了解接触式真空吸取技术的研究现状

2021-08-13

接触式真空吸取技术广泛应用于工农业生产和人民生活中。采用负压夹紧工件,具有成本低、结构简单、使用方便等优点。真空吸力执行系统关键是真空吸盘,它利用抽取空气中的大气压来产生负压吸力,从而吸住工件。

  在半导体行业,真空吸盘导像管、包装盒等工件用于完成物流运输、自动装配等工序;在食品生产加工中,真空吸盘输送糕点、水果等食品,省工、安全、卫生、高效;在新兴的机器人领域,爬壁机器人配备了真空吸盘,可以方便地附着在高层建筑的墙壁上。服务机器人末端的真空吸盘可以快速、安全地为客户取走所需物品。

  真空吸盘易于实现柔性夹紧,对物体表面损伤小,具有安全可靠、价格低廉、重量轻、节能等优点,气动驱动的高柔性更容易实现仿生结构,具有良好的应用前景。

  真空吸取技术夹紧要求

  夹紧要求包括两个方面。一是吸盘能适应物体的形状,有效地贴合物体,二是提供可靠的真空。

  接触式真空吸取技术为自动化物流和机器人提供了方便的真空夹紧方法,生产技术的进步对真空吸取技术提出了更高的要求,夹紧工作环境趋于多样化,如:

  人类需要适应水下环境,探索海洋深处的奥秘;空间探索需要适应宇宙环境;混流生产中工件形状的多样化要求夹持器能适应多种工件形状;社会服务需求的增加需要大量能够提供生活服务的机器人,而这些机器人是否具有灵活可靠的握持端将极大地影响服务的效果;全球能源短缺使节能成为人类的迫切需要。

  这些新的要求推动了接触式真空吸取技术朝着适应多种工况、多形状夹紧、高效节能的方向发展。

  真空吸盘结构

  真空吸盘是接触式真空吸力的末端执行器。常规吸盘采用丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、氟化橡胶等弹性良好的非金属材料制成,结构多为平面、深凹、机关型等,可根据工件的结构尺寸专门设计微型或大型吸盘。

  针对目前负压吸盘由于无法调整刚度和形状而带来的问题,国内外研究人员对负压吸盘的材质和形状进行了研究和探索。通过在吸盘连接处设计缓冲接头,改变缓冲接头的弹性和形状,调整吸盘的刚度和夹紧耦合面,以满足更多工况的要求。

  由于单个吸盘提供的吸力面有限,实际应用中常采用多个吸盘协同工作的安装方式。