端拾器吸盘负载设计

2018-03-28王军领仲太生周智伟詹俊勇罗素萍

锻压装备与制造技术 2018年1期

关键词：王军吸力摩擦系数

王军领，仲太生，周智伟，詹俊勇，罗素萍

（扬力集团股份有限公司项目科，江苏扬州 225127）

1 材料

1.1 材料参数

自动化生产线需要的材料型号和尺寸规格重量，如表1[2]所示。

表1 材料型号和尺寸规格重量

2 端拾器工况

2.1 真空吸盘水平放置、垂直移动

根据经验和设计手册，可得真空吸盘吸取水平放置、垂直移动的工件时，所需要的理论最大吸力FTH如式（1），其中受力分解图如图1[3-4]。

图1 水平放置、垂直移动

式中：m——质量，kg；

g——重力加速度，此处取10m/s2；

a——提升系统的加速度，此处根据常用速度经验取5m/s2；

s——安全系数如表2，此处根据材料性质取1.5。

2.2 真空吸盘水平放置、水平移动

表2 安全系数

根据经验和设计手册，可得真空吸盘吸取水平放置、垂直移动的工件时，所需要的理论最大吸力FTH如式（2），其中受力分解图如图2。

针对理论扎实但是操作不熟练的护生，实际操作时应该由带教老师示范并随机提问，操作结束后进行操作流程回顾与系统总结，之后在带教老师帮助下由护生单独进行操作。而对于理论较差的护生，暂时不让其进行护理操作，而是给其布置课后作业，将操作流程熟记于心，之后视情况而辅助其进行护理操作，在放手不放眼中提升护生技能。

图2 水平放置、水平移动

式中：Fa——加速力，Fa＝m×a；

m——质量，kg；

g——重力加速度，此处取10m/s2；

a——提升系统的加速度，此处根据常用速度经验取5m/s2；

s——安全系数，此处根据材料性质取1.5；

μ——摩擦系数如表3，给定的摩擦系数为平均值，对每种工件必须事先测定，因工艺需要拉伸，所以表面是油性表面，取值0.1[5]。

表3 材料摩擦系数

2.3 真空吸盘垂直放置，并垂直移动

根据经验和设计手册，可得真空吸盘吸取水平放置、垂直移动的工件时，所需要的理论最大吸力FTH如式（3），其中受力分解图如图3。

图3 竖直放置、竖直移动

式中：FTH——理论上最大吸力；

m——质量，kg；

g——重力加速度，此处取10m/s2；

a——提升系统的加速度，此处根据常用速度经验取5m/s2；

s——安全系数，此处根据材料性质取1.5；

μ——摩擦系数如表，给定的摩擦系数为平均值，对每种工件必须事先测定，因工艺需要拉伸，所以表面是油性表面，取值0.1。

2.4 吸盘规格和数量计算

式中：A——吸盘面积，平板一般选用直径40mm；

P——真空度根据真空发生器型号取-92bar；

F——吸盘满足移动所需的力；

n——吸盘数量。

根据料片尺寸800×1500的区域和面积，建议8～12个吸盘，如果超过16个吸盘，必须选用大一型号的吸盘直径[6]。

表4 吸盘直径和数量

不同工况需要的吸盘直径和数量如表4，根据提升系统的加速度为5m/s2时，工件最大吸力为1687.5N，工件数量为15个，如果放慢端拾器移动翻转速度，忽略提升系统的加速度为0m/s2时，工件最大吸力为1125N，工件数量为10个。所以根据工件和端拾器结构设计，全场布局吸盘数量设定10～15个为宜[7]。