阿甘正传最伟大的人生教训之一就是你永远无法确定你会在一盒巧克力里找到什么。尽管阿甘从未真正澄清过这种不确定性是什么，但人们普遍认为他指的是隐藏在巧克力糖果中的各种馅料。

然而，糖果制造商知道当一盒巧克力打开时，另一种类型的不确定性潜伏：碎片可能被粉碎，并且填充物粘在箱顶的下面。为了防止这种混乱，这些公司依赖于真空夹具而不是机械处理巧克力盒，因为它们在装配线下降。

Coval真空技术公司总裁Joe Reams解释说:“食品和饮料制造商越来越多地使用真空夹钳，因为他们知道这样不会损坏包装盒或里面的东西，而机械手指或钳爪在抓取包装盒时更容易使用。”使用我们的模块化MVG系列与500真空杯接口，有效地抓取不同大小的小黛比零食盒，并将它们放在托盘上。化妆品制造商使用同一系列多达2300个杯子来处理大塑料盒的眼影瓶。”

真空夹钳的好处在其他行业的制造商中也是众所周知的。对于一家中西部一级汽车供应商来说，合适的真空杯可以让公司通过一系列转移压力机更快地移动钣金，这样每班就可以制作更多的面板和汽车部件。

几年前，该公司需要将按压速度从每分钟8次增加到8.5次，增加到10到11次，但他们使用的杯子的握力不够。为了满足客户的需求，该公司开始使用来自Piab美国公司的Duraflex摩擦杯在一条生产线上。

Piab北美自动化部门经理迈克•布罗茨(Mike Brotz)表示，Duraflex frictioncup比目前使用的杯子握力更强。因此，供应商能够将冲压速度从每分钟8冲程提高到10冲程，每小时生产600个零件，而不是480个。按照每件60美元的价格，该公司每小时可以额外生产价值7200美元的零部件，这远远高于杯子的成本。

以上实例说明了真空夹持器对运动部件的有效性。然而，不应该忽视的是，这些夹具也被公司用来定位或夹具零件，以便进一步的装配过程可以在它们上或附近进行。从航空航天、白色家电到消费电子等行业，夹持器在制造和成型业务中的应用越来越多。

简单的吸引力

真空夹具是最简单，最便宜，最常见的装置，用于操纵由塑料，金属或复合材料制成的光滑，轻质零件。它最适用于具有平坦，清洁表面和至少等于夹具的压制的横截面积的表面积。通常，真空夹具抓住垂直于其表面的一部分，尽管球形型夹持器可用于以各个角度捕获部件。水平补偿器可用于帮助夹持器平衡具有不同水平的对象并在部件运输期间吸收冲击。

有四种类型的真空夹具(杯子，模块化接口，专业和定制)，所有这些都需要一个真空操作系统。除夹具外，该系统的组件可能包括气动或电动发电机、止回阀、真空和压力开关、测量和控制装置、安装元件、软管、连接和过滤器。

Schmalz公司的VS/VSi(数字)真空和压力开关具有一个紧凑的传感器单元，直接安装在吸盘上，确保测量没有线路损耗。开关的测量范围从-1巴到10巴。它们可以带有或不带有集成或外部控制显示。外部显示很容易与用户界面集成。

Mark Stankiewicz，Schmalz的真空自动化的商业发展经理Mark Stankiewicz表示，真空系统可以集中或分散。集中式系统具有一个真空源（泵，文丘里），用于多个抽吸点。相反，分散的系统依赖于每个夹具的单独真空源。操作更昂贵，后一种系统基本上减少了响应时间而不疏散不必要的体积。此外，每个杯子都是独立的，因此一个杯子的压力损失不会影响其他杯子。

Stankiewicz解释道:“汽车行业的制造商倾向于采用分散的系统，而那些进行大量码垛的公司则喜欢采用集中式系统。“由于产生真空是昂贵的，必须仔细计算每个选项的能源成本效益，以确定哪种方法最适合应用。”

Brotz注意到设计具有高安全系数的真空系统的重要性。在机器人应用方面，他推荐的比例是4比1。例如，一个系统需要处理一个20磅重的部件，该部件上应该有尽可能多的杯子，当组合在一起时，额定能举起至少80磅。Brotz还说，确定真空系统保持力的一般经验法则是，夹持器直径每增加1英寸，保持力就增加一倍。

真空夹持器很容易安装到机器人的末端，并且可以像手臂工具的另一端一样更换。这些夹持器也可以安装在线性执行器和升降器上。尽管有些驱动器可以将抓握部分旋转90度，但大多数驱动器只是将抓握部分上下移动。

在操作期间，通过内部止回阀（如PIAB姿势）关闭并接通真空，确保在电源损耗发生部分不会丢弃该部件。除了安全性的增加，阀门在处理无孔零件时减少废料并节省能量。

Piab阀采用piSAVE传感技术，适用于集中真空系统。一旦接触到零件，它们就会打开，如果没有产生密封，它们就会保持关闭，从而使零件选择一致。这种阀门适用于处理不同尺寸的密封或泄漏物体，如金属片或瓦楞纸板。

梦寐以求的杯子

最流行的真空夹持式是杯子。它们的历史可以追溯到17世纪中期，在被用于制造业之前将近三个世纪。1654年，德国科学家奥托·冯·格里克在德国雷根斯堡为费迪南德三世做了一系列实验，证明了真空物理学。

Guericke将两个铜碗放在一起，形成直径约14英寸的空心球。然后他从球体上移除了空气，并且马尝试将碗分开。他们无法分开碗，展示空气压力施加的巨大吸力。

相同的原理使杯子（或其他夹具）能够提升一部分。在空气中由泵抽出后，由于正常大气压和杯子内部之间的差压，杯子压靠该部件。为了释放零件，将杯子重新填充空气至大气压。

真空吸盘通常用于处理易碎的部件(防止损坏)，体积大但不太重的物品(如玻璃挡风玻璃)，以及没有多孔或纹理到失去真空点的部件。一些制造商更喜欢用杯子而不是机械夹具来抓取表面奇怪(如高尔夫球)和形状奇怪(如管子)的零件。

最初，杯子仅以圆形可用。但是，随着客户所需的，在过去的20年里，供应商通过椭圆形或矩形的开发杯回应。有些杯子还具有波纹管。杯子由不同类型的硅树脂制成，塑料或橡胶制成，该橡胶在特定的工作环境中表现出良好。例如，Festo Corp.安全地处理电子元件的抗静丁腈橡胶杯。他们的耐磨聚氨酯杯在具有粗糙表面的物体上表现最佳，例如木材。

Festo气动执行器的产品经理Mike Guelker说，杯子有各种尺寸(直径1到300毫米)，可以处理重量从几盎司到几百磅的部件。小杯子产生不到1磅的吸力，而大杯子可以产生数百磅的力。

Guelker说，有几个因素必须得到解决，以确保为应用选择正确大小的罩杯。包括零件形状、重量和表面状况(粗糙、光滑、油腻);以及由加速度引起的外力。一些供应商为杯子提供泡沫衬垫，以增强其握力。

Zimmer Group的SR/SK Torus真空吸盘的内芯可以对穿孔表面的物体产生吸力。Zimmer集团美国地区销售经理Russell Tyler表示，只要穿孔直径不超过核心直径的70%(6至25毫米，取决于杯型)，这种杯子就可以用于平面、轻微弯曲和开口表面的部件。

齐默还提供HS手持式真空，工人使用它抓取和定位小型组件中的小和轻部件。该设备与该公司的SM1到SM6杯子(0.1到2.3牛顿的力)合作，每分钟消耗13升空气。一个集成的文丘里喷嘴作为真空发生器。

“除了移动部件，真空吸盘还经常用于固定，”Reams说。“最初，制造商在切割过程中使用它们来固定大块木板和金属板。如今，他们为所有类型的制造、处理和装配过程(包括铆接和焊接)提供零部件安全。”

其他类型

尽管吸盘有很多好处，但它并不总是最好的选择。有时，模块化或专用夹具更有效。

模块化夹持器的形状是矩形的，并且具有底部界面，夹持到一个或多个具有平坦表面的物体。该界面具有足够的真空孔的行，可以填充有杯子或单独留下以直接抓住物体。真空发生器通常集成在夹具的顶部。

多个行业的公司使用Coval的MVG模块化夹钳，这种夹钳可以定制宽度(100至1000毫米)和长度(100至1200毫米)。夹持器允许多达三个独立的夹持区域，以优化真空管理(更高的真空水平，更少的泄漏和能源消耗)。夹带界面包括吸盘、泡沫和凝胶(covall - flex)，所有这些界面都具有最小、中等和最大的孔间距。

最受欢迎的专业抓手之一是蜘蛛，它的特点是有多个手臂(通常是2到8个)，末端有吸盘。这个夹持器连接到一个链式起重机或机械臂，以方便对板材、薄板或玻璃的处理。

也是伯努利夹具，升降和运输物体，具有最小的接触。进入的压缩空气径向偏转在夹持器中，并在工件和夹持器表面之间重退。空气通过夹持器主体和芯之间的非常薄的间隙布线，以极大地加速其速度并在夹持器和部分之间产生真空。

费斯托的OGGB伯努利夹持器直径分别为60、100和140毫米。它的工作压力为0到6巴，产生7到10牛顿的保持力，每分钟消耗111升空气，可以安装在任何位置。该杯子处理太阳能电池和晶圆，平板，薄玻璃窗格，pcb，具有大表面积的柔性部件，薄和多孔材料。

Zimmer集团美国分公司董事总经理Andreas Aberle总结道:“制造商通常依靠多种夹具来优化生产率。”“例如，在汽车制造厂，最适合提升和运输发动机的抓手可能不适用于处理曲轴、门或挡风玻璃。”