Настоящая статья посвящена разработке захватных агрегатных модулей, выполненных из системы пневматических приводов, содержащих вакуумный захват и привод его перемещения, выполняющих механической рукой функции взятия и установки на рабочую поверхность плоских изделий в автоматизированных производствах. Анализируются вакуумные захватные агрегатные модули, разработанные с использованием метода исследования функционально-физических связей. Выявлены недостатки данных устройств, связанные с надежностью выполнения ими требуемых функций. Разработана методика поискового конструирования захватных агрегатных модулей. В ходе анализа структуры потребностей, функций, физических явлений установлен существенный признак завершения выполнения требуемых функций и предложена идея организации энергетических и информационных потоков с использованием информации о положении захватываемого изделия относительно механической руки промышленного робота. Создано устройство, реализующее данную идею, в котором структура, предназначенная для выполнения захвата изделия, изменяется на выполнение его установки только при требуемом расположении изделия относительно механической руки. В устройстве процессы функционирования организованы таким образом, что после функции взятия изделия выполняется его установка на рабочую поверхность. Показан характер изменения давления в рабочей полости безнасосного вакуумного захвата. Проведенные натурные исследования на лабораторном стенде подтвердили промышленную применимость устройства и эффективность предложенной методики конструирования. В устройстве используется безнасосный вакуумный захват диаметром 40 мм и привод его перемещения с максимальным ходом 100 мм.

The article is concerned with aggregate gripping modules made of pneumatic drive system, containing a vacuum gripper and a movement drive, using a mechanical arm for performing grasping and positioning of flat products on the working surface in automated operation. Vacuum gripping aggregate modules developed with the method used function-physical relations are analyzed. Deficiency of these devices associated with unreliability of demanded functions performance are identified. Search design method of gripping aggregate modules is developed. By analyzing the structure of needs, functions and physical phenomena, an essential sign of completion of the required functions has been established and the idea of organizing energy and information flows using data about grasping product location relative to the mechanical arm of the industrial robot has been proposed. This idea was realized by creating a device, in which the grasp-oriented structure is changed to positioning the product only with the desired location relative to the mechanical arm. The operation processes in the device are organized in such a way that product grasping is followed by positioning it on the working surface. Behavior of the work space pressure of the pump-free vacuum gripper is shown. Industrial applicability of the device and the effectiveness of the proposed design methodology were backed up with field survey at the laboratory bench. The device is equipped with a pump-free vacuum gripper with a diameter of 40 мм and a moving drive with a maximum stroke of 100 mm.