自動送料方法研究
時間:2016-08-19 16:51
自動送料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是自動分料,是影響自動送料成功的關(guān)鍵,所以將自動分料作為自動送料的關(guān)鍵技術(shù),進行著重分析和考察。根據(jù)物料分離的主動與被動特點,可以將自動分料分為篩動分料法(隨機分類法)和拾取分料法兩大類。
(1)隨機分料法
隨機分料法往往是依靠物料自身形狀特點設(shè)計而成的,剛體物料在分離的過程中其自身的變形量微乎其微,所以該方法對剛體物料的自動送料尤為適用。北京航空航天大學(xué)等高校研究了這類物料的震動送料,使隨機堆放的零件定向之后自動出料。較常見隨機送料裝置如震動送料器,用于配合自動組裝、包裝設(shè)備將產(chǎn)品各個部位組裝或封裝成完整的產(chǎn)品,是自動化設(shè)備實現(xiàn)自動送料的常用設(shè)備。
對于大長徑比柔性物料,由于一些物料自身在一定程度的彎曲,送料過程易出現(xiàn)絞擾和卡料等現(xiàn)象,其形狀和位置難以確定,所以隨機分料法不宜用于細(xì)長柔性物料的分離。同時,隨機分料具有循環(huán)往復(fù)性,對于一些不耐磨損的物料則不宜使用。并且,隨機送料無法滿足速度、精度要求高的工件排序要求。
(2)拾取分料法
拾取分料法主要是通過機械手主動拾取來實現(xiàn)的,機械手分料又可以進一步細(xì)分為抓取式分料和吸附式分料,前者是通過機械式的夾持器與物料直接接觸作用實現(xiàn)對物料的分離拾取,后者是通過真空吸附物料完成物料分離。拾取分料法是研究細(xì)長柔性物料方法的一個重要趨勢。針對物料的分離拾取目前主要有兩大方式,一是吸附式分料裝置,二是抓取式分料裝置。
1)吸附式分料裝置
吸附式分料裝置的末端執(zhí)行器往往用真空吸盤實現(xiàn)對物料進行拾取。由于物料位置的不確定性,所以往往要結(jié)合拍照、位置計算、傳感反饋等過程實施進行。吸附式分料裝置作用的對象非常廣泛,大連理工大學(xué)、湖南大學(xué)等高校研究了適用球面、板材、硅片等涉及眾多材料和形狀的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品對象,江蘇大學(xué)研究了果蔬類等非標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)產(chǎn)品采摘的吸附機械手。吸附式分料裝置其分類方法很多,具體如下。
(a)按照與物料是否接觸,可以分為接觸式真空吸盤和非接觸式真空吸盤。接觸式吸盤主要適用于對輕薄物料的提取,對物料表面的平整度和光潔度要求相對較高,通過真空吸盤與物體表面接觸擠壓變形,然后建立真空產(chǎn)生吸附力。浙江大學(xué)、南京理工大學(xué)等高校在非接觸式吸盤吸附性能方面的做了相應(yīng)研究,該類吸盤對物料表面要求不高,但吸附力較小。
(b)按照制作真空吸盤的材料,又可以分為柔性真空吸盤和剛性真空吸盤。柔性吸盤特點是材質(zhì)較柔軟,與不易變形的剛性物料接觸時能夠發(fā)生變形,從而增大與物料之間的貼合度以減少泄漏,保持吸附力。剛性真空吸盤的貼合面多采用金屬、陶瓷等硬度較高材料制成,特點是表面硬度大、耐磨損,適合對柔性物料的吸附拾取。
(c)按照真空吸盤與物料接觸面的形狀,又可以分為曲面型真空吸盤和平面型真空吸盤。平面型真空吸盤更加適合對表面是平面或近似于平面的物料拾取。曲面型真空吸盤的接觸面是非平面的,適合對具有弧形表明物料的吸附拾取。西南交大、上海交大等高校研究了各種爬壁機器人,這類機器人主要還是適合于表面較平整的壁面吸附。
2)抓取式分料裝置
目前國內(nèi)的抓取式機械手分料裝置具有抓取靈活、負(fù)載大的特點。江南大學(xué)、浙江大學(xué)等高校研究了具有多個關(guān)節(jié)的柔性抓取式機械手,通過電機、氣缸等驅(qū)動機械手指做抓取動作,結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,對位置不確定的細(xì)小的物料,機械手為了實現(xiàn)準(zhǔn)確抓取分料,往往需要結(jié)合視覺和傳感檢測技術(shù),這又存在響應(yīng)時間長、反映速度慢、程序計算復(fù)雜等弊端,而視覺處理受物料的形狀、顏色、雜亂程度等多因素影響,其成功率也難以保證。
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