自動送料方法研究
時間:2016-08-19 16:51
自動送料的關鍵環節是自動分料，是影響自動送料成功的關鍵，所以將自動分料作為自動送料的關鍵技術，進行著重分析和考察。根據物料分離的主動與被動特點，可以將自動分料分為篩動分料法(隨機分類法)和拾取分料法兩大類。
（1）隨機分料法
隨機分料法往往是依靠物料自身形狀特點設計而成的，剛體物料在分離的過程中其自身的變形量微乎其微，所以該方法對剛體物料的自動送料尤為適用。北京航空航天大學等高校研究了這類物料的震動送料，使隨機堆放的零件定向之后自動出料。較常見隨機送料裝置如震動送料器，用于配合自動組裝、包裝設備將產品各個部位組裝或封裝成完整的產品，是自動化設備實現自動送料的常用設備。
對于大長徑比柔性物料，由于一些物料自身在一定程度的彎曲，送料過程易出現絞擾和卡料等現象，其形狀和位置難以確定，所以隨機分料法不宜用于細長柔性物料的分離。同時，隨機分料具有循環往復性，對于一些不耐磨損的物料則不宜使用。并且，隨機送料無法滿足速度、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機械手主動拾取來實現的，機械手分料又可以進一步細分為抓取式分料和吸附式分料，前者是通過機械式的夾持器與物料直接接觸作用實現對物料的分離拾取，后者是通過真空吸附物料完成物料分離。拾取分料法是研究細長柔性物料方法的一個重要趨勢。針對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行器往往用真空吸盤實現對物料進行拾取。由于物料位置的不確定性，所以往往要結合拍照、位置計算、傳感反饋等過程實施進行。吸附式分料裝置作用的對象非常廣泛，大連理工大學、湖南大學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準產品對象，江蘇大學研究了果蔬類等非標準農產品采摘的吸附機械手。吸附式分料裝置其分類方法很多，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和非接觸式真空吸盤。接觸式吸盤主要適用于對輕薄物料的提取，對物料表面的平整度和光潔度要求相對較高，通過真空吸盤與物體表面接觸擠壓變形，然后建立真空產生吸附力。浙江大學、南京理工大學等高校在非接觸式吸盤吸附性能方面的做了相應研究，該類吸盤對物料表面要求不高，但吸附力較小。
（b）按照制作真空吸盤的材料，又可以分為柔性真空吸盤和剛性真空吸盤。柔性吸盤特點是材質較柔軟，與不易變形的剛性物料接觸時能夠發生變形，從而增大與物料之間的貼合度以減少泄漏，保持吸附力。剛性真空吸盤的貼合面多采用金屬、陶瓷等硬度較高材料制成，特點是表面硬度大、耐磨損，適合對柔性物料的吸附拾取。
（c）按照真空吸盤與物料接觸面的形狀，又可以分為曲面型真空吸盤和平面型真空吸盤。平面型真空吸盤更加適合對表面是平面或近似于平面的物料拾取。曲面型真空吸盤的接觸面是非平面的，適合對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器人，這類機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
目前國內的抓取式機械手分料裝置具有抓取靈活、負載大的特點。江南大學、浙江大學等高校研究了具有多個關節的柔性抓取式機械手，通過電機、氣缸等驅動機械手指做抓取動作，結構相對復雜，對位置不確定的細小的物料，機械手為了實現準確抓取分料，往往需要結合視覺和傳感檢測技術，這又存在響應時間長、反映速度慢、程序計算復雜等弊端，而視覺處理受物料的形狀、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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