機(jī)器人end-of-arm工具(EOAT)現(xiàn)在是一個(gè)發(fā)展的溫床。這也是任何機(jī)器人應(yīng)用程序最重要的部分之一。行業(yè)專家的重要性不能被夸大效果器,和機(jī)器人之間的直接接口部分的處理或處理。
對(duì)象的多樣性和復(fù)雜的機(jī)器人被要求操作和需要更多的用戶友好的解決方案推動(dòng)激進(jìn)的變化,生新技術(shù)和供應(yīng)商。另外增加的需求更高的速度和減少能源消耗大EOAT制造商施壓,舉起他們的游戲之手。
機(jī)器人的手就像人類的手一樣
五指機(jī)器人讓我們看到了我們的未來(lái)。工程的壯舉,這擬人化結(jié)束效應(yīng)器擁有9個(gè)伺服器馬達(dá)控制20軸,或關(guān)節(jié)。
“不僅模仿人手的大小和比例,但在所有的動(dòng)作和靈巧的手,“說(shuō)RJ Ruberti組長(zhǎng)線性系統(tǒng)在Morrisville SCHUNK,北卡羅萊納。
5指機(jī)械手仍有很長(zhǎng)一段路要走，根據(jù)Ruberti工廠的說(shuō)法顯示。這是主要面向羽翼未豐的服務(wù)機(jī)器人行業(yè)和領(lǐng)域的研發(fā)工作。
“大多數(shù)這類機(jī)械手的最終去向是大學(xué)。也就是說(shuō)用于大學(xué)研究的課題。“Ruberti說(shuō)。“他們不會(huì)工廠自動(dòng)化應(yīng)用程序出售。如果它曾經(jīng)被生產(chǎn)出來(lái)，被用戶使用,這些都是批量生產(chǎn)和更便宜,這是可能的,它可以在一個(gè)自動(dòng)化的應(yīng)用程序。這就是為什么我們開發(fā)這些機(jī)器叨紙牙。如果我們要成為世界上最大的鉗子公司,我們絕對(duì)要在技術(shù)上保持領(lǐng)先。”
“我們也有一個(gè)三指機(jī)器手與觸覺(jué)傳感器在每個(gè)手指上墊,“Ruberti說(shuō)。“所以當(dāng)你控制,你可以看到手指扣人心弦的部分。“體育更穩(wěn)健設(shè)計(jì),三手指機(jī)器人手準(zhǔn)備工業(yè)應(yīng)用以及服務(wù)機(jī)器人。
您可能還記得看到SCHUNK 3手指機(jī)器手加上一個(gè)通用機(jī)器人UR5臂引發(fā)去年11月在納斯達(dá)克收盤階段的故事？這一歷史性事件標(biāo)志著第一個(gè)全球交易推出的機(jī)器人股票指數(shù)基金對(duì)世界的影響。
“很容易讓一個(gè)鉗子來(lái)挑選處理一個(gè)小部分,“Ruberti說(shuō)。困難的是當(dāng)你有很多不同的部分,或部分可能相似但不同的大小。真正困難的是如何不同的感受器結(jié)束你需要處理這個(gè)范圍的部分。”
“我們有很多的解決方案,”Ruberti說(shuō)。“我們有辦法,一個(gè)機(jī)器人可以快速切換工具。我們?nèi)菀赘淖冎饕獾淖Φ氖种?允許您從一個(gè)手指套到另一個(gè)在幾秒鐘內(nèi)。承認(rèn)你需要專業(yè)的解決方案,但我們想讓它盡可能容易。”
雖然領(lǐng)先EOAT制造商正努力保持領(lǐng)先,其他人則完全改變了游戲規(guī)則。
干擾技術(shù)
初創(chuàng)于2012年,帝國(guó)機(jī)器人公司,照亮了高科技新聞?lì)l道與結(jié)束效應(yīng)創(chuàng)新基于干擾過(guò)渡技術(shù)。在康奈爾大學(xué)的創(chuàng)意機(jī)器進(jìn)化實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在是一個(gè)成熟的產(chǎn)品套件1月發(fā)布和銷售工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
VERSABALL?沖破傳統(tǒng)的終端效應(yīng)器類別,即機(jī)械、真空和磁性,創(chuàng)建自己的原型。其合作發(fā)明者和公司共同創(chuàng)始人描述獨(dú)特的效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
“當(dāng)我來(lái)到研究生院(康奈爾大學(xué)),兩個(gè)同時(shí)發(fā)生的事情,我發(fā)現(xiàn)自己在他們交叉的地方工作,”約翰說(shuō)修改,博士,波士頓的首席技術(shù)官帝國(guó)機(jī)器人。“有大量新興趣干擾過(guò)渡技術(shù)在物理學(xué)界,在機(jī)器人技術(shù)方面有一個(gè)增加推動(dòng)機(jī)器人研究圈子里的。”
他解釋了美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)贊助幾個(gè)不同的研究項(xiàng)目,目的是開發(fā)機(jī)器人,這些機(jī)器人都柔軟而靈活。
“利普森,當(dāng)時(shí)我的教授與海因里希·Jaeger誰(shuí)是芝加哥大學(xué)的物理學(xué)教授,“蓋爾說(shuō)。“他們使用顆粒材料做軟DARPA可編程機(jī)器人發(fā)展項(xiàng)目。我開始使用顆粒材料來(lái)強(qiáng)化軟機(jī)器人。之前不久我們開始關(guān)注機(jī)器手的相仿。”
蓋爾之后,他們發(fā)現(xiàn)其他研究人員說(shuō)在過(guò)去有過(guò)類似的想法。他的團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)是專家顆粒材料和機(jī)器人技術(shù)。這讓他們深入了解研究和獲得更好的結(jié)果。最初的專利申請(qǐng)康奈爾在帝國(guó)機(jī)器人已經(jīng)產(chǎn)生額外的專利。他解釋了獨(dú)特的效應(yīng)結(jié)合真空和干擾技術(shù)普遍扣人心弦的過(guò)渡效果。
“它的工作方式是,你有一個(gè)氣球膜內(nèi)這種粒狀材料。你吹入空氣使流體化,使其柔軟,然后你把它推到一個(gè)對(duì)象,它符合被動(dòng)對(duì)象的形狀。”
如何使用真空粒狀材料(如真空包裝的咖啡渣),迅速變硬堅(jiān)定地把握對(duì)象。隨后,正壓是再次使用的過(guò)渡,有效地把氣球變形狀態(tài)和釋放對(duì)象。
“干擾過(guò)渡本質(zhì)上是一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變,”蓋爾解釋了。“這是一個(gè)從近似液態(tài)無(wú)序固體狀態(tài)。有趣的,從制作的角度來(lái)看這樣的爪是,你需要一個(gè)非常小的體積變化和溫度沒(méi)有變化很大的散裝材料的硬度的變化。軟的時(shí)候,我們的夾具時(shí)只有百分之一大于很難。”
萊姆球已經(jīng)被用于選擇和地點(diǎn)從塑料瓶子和杯子,智能手機(jī)和碎玻璃,甚至生雞蛋。
用于工業(yè)用途
在康奈爾大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室,研究團(tuán)隊(duì)與共同建立原型黨氣球充滿了咖啡渣。目前的設(shè)計(jì)已經(jīng)走了很長(zhǎng)的路?，F(xiàn)在帝國(guó)對(duì)員工有高分子科學(xué)家全職工作提高工業(yè)用氣球膜材料的性能。
“我們將在實(shí)驗(yàn)室里工作了一個(gè)公式,測(cè)試它,然后把它制造更高的數(shù)量,基本上,我們混合你的彈性材料,任何你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)在一個(gè)外科手套。耐用性是主要問(wèn)題。”
帝國(guó)也在嘗試不同的氣球紋理,不同的應(yīng)用程序可能會(huì)引入專業(yè)的氣球。粒狀材料也進(jìn)化。
“我們通常需要使用較小的顆粒材料,典型的亞毫米波大小,這是一個(gè)權(quán)衡。你希望他們是非常小的,因?yàn)樗兄诜蠈?duì)象的形狀。但如果他們太小,你有透氣性問(wèn)題,所以很難通過(guò)材料畫一個(gè)真空。較小的顆粒也傾向于阻塞我們的過(guò)濾器,所以總是一個(gè)平衡。”
蓋爾說(shuō)的能量消耗與吸盤。節(jié)約能源,爪只使用空氣在兩個(gè)點(diǎn),創(chuàng)建初始控制和釋放對(duì)象。對(duì)象的轉(zhuǎn)移過(guò)程中,夾具是密封的,所以它不使用任何空氣。
他說(shuō)他們獨(dú)特的最終效應(yīng)主要是解決應(yīng)用程序目前還沒(méi)有解決方案。
“需要大量的工程努力處理機(jī)器手臂、機(jī)器手等工具,特別是對(duì)于機(jī)器人集成商試圖設(shè)計(jì)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線。人們會(huì)說(shuō)我們喜歡的事情,我知道你VERSABALL不是最佳,但是如果要做這個(gè)工作,它會(huì)把它做好,然后我可以有我的工程師工作在其他的事情。他們不需要花時(shí)間和金錢試圖優(yōu)化設(shè)計(jì)或追蹤叨紙牙。”
最終效應(yīng)確實(shí)有它的局限性,根據(jù)修改。“如果你試圖撿起一個(gè)對(duì)象從側(cè)面,對(duì)象通常是不夠沉重的抵制力,所以對(duì)象將幻燈片,你不會(huì)得到任何地方。你必須銷它反對(duì)的東西。”
他說(shuō)交通工具不應(yīng)該是一個(gè)問(wèn)題。“如果你匹配的速度輸送機(jī)機(jī)械臂,然后夾和對(duì)象不是彼此相對(duì)移動(dòng)。無(wú)論對(duì)象是下來(lái),如果你試圖控制在中心,你會(huì)做的很好。”
最終效應(yīng)主要是通過(guò)測(cè)試基礎(chǔ)鉸接的機(jī)器人,但修改表示,它將與所有不同種類的機(jī)器人。不過(guò),他也注意到,因?yàn)樗梢猿^(guò)十分之一秒真空,他們無(wú)法充分利用三角洲和scara機(jī)器人速度,。
修改說(shuō)他們收到很多請(qǐng)求創(chuàng)建組合兩個(gè)或多個(gè)VERSABALL單元的下巴,或者讓他們頭沖下,使用它們來(lái)固定對(duì)象。目前商用工具包包含一個(gè)3.5英寸的球,一個(gè)6.5英寸的球。他們正在考慮其他大小和調(diào)查特定的應(yīng)用程序,如工件夾緊、食物、假肢,甚至水下應(yīng)用程序。所有這些都是在實(shí)驗(yàn)室里在不同的發(fā)展階段。
袋叨紙牙
傳統(tǒng)的真空夾具制造商也努力保持領(lǐng)先。更快的速度、更高的性能和更低的能源消耗是大趨勢(shì)。
“我們看到更多的產(chǎn)品被打包在站立袋和保利袋,”Ed麥戈文說(shuō)，他是北美銷售和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁在Hingham Piab USA inc .)位于美國(guó)馬薩諸塞州。“從金槍魚到寵物食品,甚至麥片你開始看到在這些單口包。從機(jī)械的角度的挑戰(zhàn)是如何抓住這些事情。他們不太好傳統(tǒng)叨紙牙或吸盤,因?yàn)榇诱酆酆捅砻娣e不同每次你把它撿起來(lái)。”
麥戈文說(shuō),曾經(jīng)是一個(gè)控制和機(jī)器處理速度之間權(quán)衡這些類型的應(yīng)用程序。你要么不得不速度減慢或超大的真空泵來(lái)彌補(bǔ)泄漏。芯片的piGRIP?吸盤,扣人心弦的包照片中,解決了這個(gè)問(wèn)題。
“很難得到一個(gè)密封,所以我們開發(fā)了這個(gè)袋子杯極其柔軟,柔軟的嘴唇很公司波紋管,”麥戈文解釋道。“液態(tài)硅膠的嘴唇是創(chuàng)建一個(gè)真正的好站之間的密封袋,或包,和吸盤。”
“如果你撿起那個(gè)袋子與任何標(biāo)準(zhǔn)的吸盤,它不會(huì)工作得很好,”麥戈文說(shuō)。“袋子將折痕,然后會(huì)有泄漏,則下降。這袋唇很好,他們可以用一個(gè)吸盤撿起來(lái)。”
吸盤與手指
“優(yōu)勢(shì)相比,常規(guī)夾緊端效果器是它的溫和的產(chǎn)品,”麥戈文說(shuō)。“piGRAB爪是一種廉價(jià)的兼容爪相比更復(fù)雜的解決方案。”
麥戈文說(shuō),順從的真空夾具是與最重要的視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)器人專家之一,本挑選,這個(gè)想法是,它可能會(huì)被用于3 d隨機(jī)本挑選應(yīng)用程序。
Piab的真空機(jī)械手不是唯一兼容爪處理易碎貨物。
關(guān)鍵的接口
許多機(jī)器人用戶沒(méi)有意識(shí)到什么,強(qiáng)調(diào)麥戈文,吸盤在重要性的整體成功機(jī)器人工作單元。接口或吸盤是工具的關(guān)鍵部分。
“令人驚異的是我為什么工程師們將花很少的時(shí)間在確保他們有權(quán)利吸盤來(lái)處理他們的一部分,”麥戈文說(shuō)。“吸盤是真的機(jī)器人之間的主界面,你處理end-of-arm工具和產(chǎn)品。你可以買一個(gè)80000美元的機(jī)器人,如果你有錯(cuò)誤的指令,這將減緩下來(lái)。沒(méi)關(guān)系什么大小你的機(jī)器人或多好,錯(cuò)誤的指令將殺死性能。”
他說(shuō)吸盤的選擇需要發(fā)生在機(jī)器手臂之前工具設(shè)計(jì)。那個(gè)時(shí)候的關(guān)鍵問(wèn)題需要問(wèn)。
“我處理什么類型的材料?多孔、無(wú)孔的嗎?變形,彎曲,有油嗎?是什么性質(zhì)的產(chǎn)品,我想移動(dòng),速度和與產(chǎn)品實(shí)際的主要問(wèn)題是什么處理呢?什么類型的技術(shù)在吸盤,例如摩擦杯杯或袋,可以能夠提供最好的密封?”
“如果你有一個(gè)可憐的吸盤設(shè)計(jì),它將極大地影響你的機(jī)器性能,”麥戈文補(bǔ)充道。“這是一個(gè)大問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題很容易解決,并且它可以解決相對(duì)便宜。”
能源消耗
降低真空夾具的能源消耗是一個(gè)大趨勢(shì)。Piab研發(fā)了第一多級(jí)噴射真空發(fā)生器。
“Piab不同于其他真空的制造商,我們有這個(gè)專利多級(jí)哄?技術(shù)”,“麥戈文說(shuō)。“與一個(gè)單級(jí)文丘里噴嘴,我們通常有幾個(gè)噴嘴從壓縮空氣中提取更多的性能。我們采取的排氣出來(lái)的單級(jí)文丘里,我們?cè)俅问褂?第二噴嘴。然后我們使用排氣再次第三噴嘴。所以空氣筋疲力盡的時(shí)候,在一個(gè)非常低的壓力和你產(chǎn)生很多真空的流程,相當(dāng)于速度。”
:“這是end-of-arm工具的關(guān)鍵麥戈文補(bǔ)充道。“結(jié)果是快速真空能量消耗較低。”
分散的真空
另一個(gè)節(jié)省能源是分散的真空系統(tǒng)。為此,Piab正在努力減少發(fā)電機(jī)組件的重量,這樣他們可以移動(dòng)接近end-of-arm工具。
“有很大的能源效益可以分散真空系統(tǒng)時(shí),“麥戈文說(shuō)。“想想很長(zhǎng)草,你必須通過(guò)吸空氣。稻草的時(shí)間越長(zhǎng),越難疏散,吸盤在另一端。這就是為什么我們建議考慮分散真空系統(tǒng)的真空吸點(diǎn)。”
“與我們piCOMPACT?真空噴射器從發(fā)電機(jī)我們可以單獨(dú)控制。我們可以把實(shí)際的真空引擎end-of-arm工具,但是所有的控制包括閥門、傳感器和開關(guān)可以被分離和安裝在機(jī)器人的重量不是添加到尾部效應(yīng)。這是一個(gè)獨(dú)特的設(shè)計(jì)Piab。”
標(biāo)準(zhǔn)與定制End-of-Arm工具
機(jī)器人的世界最終效果器-幾乎一個(gè)行業(yè)上本身有一個(gè)持續(xù)的推拉之間的標(biāo)準(zhǔn)和自定義end-of-arm工具。
”有一個(gè)總體的趨勢(shì)普遍效應(yīng),一個(gè)工具去接多個(gè)產(chǎn)品,它更傾向于標(biāo)準(zhǔn)化、“麥戈文說(shuō)。“但是整體的趨勢(shì)是朝著專業(yè)化、只是因?yàn)楹芏鄼C(jī)器人公司推動(dòng)了設(shè)計(jì)的最終效應(yīng)積分器網(wǎng)絡(luò)。集成商在很大程度上是設(shè)計(jì)最終效果器。”
韋爾登的解決方案,一個(gè)機(jī)器人在紐約積分器,賓夕法尼亞州,就可以證明。“終端效應(yīng)器制造商通常提供的所有不同的組件end-of-arm工具,但他們完全不拉,”查爾斯?蓋爾斯表示自動(dòng)化銷售的經(jīng)理。“絕大多數(shù)的項(xiàng)目,我們做的,我們用我們的工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)和開發(fā)自定義end-of-arm工具盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)組件”。
韋爾登事實(shí)上設(shè)計(jì)并建造一個(gè)定制end-of-arm工具使用一個(gè)獨(dú)特的磁性效應(yīng)鏜床機(jī)器管理應(yīng)用程序結(jié)束。
“大型鑄件我們處理了一個(gè)不尋常的幾何圖形,所以我們必須與磁鐵供應(yīng)商密切合作,”蓋爾斯說(shuō)。“這是一個(gè)獨(dú)特的永久磁鐵的工具,但它不是精力充沛,直到你旋轉(zhuǎn)。讓我們創(chuàng)建一個(gè)磁力只有當(dāng)我們想要的,和做氣動(dòng)與使用電磁鐵。過(guò)去,我們用不同的方式去掉的部分。但是這個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置,misaligns兩極這絕對(duì)是一個(gè)更好的分離部分的手段。”
“然后我們也認(rèn)識(shí)到需要接真空數(shù)組,這樣我們就可以把膠合板表分離層的部分,”他解釋說(shuō)。“我認(rèn)為這是一個(gè)很好的使用磁鐵能夠接飛機(jī),真空裝置。這個(gè)想法來(lái)自我們的工程技術(shù)人員。”
他指出,真空EOAT安裝的工作單元的一側(cè),良好的使用面積。
“我們可能會(huì)有一些可伸縮的真空吸盤,中間呈v形彎?rùn)C(jī)械臂,但在這種情況下,我們沒(méi)有足夠的空間,”蓋爾斯說(shuō)。”或我們可以使用規(guī)則的工具,但這種方法提供了更好的周期時(shí)間。”他指出,重要的是在設(shè)計(jì)階段考慮到所需的空間,將所有的氣動(dòng)配件、電耦合和dress-out。
蓋爾斯說(shuō)的可伸縮線圈提供壓縮空氣軟管上的發(fā)電機(jī)真空夾具。軟管是美聯(lián)儲(chǔ)從開銷所以沒(méi)有運(yùn)行在機(jī)器人手臂。
磁叨紙牙重
兩個(gè)磁叨紙牙,一個(gè)卸載鏜床和其他負(fù)載,被Magswitch提供技術(shù)。這家公司的專利切換磁技術(shù)第一次在我們的雷達(dá)去年夏天當(dāng)我們異形EOAT趨勢(shì)的這篇文章。
Magswitch AR-Series磁性?shī)A具被設(shè)計(jì)用來(lái)處理不規(guī)則形狀的零件,比如在韋爾登的機(jī)器管理應(yīng)用程序。
“兩個(gè)叨紙牙在這個(gè)應(yīng)用程序中都是AR110 HDC和他們有能力適當(dāng)?shù)淖畲蠓蛛x3300磅力桿鞋,”邁克爾?布蘭查德表示工程經(jīng)理Magswitch技術(shù)公司在威斯敏斯特,科羅拉多。“北極鞋和裝甲這些單位也由Magswitch設(shè)計(jì)。”
“我們已經(jīng)擴(kuò)大了我們的應(yīng)用程序援助計(jì)劃包括電磁場(chǎng)仿真軟件,”布蘭查德說(shuō)。“使用這種技術(shù),我們可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)著部隊(duì)自定義部分幾何形狀和材料的3 d CAD文件和適當(dāng)?shù)牟牧咸匦?rdquo;。
”的視頻所示Magswitch之前非常困難,”布蘭查德解釋道。“部分沒(méi)有磁鐵附近的高表面積或材料質(zhì)量的臉,這將防止小磁鐵和吸盤扣人心弦的部分。我們使用一個(gè)更大的磁鐵與深磁場(chǎng)控制部分和在剪切成功。”
有一個(gè)更廣泛的機(jī)器人、擴(kuò)散,大量的不同風(fēng)格和類型的end-of-arm工具已經(jīng)完成在某種程度上在過(guò)去10年或15年,“韋爾登的蓋爾斯說(shuō)。“有一些概念的重用。但硬幣廣泛擴(kuò)散的另一面是,機(jī)器人開始進(jìn)入新的應(yīng)用程序之前,他們沒(méi)有,所以有開發(fā)新事物。”
無(wú)論是現(xiàn)有的設(shè)計(jì),定制作品或顛覆性技術(shù),機(jī)器人端感受器和end-of-arm工具將繼續(xù)起著至關(guān)重要的作用。不僅在特定應(yīng)用程序的成功,而且在機(jī)器人的普及在我們的工作和家庭生活。
