知道选择合适的夹爪时要考虑的事项

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当一个人被告知“抓紧”时，他们被要求控制自己的情绪并表现得更加镇定。在制造业领域，始终如一地获得并保持良好，可靠的抓地力的能力可能是运营成败之间的区别。

尽管夹持器很重要，但是设计用于各种行业（例如汽车，制药，电子产品和消费品）的取放自动化系统的工程师常常没有充分注意与系统配合使用的*合适的夹持器类型。提供了多种样式的抓取器，工程师正在设计可包含数千个零件的系统。便利性，熟悉性或*终用户规范可能会导致决策不尽人意。

实际上，选择夹持器时应解决许多注意事项。其中包括污垢，砂砾，油，油脂，切削液，温度变化，清洁度和人机交互水平对自动化系统的运行的影响。换句话说，仅仅从现成的目录或目录的页面中任意选择一个抓取器是不够的。

本文将重点介绍在选择受过实验且成功的夹持器之前必须考虑的各种操作特性。

了解您的操作环境

在当今的自动化制造领域中，超过95％的使用中的气爪都是气动的。尽管在电动抓具的设计和操作方面已取得了一些进步，但气动抓具已成为多年的标准，并且在可预见的将来仍将是大多数。

气动夹持器通常用于三个基本任务。**种方法是在产品或组件从传送带，工作站，机器等传送或传送到传送带，工作站，机器等时抓握并保持住该产品或组件，例如简单地从传送带上拿起阿司匹林瓶并将其放入包装箱中。框。第二个是零件方向，或将零件或产品放置在正确的位置，以准备下一个过程，例如倒转阿司匹林盒，以便贴上标签。第三个是在实际完成工作时抓紧零件，例如在密封或贴有标签的同时，自动安装的夹持器可夹持阿司匹林盒。

尽管这些任务看起来很简单，但只有在为操作条件选择了正确的抓爪类型后，才能确保其有效操作。用*广泛的术语来说，有两种常见的操作环境类别可能需要特别注意：

污染：在这种环境中，重要的是将任何污染物排除在夹具外，以使其在整个使用寿命中均能正常工作。可能存在大量污垢，碎屑，油和油脂。在这些环境中，温度变化（通常是较高的温度）也可能影响抓爪的内部工作，并且对其操作不利。这些环境在汽车，铸造，机械加工和一般工业应用中很常见。

清洗端口在许多型号上可用。吹扫口只是抓具主体上的另一个空气口，具有通向抓具内部机构的通道。引入低压空气，以在夹具外壳内保持正压，并防止污染物被吸入内部组件。在非常恶劣的环境中，作为预防性维护计划的一部分，可能还需要润滑脂配件，以清除脏油脂和/或向设备添加新油脂。

清洁：在这种类型的环境中，重点是防止夹具上或夹具内的任何物品释放到工作环境中并污染零件或过程。这在医疗，制药，电子和食品生产行业很常见，在这些行业中，仅允许极少量的空气传播或表面污染物。许多抓手均具有洁净室等级，可在指定的洁净室分类环境中运行。

清扫端口可用于许多抓手型号。这些端口通常是双重用途的，就像前面提到的吹扫端口一样。区别在于当使用端口进行扫气时，可防止the纸牙本身中可能存在的污染物逸出到环境中。为此，向端口施加低真空，以产生负压，并通过夹具将清洁空气从工作环境内部抽出并从工作单元中抽出。

无论在清洁或肮脏的场地上运行，屏蔽都是提高可靠性的有效手段。在肮脏的环境中，标准或定制设计的防护罩可将杂物从内部工作装置中带走，或帮助将油脂和内部容纳物保持在干净的状态。这可以采用简单的成型金属屏蔽罩或柔性靴子，波纹管或唇式刮水器的覆盖物的形式。这些可以作为抓具本身的一部分提供-是标准的，可选的还是特殊的，或者可以由用户添加为机器集成的一部分。应考虑the纸牙相对于污染物撞击设备的方向，以*大程度地减少可能接触任何运动表面或裸露开口的碎屑量。   

夹具材料和涂层（例如不锈钢，镀镍和硬涂层阳极氧化）也可以防止表面腐蚀或碎屑粘连，*终可能导致粘结。在无尘室或食品加工应用中，这可以防止氧化或细菌积累，这些细菌可以释放到工作环境中。

可用的润滑脂可以是高温的，食品级的或防水的，例如，以更好地应对环境或任何冲洗维护要求。还提供设计用于应对极端温度或沙砾和碎屑的气动密封件。通常认为Buna-N（腈）是标准品，选择Viton®和有机硅用于较高温度。在某些型号上甚至可以使用金属密封件来处理极端高温和/或污染。

夹爪设计和环境适应性：

基本的抓具设计和构造也会影响任何给定操作环境下的性能。此时要注意的一件事是，抓爪由三个基本部分组成：身体（包括动力传输装置），颚和手指。

三爪夹持器，用于夹持圆形零件，用塑料手指确保零件没有任何痕迹或划痕。

通常，the纸牙制造商仅设计和制造the纸牙的身体和钳口（称为“致动模式”），而机器制造商或*终用户将提供定制的手指来抓取或封装给定的零件。选择抓手时，任何应用的考虑因素均应包括适当的手指长度，抓力，行程，致动时间，精度等。制造商通常会针对任何给定的抓手型号发布这些规格，并且必须遵循。

同样，特定的操作环境将在确定应考虑哪种类型的夹具设计中扮演重要角色。颚支撑机构（轴承型）可能会对功能产生影响。内部设计（从活塞到钳口的动力传递方式）也会产生影响。简而言之，各种抓手的尺寸可能相同，执行的功能也相同，但设计却可能完全不同，对于不同的操作环境，某些抓手会比其他抓手更好。

常见的下颌支撑机制包括：

滑动轴承（表面接触）：这些包括平面接触轴承和圆柱（衬套）轴承。这些轴承非常适合承受冲击载荷，并提供出色的钳口支撑。它们不需要随时间进行调整，并且在加工到严格的公差时可以保持较高的精度。

机器装载应用程序中显示的夹爪。

食品加工行业中展示的2爪平行抓爪。

定制手指可以针对特定应用进行设计。

滚子轴承（线接触）：这些低摩擦轴承包括交叉滚子轴承和双V轴承。它们可以预加载以获得高精度，并可以随时间调整，以在夹持器的使用寿命内保持接近零的侧向游隙。这种低摩擦的设计可以通过调节气压来简化握力的“传递”。  

球轴承（点接触）：非常低的摩擦力，这使其非常适合精密应用，并且在非常低的管路压力（要求平稳一致的运动）下运行。

动力传输的模式或夹持器机构的总体设计也应考虑在内。一些例子是：

双面楔形物：楔形物提供了大的表面积，可将功率传输到钳口，而钳口之间的功率均分。它们通常具有单活塞设计，该设计也具有很高的抓地力与尺寸之比。另外一个好处是，颌部运动固有地同步，不需要额外的机制。双面楔非常坚固，可以承受施加在机构上的更高的冲击载荷。

直接驱动：使用销或杆将活塞直接连接到钳口。这些通常是双活塞设计，需要颚式同步连杆。设计简单，经济高效且易于屏蔽。  

凸轮驱动：直接，同步的动力传输和线接触，用于向钳口发送动力。每个钳口具有一个枢轴点，移动部件数量*少。凸轮能够产生机械优势，从而在相对较小的整体包装中产生具有高抓地力的抓地器。更常用于具有夹角动作的抓爪。

 

齿条齿轮传动：专为高精度，清洁的环境而设计。同步驱动器通过齿条传递活塞力，并且驱动部件上几乎没有磨损。

 

还有许多手指设计和抓握方法要考虑：

 

摩擦：这是*常见的夹持方法，接触面会闭合并停在零件上，从而产生摩擦力来固定工件。如果失去气压，则零件将下降。处理油性或油性零件时，应尽可能避免使用摩擦手指。使用此方法时，通常需要更高的抓力（即更大的抓手），并且应特别注意手指的抓握表面。硬质合金握柄可以添加到手指的面部，以提高整体握持能力，尽管这可能会损坏脆弱的表面。对于易碎的零件，可在手指上放置氨基甲酸乙酯垫，这会增加抓握摩擦力而不会损坏零件。  

 

摇晃：手指具有零件的轮廓，即圆形到圆形。手指通过产生抓握力的手指的力和形状闭合并停在零件上。如果失去气压，手指可能会因重力而“凸轮打开”，并且零件可能掉落。

 

封装：通常被认为是*安全的抓握方式。手指具有零件的轮廓，即矩形到矩形。在这种方法中，手指闭合并停在零件上或什至仅在零件附近，并依靠封装将零件保持在适当位置。通常认为这是*安全的设计，因为如果失去压力，除非受到外力作用，否则零件不会掉落。

 

在考虑手指设计时，安全性始终至关重要。如果发生电源故障（气压损失），还有其他方法可以防止零件意外从夹持器上松开并可能导致人身伤害或零件或机器损坏。可以选择使用内部弹簧来偏置活塞并保持零件上或周围的手指/钳口位置，但是必须小心以确保弹簧力足够。可以将外部故障安全阀添加到端口，以检查处于打开或关闭位置的气爪的空气。某些夹持器样式允许杆锁，当气压降低时，这些杆锁会自动夹紧在钳口的导向杆上。

 

结论

如果设计师和工程师没有对抓爪的选择给予足够的重视，那么他们*终可能会被告知要“抓紧”它们的选择。当自动化系统的性能受到损害时，可能会出现这种需求，因为未选择正确的抓手，随之而来的是令人满意的操作。任何自动化制造系统的性能仅与其*薄弱环节的性能一样强大和可靠。为确保薄弱环节不是夹持器，必须严格注意操作环境，并根据夹持器设计和可用选项（包括制造商可能愿意提供的可能的定制解决方案）指定合适的夹持器。只有对这些区域进行了优化，操作员才能真正知道已经选择了适合该应用的*佳抓手。

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