産業用ロボットにとって、材料のハンドリングは、その把握作業において最も重要な用途の 1 つです。汎用性の高い作業装置の一種である産業用ロボットの操作タスクが適切に完了するかどうかは、クランプ機構に直接依存します。したがって、ロボット先端のクランプ機構は、実際の操作タスクと作業環境の要件に応じて設計する必要があります。これにより、クランプ機構の構造形態も多様化する。
図 1 エンドエフェクタの要素、特徴、パラメータの関係 機械式クランプ機構の多くは 2 フィンガ爪タイプであり、フィンガの動作モードにより回転タイプと並進タイプに分けられます。さまざまなクランプ方法を内部サポートに分けることができます。構造的特徴に応じて、空気圧式、電気式、油圧式およびそれらを組み合わせたクランプ機構に分けることができます。
空気圧エンドクランプ機構
空気圧トランスミッションの空気源は入手がより便利で、動作速度が速く、作動媒体は無公害で、流動性は油圧システムよりも優れており、圧力損失が小さく、長時間の使用に適しています。距離のコントロール。以下にいくつかの空気圧マニピュレータを示します。
1. ロータリリンクレバー式クランプ機構 本装置のフィンガ（V 字フィンガ、湾曲フィンガなど）はクランプ機構にボルトで固定されており、交換が容易で、用途が大幅に広がります。クランプ機構。
図2 ロータリーリンクレバー式クランプ機構の構造 2. ストレートロッド式複筒直動クランプ機構 このクランプ機構のフィンガ端は、通常、フィンガ端取付座を備えたストレートロッドに取り付けられます。複動シリンダの2つのロッドキャビティを使用すると、ピストンは徐々に中間に移動し、ワークをクランプします。
図3 ストレートロッド型複筒直動クランプ機構の構造図 3. コンロッドクロス型複筒直動クランプ機構は、一般に単動二重シリンダとクロス型フィンガから構成されます。ガスがシリンダーの中央キャビティに入ると、ガスが 2 つのピストンを押して両側に移動し、それによってコネクティングロッドが動き、交差したフィンガーの端がワークピースをしっかりと固定します。中央のキャビティに空気が入っていない場合、ピストンはスプリング推力リセットの作用下にあり、固定されたワークピースは解放されます。
図4 クロス型ダブルシリンダ直動クランプ機構の構造 内穴付き薄肉ワーク。クランプ機構でワークを保持した後、内穴との位置決めをスムーズに行うため、通常は3本のフィンガが取り付けられています。
図5 内側サポートロッドのレバー式クランプ機構の構造図 5. 固定ロッドレスピストンシリンダによる倍力機構 バネ力の作用により、2位置3方電磁弁により反転を実現します。
図6 固定ロッドレスピストンシリンダの空気圧システム ロッドレスピストンシリンダのピストンの半径方向位置に移行スライダが設置され、スライダの両端には2本のヒンジロッドが対称にヒンジ結合されています。ピストンに外力が作用するとピストンが左右に動き、スライダーを押して上下に移動します。システムがクランプされている場合、ヒンジ点 B は点 A を中心に円運動を行い、スライダの上下運動により自由度が追加され、点 C の振動がシリンダ全体の振動に置き換わります。ブロック。
図7 固定ロッドレスピストンシリンダによる力増強機構
圧縮空気の方向制御弁が図のように左の作動状態にある場合、空気圧シリンダの左側のキャビティ、つまりロッドレスキャビティが圧縮空気に入り、ピストンは下方の右側に移動します。空気圧の作用により、ヒンジロッドの圧力角αは徐々に減少する。微小では角度効果によりエア圧力が増幅され、その力が定倍力レバー機構のレバーに伝わり、再度増幅されてワークをクランプする力Fとなります。方向制御弁が右位置の作動状態にあるとき、空気圧シリンダの右キャビティ内のロッドキャビティが圧縮空気に入り、ピストンを押して左方向に移動し、クランプ機構がワークを解放します。
図 8. ヒンジロッドのインナークランプ空気圧マニピュレーターと 2 レバーシリーズブースター機構
2つのエア吸入端クランプ機構
エア吸引端クランプ機構は、吸盤内の負圧による吸引力を利用して対象物を移動させます。主に、ガラス、紙、スチール、その他の形状が大きく、厚みが中程度で剛性が低い物体をつかむために使用されます。負圧の発生方法により以下の種類に分けられます。 1. 吸盤を絞る 下方向への押圧力により吸盤内の空気を絞り出し、吸盤内に負圧を発生させ、吸引します。物体を吸い込む力が発生します。形状が小さく、厚みが薄く、軽量なワークを掴むのに使用されます。
図9 スクイズサクションカップの構造図 2. 空気流負圧サクションカップ制御バルブにより、エアポンプからの圧縮空気がノズルから噴射され、その圧縮空気の流れにより高速ジェットが発生し、吸盤内の空気を抜き、吸盤が吸盤内に収まるようにします。内部に負圧が発生し、その負圧による吸引力でワークを吸着することができます。
図10 エアフロー負圧吸盤の構造図
3. 真空ポンプの排気吸盤は電磁制御弁を使用して真空ポンプと吸盤を接続します。空気をポンプで送り込むと、吸盤の空洞内の空気が排出され、負圧が形成され、対象物を吸着します。逆に、制御バルブが吸盤を大気と接続すると、吸盤は吸着力を失い、ワークを解放します。
図11 真空ポンプ排気吸盤の構造図
3 つの油圧式エンドクランプ機構
1. ノーマルクローズクランプ機構: 穴あけ工具はスプリングの強力な仮締め力によって固定され、油圧によって解放されます。クランプ機構が掴み作業を行っていないときは、穴あけ工具をクランプした状態となる。その基本構造は、予圧縮されたスプリングのグループがランプやレバーなどの力増大機構に作用し、スリップ シートが軸方向に移動し、スリップを駆動して半径方向に移動させ、穴あけ工具をクランプするというものです。高圧オイルがスリップシートに入り、ケーシングによって形成された油圧シリンダーがスプリングをさらに圧縮し、スリップシートとスリップが反対方向に移動し、穴あけ工具が解放されます。2. ノーマルオープンクランプ機構：通常はスプリングリリースと油圧クランプを採用しており、把持作業が行われていないときはリリース状態になります。クランプ機構は油圧シリンダの推力を利用してクランプ力を発生させており、油圧が低下するとクランプ力も低下します。通常、油圧を維持するために油圧回路には信頼性の高い油圧ロックが設置されています。3. 油圧締め付けクランプ機構：緩めるのもクランプするのも油圧で行います。両側の油圧シリンダのオイル入口が高圧オイルに接続されていると、ピストンの移動に伴ってスリップが中心に近づき、穴あけ工具をクランプして、高圧オイル入口のスリップが変化します。中心から遠ざけ、穴あけツールを放します。
4. 複合油圧クランプ機構：本装置は主油圧シリンダと補助油圧シリンダを備え、補助油圧シリンダ側には一組の皿バネが接続されています。高圧オイルがメイン油圧シリンダに入ると、メイン油圧シリンダブロックを押して移動し、トップコラムを通過します。その力が補助油圧シリンダ側のスリップシートに伝わり、皿バネがさらに圧縮され、スリップシートが移動する。同時にメイン油圧シリンダー側のスリップシートがバネ力の作用で動き、穴あけ工具が解放されます。
4つのマグネットエンドクランプ機構
電磁吸盤と永久吸盤に分かれます。
電磁チャックはコイルに電流をON/OFFすることで磁力を発生・消去することで強磁性体を吸着・解放するものです。永久磁石吸盤は永久磁石鋼の磁力を利用して強磁性体を吸着します。磁気絶縁物体を移動させることによって吸盤内の磁力線回路を変更し、物体を吸着および解放するという目的を達成します。ただし、これも吸盤であり、常設吸盤の吸着力は電磁吸盤ほど大きくありません。
投稿日時: 2022 年 5 月 31 日