Pour les robots industriels, la manipulation de matériaux est l'une des applications les plus importantes dans leurs opérations de préhension.En tant qu'équipement de travail doté d'une grande polyvalence, la réussite de la tâche opérationnelle d'un robot industriel dépend directement du mécanisme de serrage.Par conséquent, le mécanisme de serrage à l’extrémité du robot doit être conçu en fonction des tâches opérationnelles réelles et des exigences de l’environnement de travail.Cela conduit à une diversification des formes structurelles du mécanisme de serrage.
Figure 1 La relation entre les éléments, les caractéristiques et les paramètres de l'effecteur final La plupart des mécanismes de serrage mécaniques sont du type à griffes à deux doigts, qui peuvent être divisés en : type rotatif et type de translation selon le mode de mouvement des doigts ;différentes méthodes de serrage peuvent être divisées en support interne. Selon les caractéristiques structurelles, elles peuvent être divisées en type pneumatique, type électrique, type hydraulique et leur mécanisme de serrage combiné.
Mécanisme de serrage d'extrémité pneumatique
La source d'air de la transmission pneumatique est plus pratique à obtenir, la vitesse d'action est rapide, le fluide de travail est non pollué et la fluidité est meilleure que celle du système hydraulique, la perte de pression est faible et elle convient aux longues périodes. contrôle à distance.Voici plusieurs manipulateurs pneumatiques :
1. Mécanisme de serrage de type levier à liaison rotative. Les doigts de cet appareil (tels que les doigts en forme de V, les doigts incurvés) sont fixés sur le mécanisme de serrage par des boulons, ce qui est plus pratique à remplacer, ce qui permet d'étendre considérablement l'application du mécanisme de serrage.
Figure 2 Structure du mécanisme de serrage de type levier à liaison rotative 2. Mécanisme de serrage à translation à double cylindre de type tige droite L'extrémité du doigt de ce mécanisme de serrage est généralement installée sur une tige droite équipée d'un siège de montage de l'extrémité du doigt.Lorsque les deux cavités de tige du vérin à double effet sont utilisées, le piston se déplace progressivement vers le milieu jusqu'à ce que la pièce soit serrée.
Figure 3 Schéma structurel du mécanisme de serrage par translation à double cylindre à tige droite 3. Le mécanisme de serrage à translation à double cylindre de type croisé à bielle est généralement composé d'un double cylindre à simple effet et d'un doigt de type croisé.Une fois que le gaz entre dans la cavité centrale du cylindre, il poussera les deux pistons pour se déplacer des deux côtés, entraînant ainsi le déplacement de la bielle, et les extrémités croisées des doigts fixeront fermement la pièce ;si aucun air ne pénètre dans la cavité centrale, le piston sera sous l'action de la poussée du ressort, la pièce fixe sera libérée.
Figure 4. Structure du mécanisme de serrage par translation à double cylindre de type croisé Pièces à parois minces avec trous intérieurs.Une fois que le mécanisme de serrage maintient la pièce à usiner, afin de garantir qu'elle puisse être positionnée en douceur avec le trou intérieur, 3 doigts sont généralement installés.
Figure 5 Schéma structurel du mécanisme de serrage à levier de la tige de support interne 5. Le mécanisme de rappel entraîné par le cylindre à piston fixe sans tige Sous l'action de la force du ressort, l'inversion est réalisée par l'électrovanne à trois voies à deux positions.
Figure 6 Système pneumatique du cylindre à piston sans tige fixe Un curseur de transition est installé à la position radiale du piston du cylindre à piston sans tige, et deux tiges de charnière sont articulées symétriquement aux deux extrémités du curseur.Si une force externe agit sur le piston, le piston se déplacera de gauche à droite, poussant ainsi le curseur à monter et descendre.Lorsque le système est serré, le point charnière B effectuera un mouvement circulaire autour du point A, et le mouvement de haut en bas du curseur peut ajouter un degré de liberté, et l'oscillation du point C remplace l'oscillation de l'ensemble du cylindre. bloc.
Figure 7 Le mécanisme d'augmentation de la force entraîné par le cylindre à piston fixe sans tige
Lorsque la soupape de commande directionnelle de l'air comprimé est dans l'état de fonctionnement gauche, comme indiqué sur la figure, la cavité gauche du vérin pneumatique, c'est-à-dire la cavité sans tige, entre dans l'air comprimé et le piston se déplace vers la droite sous l'action de la pression de l'air, de sorte que l'angle de pression α de la tige de charnière diminue progressivement.Petit, la pression de l'air est amplifiée par l'effet d'angle, puis la force est transmise au levier du mécanisme de levier à force de suralimentation constante, la force sera à nouveau amplifiée et deviendra la force F pour serrer la pièce.Lorsque la soupape de commande directionnelle est en état de fonctionnement dans la position droite, la cavité de la tige dans la cavité droite du vérin pneumatique entre dans l'air comprimé, pousse le piston pour se déplacer vers la gauche et le mécanisme de serrage libère la pièce.
Figure 8. Manipulateur pneumatique de serrage interne de la tige de charnière et mécanisme de rappel à 2 leviers
Mécanisme de serrage à deux extrémités d'aspiration d'air
Le mécanisme de serrage de l'extrémité d'aspiration d'air utilise la force d'aspiration formée par la pression négative dans la ventouse pour déplacer l'objet.Il est principalement utilisé pour saisir du verre, du papier, de l'acier et d'autres objets de grande forme, d'épaisseur modérée et de faible rigidité.Selon les méthodes de génération de pression négative, elle peut être divisée en types suivants : 1. Ventouse à presser. L'air dans la ventouse est expulsé par la force de pression vers le bas, de sorte qu'une pression négative soit générée à l'intérieur de la ventouse et une aspiration. une force est formée pour aspirer l’objet.Il est utilisé pour saisir des pièces de petite forme, d'épaisseur fine et légères.
Figure 9 Schéma structurel de la ventouse à presser 2. La valve de contrôle de la ventouse à pression négative du débit d'air pulvérise l'air comprimé de la pompe à air depuis la buse, et le flux d'air comprimé générera un jet à grande vitesse, qui prendra Évacuez l'air dans la ventouse, de sorte que la ventouse soit dans la ventouse.Une pression négative est générée à l'intérieur et l'aspiration formée par la pression négative peut aspirer la pièce.
Figure 10 Schéma structurel de la ventouse à pression négative du flux d'air
3. La ventouse d'échappement de la pompe à vide utilise une vanne de commande électromagnétique pour connecter la pompe à vide à la ventouse.Lorsque l'air est pompé, l'air dans la cavité de la ventouse est évacué, formant une pression négative et aspirant l'objet.A l’inverse, lorsque la vanne de régulation relie la ventouse à l’atmosphère, la ventouse perd sa succion et libère la pièce.
Figure 11 Schéma structurel de la ventouse d'échappement de la pompe à vide
Mécanisme de serrage à trois extrémités hydrauliques
1. Mécanisme de serrage normalement fermé : L'outil de forage est fixé par la forte force de pré-serrage du ressort et relâché hydrauliquement.Lorsque le mécanisme de serrage n'effectue pas la tâche de préhension, il est dans l'état de serrage de l'outil de forage.Sa structure de base est qu'un groupe de ressorts précomprimés agit sur un mécanisme augmentant la force tel qu'une rampe ou un levier, de sorte que le siège de glissement se déplace axialement, entraîne le glissement radial et serre l'outil de forage ;l'huile à haute pression pénètre dans le siège coulissant et le vérin hydraulique formé par le boîtier comprime davantage le ressort, provoquant le déplacement du siège coulissant et du glissement dans la direction opposée, libérant ainsi l'outil de forage.2. Mécanisme de serrage normalement ouvert : il adopte généralement un relâchement à ressort et un serrage hydraulique, et est dans un état relâché lorsque la tâche de préhension n'est pas effectuée.Le mécanisme de serrage s'appuie sur la poussée du vérin hydraulique pour générer la force de serrage, et la réduction de la pression d'huile entraînera une réduction de la force de serrage.Habituellement, un verrou hydraulique aux performances fiables est installé sur le circuit d’huile pour maintenir la pression d’huile.3. Mécanisme de serrage hydraulique : le desserrage et le serrage sont réalisés par pression hydraulique.Si les entrées d'huile des vérins hydrauliques des deux côtés sont connectées à de l'huile haute pression, les glissements se fermeront au centre avec le mouvement du piston, serreront l'outil de forage et changeront l'entrée d'huile haute pression, les glissements sont loin du centre et l'outil de perçage est libéré.
4. Mécanisme de serrage hydraulique composé : ce dispositif est doté d'un vérin hydraulique principal et d'un vérin hydraulique auxiliaire, et un ensemble de ressorts à disque est connecté au côté du vérin hydraulique auxiliaire.Lorsque l'huile haute pression pénètre dans le vérin hydraulique principal, elle pousse le bloc-cylindres hydraulique principal à se déplacer et passe à travers la colonne supérieure.La force est transmise au siège coulissant du côté du vérin hydraulique auxiliaire, le ressort à disque est davantage comprimé et le siège coulissant se déplace ;en même temps, le siège coulissant du côté du vérin hydraulique principal se déplace sous l'action de la force du ressort, libérant l'outil de forage.
Mécanisme de serrage à quatre extrémités magnétiques
Divisé en ventouses électromagnétiques et ventouses permanentes.
Le mandrin électromagnétique doit attirer et libérer des objets ferromagnétiques en activant et en coupant le courant dans la bobine, générant et éliminant la force magnétique.La ventouse à aimant permanent utilise la force magnétique de l'acier à aimant permanent pour attirer les objets ferromagnétiques.Il modifie le circuit de ligne de champ magnétique dans la ventouse en déplaçant l'objet d'isolation magnétique, de manière à atteindre l'objectif d'attirer et de libérer des objets.Mais c'est aussi une ventouse, et la force d'aspiration de la ventouse permanente n'est pas aussi grande que celle de la ventouse électromagnétique.
Heure de publication : 31 mai 2022