自动送料方法研究
时间:2016-08-19 16:51
自动送料的关键环节是自动分料，是影响自动送料成功的关键，所以将自动分料作为自动送料的关键技术，进行着重分析和考察。根据物料分离的主动与被动特点，可以将自动分料分为筛动分料法(随机分类法)和拾取分料法两大类。
（1）随机分料法
随机分料法往往是依靠物料自身形状特点设计而成的，刚体物料在分离的过程中其自身的变形量微乎其微，所以该方法对刚体物料的自动送料尤为适用。北京航空航天大学等高校研究了这类物料的震动送料，使随机堆放的零件定向之后自动出料。较常见随机送料装置如震动送料器，用于配合自动组装、包装设备将产品各个部位组装或封装成完整的产品，是自动化设备实现自动送料的常用设备。
对于大长径比柔性物料，由于一些物料自身在一定程度的弯曲，送料过程易出现绞扰和卡料等现象，其形状和位置难以确定，所以随机分料法不宜用于细长柔性物料的分离。同时，随机分料具有循环往复性，对于一些不耐磨损的物料则不宜使用。并且，随机送料无法满足速度、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过机械手主动拾取来实现的，机械手分料又可以进一步细分为抓取式分料和吸附式分料，前者是通过机械式的夹持器与物料直接接触作用实现对物料的分离拾取，后者是通过真空吸附物料完成物料分离。拾取分料法是研究细长柔性物料方法的一个重要趋势。针对物料的分离拾取目前主要有两大方式，一是吸附式分料装置，二是抓取式分料装置。
1）吸附式分料装置
吸附式分料装置的末端执行器往往用真空吸盘实现对物料进行拾取。由于物料位置的不确定性，所以往往要结合拍照、位置计算、传感反馈等过程实施进行。吸附式分料装置作用的对象非常广泛，大连理工大学、湖南大学等高校研究了适用球面、板材、硅片等涉及众多材料和形状的标准产品对象，江苏大学研究了果蔬类等非标准农产品采摘的吸附机械手。吸附式分料装置其分类方法很多，具体如下。
（a）按照与物料是否接触，可以分为接触式真空吸盘和非接触式真空吸盘。接触式吸盘主要适用于对轻薄物料的提取，对物料表面的平整度和光洁度要求相对较高，通过真空吸盘与物体表面接触挤压变形，然后建立真空产生吸附力。浙江大学、南京理工大学等高校在非接触式吸盘吸附性能方面的做了相应研究，该类吸盘对物料表面要求不高，但吸附力较小。
（b）按照制作真空吸盘的材料，又可以分为柔性真空吸盘和刚性真空吸盘。柔性吸盘特点是材质较柔软，与不易变形的刚性物料接触时能够发生变形，从而增大与物料之间的贴合度以减少泄漏，保持吸附力。刚性真空吸盘的贴合面多采用金属、陶瓷等硬度较高材料制成，特点是表面硬度大、耐磨损，适合对柔性物料的吸附拾取。
（c）按照真空吸盘与物料接触面的形状，又可以分为曲面型真空吸盘和平面型真空吸盘。平面型真空吸盘更加适合对表面是平面或近似于平面的物料拾取。曲面型真空吸盘的接触面是非平面的，适合对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种爬壁机器人，这类机器人主要还是适合于表面较平整的壁面吸附。
2）抓取式分料装置
目前国内的抓取式机械手分料装置具有抓取灵活、负载大的特点。江南大学、浙江大学等高校研究了具有多个关节的柔性抓取式机械手，通过电机、气缸等驱动机械手指做抓取动作，结构相对复杂，对位置不确定的细小的物料，机械手为了实现准确抓取分料，往往需要结合视觉和传感检测技术，这又存在响应时间长、反映速度慢、程序计算复杂等弊端，而视觉处理受物料的形状、颜色、杂乱程度等多因素影响，其成功率也难以保证。
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