机器人末端执行器是指连接到机械手手腕(机械接口)前端执行特定任务的工具。近年来,机器人涉及的行业越来越多,末端执行器的类型也越来越多。
末端执行器是各种夹持器,一般分为吸附式末端执行器、机械式夹持器和专用工具(如焊枪、喷嘴等)。
吸附式末端执行器
工作原理:利用吸盘内负压产生的吸力来吸附和移动工件。
1、电磁式吸盘
(1)结构:它主要由磁盘、防尘罩、线圈和外壳组成。
(2)工作原理:带电线圈产生的磁场吸附工件,断电后磁场消失,放下工件。
(3)示意图:
(4)适用范围:由于其工作原理是利用磁铁产生的磁场吸附工件,所以只适用于能被磁铁吸附的工件,不适用于有色金属和非金属材料制成的工件。另外,磁铁吸附后仍会保持磁性,如果工件受其性能影响不好。最后,电磁吸盘的工作环境为常温,在高温下会消磁。
2、真空式吸盘
(1)结构:由真空泵、电磁阀、电机和吸盘等构成。
(2)工作原理:用电机带动真空泵在吸盘处形成强大的吸力,吸盘吸住工件,电机停止工作,真空泵停止转动,大量空气流入真空泵,吸力消失,工件被放下。
(3)示意图
(4)适用范围:
真空吸盘能吸住工件,夹具不会产生外力,工件不会变形。特别适用于硬度低、受磁化影响的有色金属工件。真空卡盘结构简单,装卸工件非常方便,另外,在装卸过程中,受力非常均匀,工件表面很少划伤。对光洁度要求高的工件,轻拿轻放,不损伤高光洁度表面。然而,真空吸盘所产生的吸力总是有限的,对于一些长、径、重的工件,容易造成吸力不足、夹持不稳的事故。同时,工件在加工过程中不能承受过大的切削力,不适合粗加工或半精加工,需要大量切削。
3、喷气式吸盘
(1)结构:主要由产生真空的空气喷嘴和橡胶或软塑料制成的皮碗两部分组成。
(2)工作原理:利用伯努利效应,当压缩空气刚进入时,由于喷嘴口逐渐变窄,导致空气流速逐渐增大。当管段收缩到最小值时,气流速度达到临界速度,然后喷嘴管的截面逐渐增大,这使得与橡胶杯相连的吸入口产生较高的气流速度,形成负压来吸收工件。
(3)示意图
(4)适用范围
本实用新型重量轻、体积小、靠近吸盘。而且,气流是连续介质,真空度稳定连续。特别适用于柔性操作机械手。制造简单,成本低。这种包装机往往是用其自身的吸力杯来输送能量的。它可以节省空间和能源,在许多场合可以代替小型机械真空泵。
机械式夹持器
夹持式由手指(或爪)和传力机构组成。传力机构一般通过手指产生的夹紧力来完成夹持物体的任务。
1、回转型
当手爪夹住并释放物体时,手指旋转。当物体大小发生变化时,应调整爪的位置,使物体的中心位置保持不变。
2、平移型
当夹持器夹持并松开工件时,手指的姿态保持不变,并进行平移运动。当夹持器的位置不需要改变时,夹持器的位置是固定的。
专用工具
机器人是一种通用性很强的自动化设备。可根据操作要求安装相应的专用工具,完成各种动作。例如,安装焊枪是焊接机器人,安装喷枪是喷涂机器人,安装螺帽机是装配机器人。如下图所示,该机器人配有螺母拧丝机、焊枪、电动磨头、抛光头、激光切割机,各种操作人员由专用的电动、气动工具改装而成,能胜任各种工作。
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