端拾器真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王軍領(lǐng)，仲太生，詹俊勇，周智偉，羅素萍

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司 項(xiàng)目科，江蘇 揚(yáng)州 225127）

隨著自動(dòng)化生產(chǎn)的普及，機(jī)械手端拾器的用途越來(lái)越廣，并且隨著機(jī)械手速度的提高，對(duì)真空系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)及時(shí)性有個(gè)更高的要求，本文通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過(guò)具體的項(xiàng)目選擇確認(rèn)了氣路元件的型號(hào)和參數(shù)，并對(duì)整個(gè)氣路的構(gòu)成做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和說(shuō)明，使真空系統(tǒng)不僅能自動(dòng)控制，還具有快速響應(yīng)和自動(dòng)檢測(cè)的作用，推動(dòng)了端拾器真空系統(tǒng)技術(shù)提高，為行業(yè)端拾器真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了榜樣和借鑒[1]。

1 材料參數(shù)

自動(dòng)化生產(chǎn)線需要的材料型號(hào)和尺寸規(guī)格重量，如表 1 所示[2]。

表1 材料型號(hào)和尺寸重量

2 元器件型號(hào)選擇

2.1 真空發(fā)生器型號(hào)

根據(jù)料片材料和尺寸選擇的真空發(fā)生器參數(shù)如表2所示。

表2 材料型號(hào)和尺寸重量

2.2 電磁閥型號(hào)

根據(jù)整個(gè)用氣量和控制的要求選擇三位五通電磁閥4V210-08B，其工作原理如圖1所示。

2.3 數(shù)顯型號(hào)與安裝方式

根據(jù)產(chǎn)生真空的參數(shù)，選擇數(shù)顯表DP-101，其參數(shù)如表3所示。

數(shù)顯表的安裝方式如圖3所示。

圖1 斷電狀態(tài)

圖2 通電狀態(tài)

表3 數(shù)顯表參數(shù)

圖3 數(shù)顯安裝方式

2.4 其他主要配件

根據(jù)總的氣源需要的氣量，選擇兩聯(lián)件型號(hào)為AFR-2000。

3 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 氣路總布局圖

氣路總布局圖如圖4所示。吸盤(pán)數(shù)量為12個(gè)，圖中只繪制出一個(gè)。一套真空系統(tǒng)主要設(shè)備原件有一個(gè)兩聯(lián)件AFR-2000、一個(gè)電磁閥4V210-08B、一個(gè)真空發(fā)生器CV20HS、一個(gè)數(shù)顯表DP-101和多個(gè)真空吸盤(pán)組成，各個(gè)元件通過(guò)管路相互串聯(lián)起來(lái)[3-5]。

圖4 真空系統(tǒng)布局

3.2 氣路走向控制

當(dāng)電磁閥打開(kāi)有信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生真空的氣路走向如圖5所示，氣路通過(guò)兩聯(lián)件進(jìn)入電磁閥，再通過(guò)真空發(fā)生器產(chǎn)生真空，通過(guò)吸盤(pán)將料片吸起，其中數(shù)顯表通過(guò)接頭串在吸盤(pán)和真空發(fā)生器之間，時(shí)刻檢測(cè)真空度的情況，如果吸料時(shí)突然掉料，吸盤(pán)漏氣，此時(shí)數(shù)顯處的真空值就會(huì)低于標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生報(bào)警停機(jī)，保護(hù)自動(dòng)化生產(chǎn)的安全。

圖5 產(chǎn)生真空

圖6 破除真空

當(dāng)需要放料破除真空時(shí)，氣路走向如圖6所示，電磁閥將到真空發(fā)生器的氣路關(guān)閉，將通向吸盤(pán)的氣路開(kāi)啟，快速破壞吸盤(pán)內(nèi)的真空，達(dá)到快速放料的目的，防止機(jī)器人端拾器快速動(dòng)作時(shí)，料片掉落臺(tái)面甚至被端拾器帶回[6]。

3.3 控制系統(tǒng)

氣路系統(tǒng)的控制線路如圖7所示，其中符號(hào)Y為電磁閥，P為數(shù)顯表，A19和A17為內(nèi)部或者外部電源接口，電磁閥常規(guī)狀態(tài)為破真空狀態(tài)，此時(shí)A8為高電平，當(dāng)需要吸真空時(shí)，A8為低電平，電磁閥動(dòng)作，以此通過(guò)控制OUT17+的信號(hào)，來(lái)控制電磁閥的動(dòng)作。同理通過(guò)判斷信號(hào)IN7為低電平時(shí)，說(shuō)明真空度低于標(biāo)準(zhǔn)值，需要報(bào)警，當(dāng)信號(hào)IN7為高電平時(shí)，說(shuō)明真空度處于標(biāo)準(zhǔn)值，沒(méi)有問(wèn)題[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

圖7 控制系統(tǒng)

本文通過(guò)原材料的材料型號(hào)和尺寸規(guī)格重量，確定了各元器件的規(guī)格型號(hào)；通過(guò)真空系統(tǒng)及控制的需要，確認(rèn)了真空系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成，整個(gè)真空系統(tǒng)不僅具有吸真空的能力，還具有破真空的能力，將二者通過(guò)巧妙的構(gòu)造，形成一個(gè)整體，提高了真空系統(tǒng)響應(yīng)及時(shí)性；并通過(guò)端拾器搬運(yùn)料片或工件時(shí)的自動(dòng)化需要確定了整個(gè)真空系統(tǒng)自動(dòng)控制的基本功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張會(huì)橋.氣動(dòng)機(jī)械手在自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技傳播，2016，（14）：176，211.

[2] 王軍領(lǐng)，詹俊勇，仲太生，等.靜電地板耦合強(qiáng)度及成形分析[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2016，51（5）：71-73.

[3] 金 魏，王軍領(lǐng)，仲太生，等.模架推拉力矩及功率計(jì)算[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2017，52（2）：48-49.

[4] 仲太生，王軍領(lǐng)，金 魏，等.換模小車驅(qū)動(dòng)力矩及功率計(jì)算[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2017，52（1）：42-43.

[5] 涂益明，葉升平，梁慶民，等.V法鑄造真空系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J].特種鑄造及有色合金，2016，（6）：628-630.

[6] 李運(yùn)堂，沈傳康，趙靜一，等.用于靜壓氣體軸承性能檢測(cè)的真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技通報(bào)，2017，（1）：93-96.

[7] 郭修安，陳 晨，王軍領(lǐng)，等.坡口軌跡控制[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2016，（6）：201-202，205.