造商也提供机器人的转动惯量。其实,对于设计的安全性来说,这将是一个额外的保障。你可能还注意到不同轴上的适用的扭矩。例如,如果你的动作需要一定量的扭矩以正确完成工作,你需要检查,在该轴上适用的最大扭矩是否正确的。如果选型不正确,机器人则可能由于过载而Down机。
9. 防护等级
根据机器人的使用环境,选择达到一定的防护等级(IP等级)的标准。一些制造商提供相同的机械手针对不同的场合不同的IP防护等级的产品系列。
如果机器人在与生产食品相关的产品,医药、医疗器具,或易燃易爆的环境中工作时,IP等级会有所不同。
一般如, 标准:IP40,油雾:IP67,清洁ISO等级:3 。
Ⅳ 工业机器人的选型办法,如何选择自己需要的机器人
你先得提出所需要的技术要求呀,就是一些具体的指标。
如是生产线上用的机器人,总得跟上生产节拍呀。