对于制造商来说,产品的小型化趋势是一种进退两难的局面。他们知道,只要他们的机器人能够精确地将越来越小的部件组装成组件、最终组装或包装,为一个庞大且不断扩张的市场服务就能确保公司的发展。特别设计的小抓手和真空吸盘使许多制造商能够实现这两个目标。

康涅狄格州的一家大型注射器和静脉注射用皮下注射器制造商就是这样一家公司。该公司使用定制的Tecnomors QRP气动平行夹持器(Applied Robotics公司出售),每小时可以快速抓取和打包数百枚针头。三年前,由于工厂的高生产率,现成的气动抓手磨损太快,该公司转向了这个系列。

Giovanni Patrini, general manager of Effecto Group (parent company of Applied Robotics and Tecnomors), says the QRP 11, 12 and 15 grippers’ open-and-close cycle time of 0.1 to 0.2 second is more than fast enough to keep up with production. He points out that the manufacturer’s overall equipment effectiveness has increased by 20 percent on one line alone, and that the QPR grippers have lasted more than five years at 12 million cycles per year. Because of this dependability, the needle company is replacing each older gripper with a QRP model as the former break down.

对于许多制造商来说,气动夹持器是处理小部件(长度、宽度或高度不超过2英寸)的最佳方法。其他人更喜欢电或
机电夹具;或扁平,轰炸或椭圆形真空杯。无论哪种方式,夹具或杯子最终选择应用程序取决于部分形状,生产量和部分操作水平等因素。最好的夹持器或杯子是精确且始终抓住,旋转和置于零件而不损坏它们的夹具。

一握适用于所有行业

有效的处理小部件类似于投掷完美的曲线球:两者都需要适当的抓地力。抓手和真空杯的供应商知道这一点,并通过开发具有这种能力的产品来应对微型化的趋势。

齐默集团的区域经理科斯塔斯•查拉兰博斯指出:“抓地器和真空吸盘总是需要一种轻韧性,才能正确地抓住小部件,因为它们很脆弱。”这对于大量小部件紧密连接在一起,需要快速处理一个或多个部件的大批量应用尤为重要。”

齐默的定制解决方案部门最近为一家大型轴承制造商开发了一款机电抓手,当9到12个塑料滚道从注塑机出来时,它可以同时抓取、定位和放置它们。该部门还在2010年为一家医疗设备部件制造商定制了一款双冲程(2或4毫米)气动夹持器。

Michael Guelker的说法,Festo Corp.的气动夹具的气动夹具能够处理小零件。Festo的气动执行器的产品经理。他用Festo的制造商引用了一个例子
DHTG旋转分度台和两指DHPS和三指DHDS平行夹头,自动组装水龙头,而不是手动。每个抓手都配有一个SME-8M传感器,用于验证抓手,并确保四个装配工位和一个检查工位上所有抽头组件的准确位置。

小部件的重量和形状各不相同,这使得抓手或杯更难建立适当的抓地力。Schmalz Inc.真空自动化应用工程师凯尔·科帕克(Kyle Kopac)说,圆柱形零件无疑带来了这一挑战。

近日,施马兹在国防工业中的客户的机器人系统上致力于整合者。机器人配备有防静电的粗橡胶杯,该橡胶杯从箱中抓住各个粒料并将每个粒度移动到测试检查站。颗粒直径为5至40毫米,重0.5至20克,由爆炸混合材料制成。

“波纹管证明了这种应用的有利因子,因为它围绕弯曲物体包裹着弯曲物体,以适当的抓握,并且通过仅通过其顶表面接口来提升每个颗粒,”Kopac解释。“杯子还允许机器人处理不同的部件而不必须改变夹持器,并且每个部分具有至少一个在集成之前测试的夹持表面。”

有时,两个相邻的小部件需要分开抬起和定位,以将它们连接在一起。应用机器人公司的销售和市场总监凯文•德拉蒙德称,这些应用最好是在与合规设备一起使用的机器人手臂上安装一个抓手或真空杯。该装置补偿夹具不对准,定位误差,移位零件,和部分公差偏差提供给机器人手臂,使生产持续不间断。

德拉蒙德说,汽车轴承、电器旋钮和呼吸器的制造商都在使用他公司的气动抓手。在后一种应用中,制造商在单独的工作单元中使用Tecnomors QPG气动夹具,将用于采矿的小型呼吸器过滤器放置在检查夹具中。每块滤布都很薄,直径为2英寸。

“第一个细胞检查退回的顾客呼吸器使用过的过滤器。这项服务提供了一份关于矿山中有哪些污染物以及浓度的报告,”德拉蒙德说。“二号细胞验证新的过滤器是100%无污染的。任何一组中不通过检查的过滤器都将被丢弃。”

应用的机器人还提供Tecnomors OG-A气动夹具,即使在空气压力丢失时,也可以保持强大稳定的持有力的拨动机制。双指夹子具有180度的钳口开口,可完全可调节,以及一种手指安装系统,允许夹持点的微调。

空气供应可以通过螺钉或无软管连接提供。在狭窄的空间中,抓手还集成了永久磁铁,用于直接监测活塞运动,以及用于安装和定位磁场传感器的槽。

SCHUNK Inc.自动化部门经理瓦尔德里奇(Markus Walderich)说,消费产品和电子产品制造商经常处理小部件。一个消费产品客户依靠两个SCHUNK MPG-Plus气动抓手将窗帘夹放在传送带上。如果夹子的光学测试结果为阴性,则将此信息发送给控制器,并将有缺陷的夹子或夹子存放在不合格的容器中。

至于电子制造,另一个客户通过使用几个MPG-Plus夹持器来加快PCB组装,这些夹持器配有特定工件的钳口。当PCB在传送带上经过时,每个夹持器会在电路板上放置一个不同的小部件。特殊的适配器板使压缩空气能够在无软管的情况下提供给抓手。

SCHUNK提供各种型号的电动抓手,包括EGP速度系列,设计的速度就像一个类似大小的气动抓手。最小的型号,EGP 25,特点是减少内部齿轮传动比,驱动颚打开或关闭在0.03秒内,快速拾取和放置重达0.05公斤的部件。在颚部的交叉辊引导确保动态,精确和节能的运动。该抓手重110克,握力为13牛顿,每根手指的冲程为3毫米,并采用了MPG-Plus型号中使用的传感器系统。

手指在零件上

Patrini说:“选择合适的手指来做夹持器通常是创建夹持系统中最困难的部分。”“手指设计非常重要,但常常被忽视。过重的手指会限制速度,而过轻或过薄的手指可能会随着时间的推移而弯曲,从而降低抓手的可重复性。”

根据Kathy Saint总统的说法,Schwerdtle介绍了夹具手指设计至关重要。公司成立于1879年,自1968年以来,该公司自1968年以来,从1968年以来,铝合金铝制成型,自1968年以来,采用各种厚度的硅胶制成,自2007年以来,用硅胶粘合到铝或钢的定制夹具手指。

用于抓取医疗设备的小手指可达0.125英寸宽,3英寸长,尽管真正抓取部件的硅胶层可能只有0.5英寸长。手指通常是螺旋安装在钳口,但也可以用销子固定,或滑入槽中,或磁铁安装。圣人说,硅胶软足以轻轻握一小部分,但足以提供良好的抗拉强度,较高的摩擦系数,低压缩永久变形(为了不把部分形状)和处理新零件从热注射机500 F。

目前的小零件处理客户包括医疗器械公司(如波士顿科学和Becton Dickerson),化妆品和消费品制造商(包括Gillette和P&G),电池制造商(抓住薄,脆弱的薄膜)和多大化转型的大学孵化器进入商业初创企业。采购订单范围从单个定制手指到每月1,000。

“不久之前,我们的一个医疗设备客户为其爪状手指使用了一种红色的硅树脂配方,”圣特解释说,“不幸的是,这种颜色使应用程序中使用的视觉摄像头看到了不存在的清晰部分的阴影。我们为他们的手指创造了一种白色化合物,立即解决了阴影问题。”

来自Festo的DHA自适应夹具手指具有楔形(称为鳍射线效果),模仿鱼的尾鳍。Guelker表示,手指自适应不同的形状,以平稳,柔性地抓住直径小至6毫米的零件。今年早些时候推出,聚氨酯手指是紧密空间应用的理想选择,有三种尺寸(60,80和120毫米长)。

挑战,无论大小

选择正确的夹持器并没有什么神奇的公式,但是制造商可以解决几个因素来为应用程序获得最佳的夹持器。盖尔克说,最重要的是零件的形状,零件需要抓取的精确程度,以及之后的处理。

“应用程序是否需要夹具在又一次又一次地从相同位置挑选同样尺寸的部分?”问Guelker。“或者,它必须从不同的位置挑选不同尺寸的部分?两种情况都不太可能推荐相同的夹具。“

为了帮助制造商找到最佳的抓握解决方案,供应商提供了气动、电动和机电夹持器,这些夹持器有不同的颚部运动(有角度的和平行的)和手指数量(两个或三个)。电动和机电夹持器是可编程的,从而提供更好的控制颚力和手指定位。气动抓手更快更有力。

Charalambous指出:“对于小部件的处理,最好的做法是保持钳口尽可能小,因为空间通常有限。”夹爪也应该是轻的,由塑料制成,如果使用气动夹爪,空气应该通过一个集成板进行无软管连接,以保持较小的安装外形。

不同行业的制造商使用齐默的MGP-800气动平行夹持器,可在两或三爪版本。这种抓手能够精确地处理比邮票还小的部件,包括用于医疗设备的微型齿轮、滑轮和塑料部件。它们的下颚行程只有1毫米,抓取力只有1.8磅。Charalambous说,终端用户还喜欢这种足够窄的抓手,以便在装配线上一个挨着一个地放置。

科帕克说,用杯子来处理小部件时,最大的挑战是保持适当的真空水平。这可以通过在真空发生器中使用真空液位传感器并每天检查来实现。

Schmalz PFYN平杯的直径为1到200毫米,3毫米、5毫米、6毫米和10毫米的尺寸最常用于小部件。杯子由NBR、硅胶、天然橡胶、HT1、聚氨酯、FPM(氟橡胶)或防静电乙烯基制成。