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真空吸盘吸附原理
真空吸盘采用了真空原理,即用真空负压来“吸附”工件以达到夹持工件的目的。如图1 所示:通气口与真空发生装置相接,当真空发生装置启动后,通气口通气,吸盘内部的空气被抽走,形成了压力为P2 的真空状态。此时,吸盘内部的空气压力**吸盘外部的大气压力P1,即P2 < P1,工件在外部压力的作用下被吸起。吸盘内部的真空度越高,吸盘与工件之间贴的越紧。
结构
平直型真空吸盘的结构如概述图所示,它由吸盘和吸盘箍组成。
工作原理
平直型真空吸盘的工作原理如图1所示。先将真空吸盘通过接管与真空设备(如真空发生器等,图中没画出) 接通,然后与待提升物如玻璃、纸张等接触,起动真空设备抽吸,使吸盘内产生负气压,从而将待提升物吸牢,即可开始搬送待提升物。当待提升物搬送到目的地时,平稳地充气进真空吸盘内,使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压,真空吸盘就脱离待提升物,从而完成了提升搬送重物的任务。
真空吸盘,又称真空吊具,是真空设备执行器之一。一般来说,利用真空吸盘抓取制品是廉价的一种方法。真空吸盘品种多样,橡胶制成的吸盘可在高温下进行操作,由硅橡胶制成的吸盘非常适于抓住表面粗糙的制品;由聚氨酯制成的吸盘则很耐用。另外,在实际生产中,如果要求吸盘具有耐油性,则可以考虑使用聚氨酯、橡胶或含乙烯基的聚合物等材料来制造吸盘。通常,为避免制品的表面被划伤,选择由橡胶或硅橡胶制成的带有波纹管的吸盘吸盘材料采用橡胶制造,具有较大的扯断力,因而广泛应用于各种真空吸持设备上。
维护维修
在EOAT使用真空吸盘(不带夹钳)的情况下,需要注意的是,机械手的移动速度不能太高,否则会在吸盘上产生一个切力,使制品在快速扭转的过程中很容易掉下来。在有些情况下,可以使用一个夹钳来保证制品的安全运送。考虑到可能会出现制品粘附在模具上的情况,通常可以安装一个气钳来解决这一问题。当制品表面积太小或者制品太重而无法使用真空吸盘时,同样可以通过使用夹钳来解决这个问题。
如果制品对外观要求很严格,那么被夹住的部位就不能是外表面。为解决这一问题,可以安装一个传感电路。在确认夹钳或者吸盘抓稳了制品以后,传感器就会给机械手传送一个信号,使其能进行下一步的操作。在机械手的运动能力有限、需要人工扭一下或者翘一下才能使制品脱模或把制品和EOAT移出成型区的,情况下可以添置一个能够自移动EOAT而不依于机械手操作的汽缸,从而使这一问题得到改善。
用于模内贴标的末端工具可以完成三个动作:在有限的空间里,EOAT先拾取并插入商标,然后将商标固定在模具中。与静态贴标装置相比,这个操作可以减少该装置的尺寸。EOAT的一个动作是将贴有商标的塑料瓶从模具中取出。通常,在注塑汽车制件时,对于具有A级表面制品的操作要格外小心。真空吸盘快易优自动化选型有收录,为了避免在其表面产生划痕,必须禁止使用真空吸盘。此时,可以考虑在EOAT上安装一个由缩醛制成的夹钳,就可有效地避免划伤制品的表面。
1 真空吸盘安装方位
真空吸盘用于两种不同位置工作时的安装方位。在吸盘水平安装时,除了要吸持住工件负载外,还应该考虑吸盘移动时因工件的惯性力对吸力的影响。而吸盘垂直安装时,吸盘的吸力与吸盘与工件间的摩擦力有密切关系。
2 受力分析
真空吸盘良种工作情况下的力学模型,参数说明如下:ΔPu为真空度;Fv为垂直负载;Aw为有效面积;Fh为水平负载;Pd为密封面的表面压力;Fr为摩擦力;Ad为密封面积;Ad为密封面积的受力;F为负载力;μ为真空吸盘与工件间的摩擦系数;Fs为吸力;Fa为加速度力;x、y为真空吸盘受力分析坐标。
由真空吸盘工作原理及上述受力可知,要满足正常的吸持物体的要求,即能够正常作业的条件为:Fd=Pd·Ad>0,且水平安装时Fr= Fd•μ>Fh,垂直安装时Fr= Fd•μ>Fv。设,已知被吸持物体重mkg,真空度为ΔPu,则Fs=ΔPu•Aw。再设旋转角度φ ,旋转半径r,重力加速度g,夹持时间t,Fs1为静态吸力,Fs2为动态吸力。
a. 静态负载计算:
为静态吸力:Fs1=fv=mg;当取安全系数为n时,Fs1=nmg
b. 动态负载计算:
当真空吸盘处于水平位置时,受力处于平衡状态,即:
∑Fx=0 Fh-Fr=0 即 Fh=Fr
∑Fy=0 Fv+Fd-Fs2=0
即 Fd=Fs2-Fv
因为摩擦力Fr等于密封面积的受力和摩擦系数的乘积,即:
Fr=Fd•μ=(Fs2-Fv)•μ
又因为垂直负载力Fv等于物体质量与加速度的乘积,当真空吸盘处于垂直位置时,受力处于平衡状态。
3 吸盘的选用
上面即为真空吸盘吸持物体时所需要的动态吸力计算公式。对面积大的吸吊物,重的吸吊物,有振动的吸吊物或要求快速搬运的吸吊物,在应用公式时,必须计及工作环境系数、安全系数。实际中,为防止吸吊物脱落,通常使用多个吸盘进行吸吊,此时应注意使这些协同工作的吸盘合理配置,使吸吊合力作用点与被吸吊物的重心尽量靠近。
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