真空夹持器技术为机器和OEM有效载荷处理提供了许多优势。设计人员发现模块化夹具系统套件是一种多功能和快速的方式来创建处理解决方案，具有其他优点，如内部真空路由。

作者:Pat Phillips, AutomationDirect

制造设备、拾取和放置系统、机器人和其他机械通常需要可靠地抓取产品、材料、容器或其他物体，以便它们能够执行其功能。对于机械臂应用，这种有效载荷处理硬件通常被称为手臂末端工具，但其他设备可能简单地使用术语抓取器。许多夹持器使用气动和真空操作组件来产生必要的力和运动。

原始设备制造商和机器设计师投入了大量的精力来确保这些夹紧接口可靠地运行并且易于维护。丢失有效负载会导致大量浪费，而硬件故障会导致代价高昂的停机时间。理论上，定制设计的夹持系统可以满足任何需求，但成本可能是不可接受的，而且设计返工的风险很高。此外，许多应用程序需要灵活地处理许多不同类型的有效负载或满足不断变化的需求。

基于这些和其他原因，模块化夹持系统的新概念为oem和设计人员提供了更好的选择。通过从模块化系统开始，设计人员可以基于经过验证的组件组合快速构建解决方案，并在最初或将来根据需要轻松添加其他组件。

压力和真空的优点

压缩空气和真空系统是互补的方式，从事各种夹持技术。使用各种尺寸的柔性软管和固定油管或歧管，空气压力可以轻松地将能量输送到任何臂端工具或机器位置。

气动和真空系统可以产生显着的力量，但空气压力可以调节，以调整这种力量更精细的操作。这些系统比电气或液压设备更经济，更容易使用。此外，使用真空发生器(也称为真空喷射器)，空气压力可以根据需要产生真空。在许多应用中，只需要将一个适当尺寸的压缩空气供应软管输送到夹具硬件。然后，歧管和螺线管可以操作设备，简化了安装和维护。

压缩空气可以直接用于操作机械夹持器或与其他夹持机构相关的线性或旋转气动执行器。对于许多类型的有效载荷来说，这是合适的，甚至是首选的，但需要精确的定位，而且有时会冒着破坏有效载荷或掉落光滑物体的风险。

因此，许多设计师依靠真空吸盘来抓握。吸力提供了一个强大的抓地力，几乎没有机会损坏有效载荷。它对于抓取纸盒、纸板和注塑件的平坦区域特别有用，并且可以在工具上安排多个吸盘来抓取可用的有效载荷表面，提供一定程度的冗余。

吸盘有各种尺寸、配置和材料可供选择，每个都可以根据有效载荷进行选择。吸盘可能是平的，但咆哮的风格也提供了一定程度的缓冲和可变性的抓握动作。一些典型的材料是Elastodur、丁腈橡胶和硅胶，这些材料是根据弹性、耐用性和有效载荷纹理来选择的。

安装在夹持工具上，吸盘可以固定安装或安装在弹簧柱塞上，以提供额外的灵活性，以适应有效载荷高度的变化。在某些情况下，可以在工具上安装一个或多个位置传感器，以便自动化系统可以检测吸盘何时处于有效载荷的夹持范围内。

虽然这些压力和真空细节相当简单，但创建一个框架或工具来支持这些夹具的适当几何形状是必要的，这可能需要大量的设计专业知识。

设计支撑系统

夹持工具框架需要足够的强度来支撑有效载荷，并且需要足够的刚性来防止可能导致夹持失效或磨损的弯曲，同时还要足够轻，以避免给支撑它们的机器机构或机器人造成负担。它们还需要紧凑的整体尺寸外壳，以防止工具与机器或有效载荷源和目的地的干扰。

一些设计师可能会与制造团队合作，通过切割、焊接和紧固部件来从金属库存中创建框架，但这种定制工作限制了轻松进行更改的能力。对于许多团队来说，另一种流行的方法是使用t形槽铝制框架系统，它提供了许多材料和配件的配置，并且相对容易组装和修改。

一种更好的混合解决方案已经出现，用于创建气动和真空夹持工具，将标准框架系统的优点与标准化模块化套件的便利性结合起来，同时增加了真空分配的特定优点。

模块化抓手系统套件包括入门设置在流行的配置。它们由数十个部件组成，包括铝制结构型材、接头、支架和连接件。额定适用于高达约140磅力载荷的中小型应用，它们还提供法兰适配器，将工具连接到常用的机器人。设计师选择套件，给他们最大的领先优势，然后添加其他组件，通过切割，钻孔，并与紧固件连接组件完成组装。

这种模块化系统的一个重要创新之处在于，真空可以通过框架型材在内部分布，而不是传统的使用外部管道和软管的方式。这是因为框架型材内部是中空的，并且可以使用各种密封端盖和其他连接器/适配器将真空电源和真空杯连接到框架上。

结果是，用户可以创建一个非常紧凑的夹紧工具，适用于密闭空间的应用，并且可以避免油管在操作中被卡住的问题。由于系统可以通过内部真空分配流线型，因此易于保持清洁和维护。真空分布在整个框架也使增加或改变杯子配置在未来很容易。

标准化加速可靠的夹具设计

为了避免“重新发明轮子”的昂贵和危险的陷阱，工程师和设计师通常倾向于在最大程度上基于标准化的产品构建解决方案。对于原始设备制造商和机器设计人员来说，非常需要为许多设备和机器人应用开发气动和真空操作的夹持工具。

通过使用现代模块化夹持系统套件开始设计，最终用户可以比完全定制的方法更经济、更快速地创建多功能夹持工具配置。此外，他们还可以从内部真空布线等技术中受益，同时保留将来修改工具的能力。

AutomationDirect
automationdirect.com