在工業(yè)自動化生產中,圓環(huán)類工件因其獨特的幾何結構,對抓取設備提出了特殊要求。此類工件通常具有中空結構、曲面接觸面及易變形特性,傳統(tǒng)剛性夾具在抓取過程中容易造成工件形變或打滑。
一、圓環(huán)類工件抓取難點分析
1. 結構特性挑戰(zhàn)
對于圓環(huán)類工件,尤其是內壁光滑的,傳統(tǒng)的外夾式夾爪容易因精度或工件公差問題導致抓取不穩(wěn),甚至滑脫。而吸盤則完全無法用于內孔抓取。
圓環(huán)類工件的典型特征包括內外徑尺寸差異、壁厚不均、曲面接觸區(qū)域等。以汽車軸承、電子環(huán)形元件、管道密封圈等典型工件為例,其內外徑比值可達1:0.6-0.8,壁厚公差要求通常控制在±0.1mm以內。此類結構在抓取過程中容易因夾持力分布不均導致橢圓度變化,或因接觸面積不足引發(fā)滑移。
2. 材料特性影響
不同材質的圓環(huán)工件對抓取方案提出差異化要求。金屬材質(如不銹鋼、鋁合金)具有高剛性和導熱性,但表面易劃傷;橡膠/硅膠類彈性體具有變形恢復特性,要求夾爪具備自適應調節(jié)能力;陶瓷等脆性材料則需要極低的夾持力波動控制。
3. 工藝流程適配性
在裝配、檢測、包裝等不同工藝環(huán)節(jié),對抓取設備的精度要求存在顯著差異。例如精密裝配環(huán)節(jié)要求定位重復精度達±0.02mm,而分揀環(huán)節(jié)則更關注抓取速度與多規(guī)格兼容性。
二、柔性夾爪技術路線選擇
1. 內撐式抓取方案
柔性夾爪可以輕松地進行內撐式抓取。當夾爪伸入工件內孔后,充氣膨脹,多個“手指”均勻地向外撐住工件的內壁。與工件內壁形成大面積的包裹式接觸。由于是均勻向外擴張,夾爪能自動將工件校正到中心位置,非常適合需要高精度對位的裝配工序。
2. 強大的容錯與自適應能力
柔性夾爪由柔軟的聚合物材料制成,觸指表面光滑且富有彈性。在與工件接觸時是“軟接觸”,不會劃傷任何精加工表面,實現了真正的“無損抓取”。
柔性材料的形變能力可以很好地補償工件內徑的微小變化。即使夾爪與孔的中心線存在小角度的不對齊,柔性的觸指也能在接觸工件后自適應地調整姿態(tài),確保順利插入和穩(wěn)定支撐。
3. 一爪多用,降低成本與復雜性
單個柔性夾爪通常具備一定的尺寸范圍。通過調節(jié)氣壓,其擴張直徑可以在一定范圍內變化,從而能夠適配一系列不同內徑的圓環(huán)工件。這極大地減少了夾具數量和換型時間,實現了生產的柔性化。
4. 結構簡單,易于集成
柔性夾爪通常結構緊湊,由夾爪本體、一個簡單的氣動控制回路(有時是電動)和控制器組成,無需復雜的機械機構。這使得它們非常容易集成到現有的機器人手臂或自動化設備上。
三、典型應用場景解析
1. 汽車軸承裝配線
在深溝球軸承的自動裝配中,采用多點接觸式夾具配合視覺引導系統(tǒng),實現內圈的高精度抓取。通過壓力反饋控制將夾持力波動控制在±5%以內,有效避免滾道變形。
2. 電子元件分揀系統(tǒng)
針對多規(guī)格環(huán)形電感器的分揀需求,通過矩陣排布,實現多個柔爪同時上下料,高效提質,滿足生產效率;夾取穩(wěn)定,掉件率為0,兼容外徑范圍5-50mm的工件,分揀速度可達120件/分鐘,良品率保持99.8%以上。
3. 密封圈安裝
在多種類密封圈安裝場景,采用具有自動對中性能的夾具配合機械輔助定位。柔爪結構簡單,省去設計成本,改造成本低;可以提供內撐和夾取線徑等多種方案,直面不同直徑產品;放料精度高,提升套軸穩(wěn)定性。
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柔觸機器人
公司全稱:蘇州柔觸機器人科技有限公司
1、公司定位與核心業(yè)務
柔觸機器人科技有限公司是一家以柔性夾爪技術為核心,致力于為工業(yè)自動化和智能制造提供柔性抓取解決方案的高科技企業(yè)。
2、技術依托與應用價值
技術與設計:依托于德國先進的納米材料科技,結合仿生學設計理念將柔性夾爪應用于多元化的工業(yè)場景。
應用價值:這種創(chuàng)新的應用極大解放了傳統(tǒng)的勞動力,提高了生產效率。
3、行業(yè)地位與服務理念
行業(yè)地位:柔性夾爪的開創(chuàng)者,軟體機器人領域的首個標準主導起草者。
服務理念:以行業(yè)內最專業(yè)的研發(fā)技術,最快速的創(chuàng)新節(jié)奏,最高效的市場響應服務,始終致力于為自動化客戶群體創(chuàng)造價值、實現共贏。
4、“雙擎” 計劃布局
為提高評測效率,柔觸機器人布局 “雙擎” 計劃,在深圳及蘇州打造用戶體驗與測試服務中心,物流倉儲中心,實現 15 分鐘現場方案快速功能驗證、100 + 款的常備庫存、最快 24 小時內產品物流時效,以高性能產品、高品質服務為每一位用戶提供一站式柔性方案的有力保障。
5、產品相關信息
產品定位:公司主要產品為柔觸柔爪,剛柔并濟的抓取應用成功開創(chuàng)出了柔性夾爪這一新品類,并且在該領域中榮登 “第一知識官” 的地位。
產品特點:效率高、成本低、易控制以及能夠適應復雜環(huán)境。
解決難題:較好的解決了工業(yè)領域柔性、異形、易碎、復雜環(huán)境等場景的制造難點。
應用前景:在工業(yè)以及新興產業(yè)領域有非常大的發(fā)揮空間和廣闊的應用前景。
應用領域:已應用于工業(yè)自動化、食品、醫(yī)療、汽車、服裝、3C 電子、玩具、教育、包裝物流等多個領域。
6、資質認證與專利
擁有國際認可的材料檢測實驗室。
通過了 ISO9001 國際質量體系認證、CE 認證、RoHS 認證、FDA 檢測、1935/2004/EC 檢測。
已經擁有數十項國內外專利技術。
結語
在實際應用中,建議根據具體工況建立技術評估矩陣,從工件特性、工藝要求、投資預算等維度進行多方案比選。通過模塊化設計實現系統(tǒng)的快速迭代升級,最終構建經濟高效、穩(wěn)定可靠的圓環(huán)類工件抓取解決方案。
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