钳子可以像人手一样握住、收紧、处理和释放物体。由于该部件处理工件,在使用和选择夹持器时必须给予正确的注意。

夹子非常灵活。它们可以应用于作为零件方向,机器装载和组装的这种活动。

由于这种灵活性,您已经决定将夹具作为您的组装系统的一部分。然而,有各种各样的夹持类型和风格,以及夹持方法。因此,为应用选择正确的夹持器是非常必要的。在做这个决定时应该使用什么标准?本手册将回顾夹持器的基本原理,描述其特性和操作特性,并讨论如何在装配应用中使用夹持器。

什么是夹持器?

夹钳是一种抓取、保留并最终释放工件的装置。它可以像人手一样握住、收紧、处理和释放物体。它可以附在机器人上,也可以是固定自动化系统的一部分。因为这个部件处理工件,夹持器必须仔细选择和应用。

右夹持器可以提供设计灵活性,并优化其他系统组件的尺寸。良好的夹具易于安装,需要低维护,并提供许多无故障周期。然而,如果应用了错误的夹持器,用户将发现其他系统组件必须调整大小以适应夹持器。安装和设置将会很麻烦,并且需要经常维护。低周期将是常见的,更多的系统停机时间将随之而来。

夹具可以是自动化设备中设计最密集的部件。建立一个特殊的夹具来处理一个特定的工件是昂贵和耗时的。然而,许多应用程序可以使用标准夹具。一个标准的夹具,在适当的工具下,可以像一个特殊的夹具一样发挥作用。

标准夹爪包括许多样式和尺寸。它们的驱动系统有气动、液压或电动。驱动系统为夹持器提供动力,迫使夹持器张开和关闭。这种开启和关闭的动作允许夹持器拿起和释放零件。

夹具类型

标准夹持器有三种主要类型:平行夹持器、角夹持器和同心夹持器。类型根据夹持颚相对于夹持体的运动而变化。

采用平行夹持器时,夹持钳口与夹持器本体平行移动。当关闭时,颚在同一点合在一起,并具有外部和内部夹持应用。平行夹持器可以用一组夹持钳夹起多种尺寸的零件。然而,要夹紧的部件每次都必须准确地定位在同一位置。平行夹持器通常比角夹持器或同心夹持器更精确,是最常用的夹持器。

当零件位置变化时,异步并联夹持器是更好的选择。该夹持器上的钳口相互独立地移动,使其适用于零件移位的应用场合,如在输送机上。这些夹持器不像同步平行夹持器那样将零件移到中心。相反,手指符合零件的直径。偏离中心拾取的零件将偏离中心释放。

平行夹持器有两种基本技术-直接作用活塞和活塞楔-提供外部和内部夹持作用。

角钳的颚围绕中心枢轴点开合。它们以扫掠或弧线运动,并具有外部抓握能力。角爪通常用于空间有限或颚需要移动的时候。他们通常只选择一个部分类型。因此,角钳通常不用于定位或放置许多不同的部分。作为最简单的夹持器设计,角夹持器通常是最便宜的。角夹持器有两种基本技术——单作用弹簧复位和双作用弹簧辅助——并提供外部夹持作用。

同心钳最适合圆形零件。这个夹持器有外部和内部夹持动作,并且力在整个行程中保持恒定。与其他设计相比,它具有较高的抓地力尺寸比和较高的力矩能力。可以增加一个中心孔,以增加夹持器的灵活性。这种类型的基本技术是活塞式楔和直接作用活塞。

钳子的风格

每一种应用都需要定制钳口,因为工件有各种形状和尺寸——平的、圆的、凸的和凹的。下颚是真正与这个部分接触的部分。在设计这些钳口时,仔细考虑可以大大减少应用所需的尺寸和抓地力。使用标准夹具的关键是考虑零件的几何形状和工具的钳口,以正确地抓住零件。

有两种主要的方法,夹持钳口可以容纳工件。双爪夹持器是最流行的款式。该夹持器-或角或平行-提供两个安装位置的手指接触的部分。钳口在同步运动中移动,向钳体的中心轴打开和关闭。

三颚钳是一种更专业的风格。这些包括平行和同心夹持器,并为接触部件的手指提供三个安装位置。钳口在同步运动中移动,向钳体的中心轴打开和关闭。三爪提供更多的接触和准确的中心与部分比两爪钳做。

扣人心弦的部分

有两个动作,二爪和三爪夹具使用来保持工件。一种方法是挤压零件。这叫做摩擦抓地器。用摩擦抓地器,颚依靠抓地器的力量来抓住零件。钳子的挤压做了所有的工作。

另一种方法是一种包罗式抓地力,这种抓地力可以在很少或没有挤压的情况下捕获下颌之间的部分。钳口承受工件的重量,增加了稳定性和动力,减少了必要的抓地力。然而,当选择这种类型时,必须考虑额外的颚行程,以包含或保留工件。

一个包罗式抓地器也提供了一个主要的优势,因为必须推动钳口打开工件下落。在摩擦抓地力的情况下,钳口不需要明显移动工件下落。经验法则是,一个摩擦抓地力需要四Arial的力量,以处理相同的工件作为一个包含抓地力。

夹持器也有两种不同的持有选择——外部和内部。工件的几何形状、要执行的工艺、工件的方向和可用的物理空间决定了所使用的选项。

外部抓握是保持工件的最常见方法。夹具的闭合力用于保持该部件。

当工件的几何形状是合适的,当要执行的过程需要接近工件的外表面时,使用内夹持。夹持器的打开力将工件夹住。某些工作需要夹具来抓住工件的内径。许多Arial,这些部分有油漆或镀面饰,不能妥协。此外,内径夹持工作将工件交给另一个夹持器或夹紧外径的车床卡盘。

力和扭矩考虑

工程师通常根据必须适用于整个工件的力选择夹具。下颚风格在确定夹具应用中所需的力方面发挥重要作用。确定夹持力的另一个关键因素是夹具从重力和加速度的经历的工件的重量。通常,特别是在机器人应用中,机器人赋予的加速度可以是重力赋予的三个或四个arial。因此,在确定夹持力时必须考虑两个权重。

速度对抓手来说毫无意义。加速和减速很重要。你启动和停止得越快,力就越大。

用夹持器,从每个颚的10磅的力传递总共10磅的力给工件。基本上,每个下颚所提供的力量有一半是用来抵消另一个下颚的。

另一个拇指规则是尽可能短地保持工具手指。当钳口长度增加时,夹持力减小。这是由由工具手指的偏转产生的轴承表面上的摩擦引起的。

虽然力是一个主要考虑因素,但夹持器所经历的扭矩也同样重要。扭矩有两个来源。夹持器可以对自身产生扭矩,也可以由零件的加速度和重量产生扭矩。这意味着通常需要长下颚。这个部件要么体积太大,要么必须保持一定距离才能装入机器。在这两种情况下,下颚越长,夹持器施加给自己的扭矩就越大。

下一个任务是确定夹持器将从工件上获得的扭矩。工件扭矩基本上是加速度,Arial工件重量,Arial颚长。夹持器将看到的总扭矩是颚扭矩和工件扭矩的相加。

夹具的设计和维护夹具的设计标准是苛刻的。夹持器必须坚固耐用。由于机器人编程错误、零件卡住或碰撞,它们很容易受到损坏或扭曲。它们必须尽可能轻,因为每一磅夹持器的重量就会减少一磅机器人能够处理的有效载荷。它们必须具有尺寸稳定性,并能够在重力作用下保持工件方向。如果在夹持器中失去位置精度,机器人的固有重复性就没有意义。它们通常必须具有一些内置的遵从性或自动校准功能,以适应定位公差。他们一定行动迅速。夹紧和松开动作总是增加工作周期,直接影响生产率。

为了成功地处理长工件,夹持器必须有优良的轴承支持,以适应较大的运动和悬臂。基本上,每个钳口的接触面是伸长的,以稳定运动中的工件和平衡长钳口。

减少钳口重量是夹具设计的重要目标,特别是对于高速应用。在不牺牲强度的情况下最小化钳口重量的一种方法是使用轻质材料,例如铝。另一种选择是缩小夹具钳口。每当钳口打开以释放零件时,这减少了重量并有助于避免干扰。

对于需要特定抓力力的多个工件处理和应用,调整钳爪的行程提供了最大的灵活性。

下巴对齐是至关重要的。如果它们不能准确地满足,零件的位置和夹紧力就会大打折扣。为了确保正确的定位,销钉孔和/或表面上的关键是必须的。

预防性维护是必要的,但也很简单。扣人心弦的表面磨损。滑动轴承表面容易受到外来物质的积累和损坏。联系放松。可能需要定期润滑,磨损的工件应更换。这对于紧握的表面来说尤其如此。它们的设计应便于更换。

资源

ASSEMBLY杂志感谢他们的贡献:Applied Robotics, DeStaCo Industries, Handbook of Industrial Robotics, Nimcor Inc., PHD Inc., Robotic Accessories, Schunk Inc.和Zaytran Inc.。