Захватное устройство является рабочим органом промышленных роботов. Оно предназначено для захвата и удержания предмета производства или технологической оснастки. Поскольку предметы производства различаются по размерам, форме и массе, то и захватные устройства должны быть разного характера. Поэтому их относят к сменным элементам промышленных роботов – оснастке. Роботы могут комплектоваться набором типовых захватных устройств, которые можно применять в зависимости от конкретных требований. Захватные устройства – важнейший элемент робота, и гибкость робота определяется гибкостью захватных устройств. К захватным устройствам предъявляется ряд требований:
1) надежность захвата и удержание заготовки;
2) стабильность базирования;
3) универсальность, то есть способность захватывать заготовки в широком диапазоне типоразмеров;
4) высокая гибкость, то есть легкая и быстрая переналадка или смена захватного устройства;
5) малые габариты и масса.
Захватные устройства состоят из привода, передаточного механизма и захватывающих элементов (пальцы, губки). Приводы делятся на пружинные, пневматические, гидравлические, электромеханические, электромагнитные, магнитные, вакуумные. Преимущественно используются пневматические приводы (достоинства: простота конструкции, легко регулируемые, не боятся температуры). Пневмозажимы используются для захвата малых и средних заготовок. Для захватных устройств с пневмоприводом характерно применение передаточных механизмов (механизмов – усилителей). Гидропривод обеспечивает большие силы при малых габаритах благодаря высокому давлению масла, что в сочетании со способностью к регулированию предопределяет его достаточно широкое применение. Для зажимных устройств с гидравлическим приводом широко используют реечно-зубчатые передачи.
Электромеханические приводы используются в сочетании с самотормозящимися винтовыми, червячными передачами. Имеют сложную конструкцию, используются ограниченно.
По типу захватов захватные устройства делятся на механические, магнитные, вакуумные и с эластичными камерами.
Захватные устройства магнитные, вакуумные и с эластичными камерами
Магнитные захватные устройства могут быть с постоянными магнитами и электромагнитные. Такие устройства пригодны для захвата деталей только из магнитных материалов, преимущественно с плоскими поверхностями. Электромагнитные захваты имеют простую конструкцию и состоят из катушки и сердечника. Они комплектуются на базе небольших электромагнитов, установленных на общей раме (рис. 13.13, а и б). Такие захваты можно использовать для переноса фасонных, круглых и других поверхностях.
При включении тока захват срабатывает. Захваты с постоянными магнитами имеют более сложную конструкцию и не нашли применения, так их необходимо оснащать специальными устройствами для освобождения детали.
Вакуумные захватные устройства (присоски) могут быть с простым присосом и принудительным поддержанием вакуума (высасывающие чаши). Применение: для захвата и переноса заготовок с плоскими, ровными поверхностями. Основные элементы: присоски и устройства для создания вакуума. Присоски изготавливают из резины или пластмассы. Обычно для захвата детали используют несколько присосок.
Распространенным устройством для создания вакуума являются эжекторы. В этом случае разрежение получается без специальной насосной установки за счет энергии сжатого воздуха, получаемого из заводской сети. Основой эжектора является тройник, в который вклеивают или впаивают пробки с отверстиями малого диаметра.
В вакуумном захватном устройстве (рис. 13.13, в) с четырьмя присосками вакуум создается эжектором, общим для всех присосок и расположенным на раме захвата. В конструкциях захватов, показанных на рис. 13.13, г, эжекторы установлены в каждой присоске, причем они выполняют также и роль присоединительной арматуры воздухопровода.
Захватные устройства с эластичными камерами (рис. 13.13, д) применяют для захвата хрупких деталей. Их действие основано на деформации эластичной камеры под действием давления воздуха или жидкости. Захватное устройство с эластичными камерами-пальцами (рис. 13.13, е) применяют для удерживания деталей как за наружную, так и за внутреннюю поверхность. Обращенные внутрь поверхности пальцев менее эластичны, чем их тыльные стороны, поэтому при подаче давления они изгибаются и прилегают к детали, повторяя ее конфигурацию.