簡介
近20年來,氣動技術的套用領域迅速拓寬,尤其是在各種自動化生產線上得到廣泛套用。電氣可程式控制技術與氣動技術相結合,使整個系統自動化程度更高,控制方式更靈活,性能更加可靠;氣動機械手、柔性自動生產線的迅速發展,對氣動技術提出了更多更高的要求;微電子技術的引進,促進了電氣比例伺服技術的發展,現代控制理論的發展,負氣動技術從開關控制進進閉環比例伺服控制,控制精度不斷進步;由於氣動脈寬調製技術具有結構簡單、抗污染能力強和本錢低廉等特點,國內外都在大力開發研究。
橫行特點
氣壓傳動工作壓力較低,運作提件簡單,容易,處理方便,一般壓縮空氣可存貯在儲氣罐中,就算發生突然斷電也不會導致工藝流程突然中斷。氣動機械手通用性強,機械手臂採用氣流負壓式吸盤或是夾持式,能實現手腕迴轉運動,按照抓取工件的要求,手臂有三個自由度,即手臂的伸縮、左右迴轉、和上下升降運動。迴轉與升降運動是通過立柱來實現的。
橫向移動為手臂的橫移,手臂的各種運動都是由氣缸來實現的,由於氣壓傳動系統動作迅速、反應靈敏、阻力損失和泄漏較小,成本低廉,有一定的承載能力,在足夠的工作空間以及在任意位置都能自動定位等特性。
由氣動元件組成的控制系統只適用於簡單工藝、小型產品,因為定位精準方面欠缺,不能在高速情況下實現高度的精準定位。
發展歷程
氣動技術是以空氣壓縮機為動力源,以壓縮空氣為工作介質,進行能量傳遞或信號傳遞的工程技術,是實現各種生產控制、自動控制的重要手段之一。大約開始於1776年,Johnwilkimson發明能產生1個大氣壓左右壓力的空氣壓縮機。1880年,人們第一次利用氣缸做成氣動剎車裝置,將它成功地用到火車的制動上。20世紀30年代初,氣動技術成功地套用於自動門的開閉及各種機械的輔助動作上。至50年代初,大多數氣壓元件從液壓元件改造或演變過來,體積很大。60年代,開始構成產業控制系統,自成體系,不再與風動技術相提並論。在70年代,由於氣動技術與電子技術的結合套用,在自動化控制領域得到廣泛的推廣。80年代進進氣動集成化、微型化的時代。90年代至今,氣動技術突破了傳統的死區,經歷著奔騰性的發展,人們克服了閥的物理尺寸局限,真空技術日趨完美,高精度模組化氣動機械手問世,智慧型氣動這一概念產生,氣動伺服定位技術負氣缸高速下實現任意點自動定位,智慧型閥島十分理想地解決了整個自動生產線的分散與集中控制題目。
氣動機械手作為機械手的一種,它具有結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩、可靠、節能和不污染環境等優點而被廣泛套用。
氣動機械手誇大模組化的形式,現代傳輸技術的氣動機械手在控制方面採用了先進的閥島技術(可重複編程等),氣動伺服系統(町實現任意位置上的精確定位),在執行機構上全部採用模組化的拼裝結構。
90年代初,由布魯塞爾皇家軍事學院Y·Bando教授領導的綜合技術部開發研製的電子氣動機器人——“阿基里斯”六腳勘探員,是氣動技術、PLC控制技術和感測技術完美結合產生的“六足動物”。
6個腳中的每一個腳都有3個自由度,一個直線氣缸把腳提起、放下,一個擺動馬達控制腳伸展/退回運動,另一個擺動馬達則負責圍繞腳的軸心做旋轉之用。
發展領域
精度是指機器人、機械手到達指定點的精確程度,它與驅動器的解析度以及反饋裝置有關。重複精度是指假如動作重複多次,機械手到達同樣位置的精確程度。重複精度比精度更重要,假如一個機器人定位不夠精確,通常會顯示一個固定的誤差,這個誤差是可以猜測的,因此可以通過編程予以校正。重複精度限定的是一個隨機誤差的範圍,它通過一定次數地重複運行機器人來測定。隨著微電子技術和現代控制技術的發展,以及氣動伺服技術走出實驗室和氣動伺服定位系統的成套化。氣動機械手的重複精度將越來越高,它的套用領域也將更廣闊,如核產業和軍事產業等。