自動(dòng)送料方法研究
時(shí)間:2016-08-19 16:51
自動(dòng)送料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是自動(dòng)分料，是影響自動(dòng)送料成功的關(guān)鍵，所以將自動(dòng)分料作為自動(dòng)送料的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行著重分析和考察。根據(jù)物料分離的主動(dòng)與被動(dòng)特點(diǎn)，可以將自動(dòng)分料分為篩動(dòng)分料法(隨機(jī)分類(lèi)法)和拾取分料法兩大類(lèi)。
（1）隨機(jī)分料法
隨機(jī)分料法往往是依靠物料自身形狀特點(diǎn)設(shè)計(jì)而成的，剛體物料在分離的過(guò)程中其自身的變形量微乎其微，所以該方法對(duì)剛體物料的自動(dòng)送料尤為適用。北京航空航天大學(xué)等高校研究了這類(lèi)物料的震動(dòng)送料，使隨機(jī)堆放的零件定向之后自動(dòng)出料。較常見(jiàn)隨機(jī)送料裝置如震動(dòng)送料器，用于配合自動(dòng)組裝、包裝設(shè)備將產(chǎn)品各個(gè)部位組裝或封裝成完整的產(chǎn)品，是自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料的常用設(shè)備。
對(duì)于大長(zhǎng)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(guò)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(jī)分料法不宜用于細(xì)長(zhǎng)柔性物料的分離。同時(shí)，隨機(jī)分料具有循環(huán)往復(fù)性，對(duì)于一些不耐磨損的物料則不宜使用。并且，隨機(jī)送料無(wú)法滿(mǎn)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(guò)機(jī)械手主動(dòng)拾取來(lái)實(shí)現(xiàn)的，機(jī)械手分料又可以進(jìn)一步細(xì)分為抓取式分料和吸附式分料，前者是通過(guò)機(jī)械式的夾持器與物料直接接觸作用實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的分離拾取，后者是通過(guò)真空吸附物料完成物料分離。拾取分料法是研究細(xì)長(zhǎng)柔性物料方法的一個(gè)重要趨勢(shì)。針對(duì)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(pán)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料進(jìn)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(jì)算、傳感反饋等過(guò)程實(shí)施進(jìn)行。吸附式分料裝置作用的對(duì)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(duì)象，江蘇大學(xué)研究了果蔬類(lèi)等非標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)產(chǎn)品采摘的吸附機(jī)械手。吸附式分料裝置其分類(lèi)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(pán)和非接觸式真空吸盤(pán)。接觸式吸盤(pán)主要適用于對(duì)輕薄物料的提取，對(duì)物料表面的平整度和光潔度要求相對(duì)較高，通過(guò)真空吸盤(pán)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(pán)吸附性能方面的做了相應(yīng)研究，該類(lèi)吸盤(pán)對(duì)物料表面要求不高，但吸附力較小。
（b）按照制作真空吸盤(pán)的材料，又可以分為柔性真空吸盤(pán)和剛性真空吸盤(pán)。柔性吸盤(pán)特點(diǎn)是材質(zhì)較柔軟，與不易變形的剛性物料接觸時(shí)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(pán)的貼合面多采用金屬、陶瓷等硬度較高材料制成，特點(diǎn)是表面硬度大、耐磨損，適合對(duì)柔性物料的吸附拾取。
（c）按照真空吸盤(pán)與物料接觸面的形狀，又可以分為曲面型真空吸盤(pán)和平面型真空吸盤(pán)。平面型真空吸盤(pán)更加適合對(duì)表面是平面或近似于平面的物料拾取。曲面型真空吸盤(pán)的接觸面是非平面的，適合對(duì)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(jī)器人，這類(lèi)機(jī)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(guó)內(nèi)的抓取式機(jī)械手分料裝置具有抓取靈活、負(fù)載大的特點(diǎn)。江南大學(xué)、浙江大學(xué)等高校研究了具有多個(gè)關(guān)節(jié)的柔性抓取式機(jī)械手，通過(guò)電機(jī)、氣缸等驅(qū)動(dòng)機(jī)械手指做抓取動(dòng)作，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)位置不確定的細(xì)小的物料，機(jī)械手為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確抓取分料，往往需要結(jié)合視覺(jué)和傳感檢測(cè)技術(shù)，這又存在響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、反映速度慢、程序計(jì)算復(fù)雜等弊端，而視覺(jué)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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