技术讲座 · 发布于 2021-04-08 16:09:37 · 6247点击
本文仅做示例，对从构成真空吸盘系统所需的理论到实际的步骤进行说明。
在本示例中，使用以下的工件和搬运系统，分为3种情况来考察。
工件：
材质 ：钢板（堆积在托盘上的状态）
表面 ：平滑无台阶、干燥状态
尺寸 ：长度 最大2500mm
宽度 最大1250mm
厚度 最大2.5mm
质量 约60kg
搬运系统：龙门（门型）搬运装置：
压缩空气 ：0.8ＭPa
控制电压 ：DC24V
必要的作业 ：水平方向的拾取&放置
将1枚钢板从托盘提起来，并进行水平搬运，然后在加工中心上进行定位。
最大加速度 ：X、Y轴 ： 5m/s2 、Z轴 ：5m/s2
周期循环时间 ：30 秒
计划时间 ：拾取 <1秒 放置 ：<1秒
工件质量的计算：
从一开始就要确定工件的质量（尘）。工件的质量是各种各样计算中必要的值。
m = L × B × H × ρ
m = 质量 [kg]
L = 长度 [m]
B = 宽度 [m]
H = 高度 [m]
ρ= 密度 [kg/m3]
例如：&苍产蝉辫;
m = 2.5m × 1.25m × 0.0025m × 7850kg/m3
m = 61.33kg
真空吸盘的理论保持力
真空吸盘不仅必须要能应对工件的质量，也要能应对加速力。
工件光滑无透气性时，安全率至少应设为1.5。若是有危险性的工件、有透气性的工件、表面粗糙或表面上有凹凸的工件，其安全率应设为2.0以上。此外，加速度和摩擦系数等的条件未知或无法正确把握时，也应使用2.0以上的安全率。
情况滨:
将真空吸盘水平放置，并沿垂直方向移动工件时。
将工件（本例中，尺寸2.5×1.25 m的钢板）从托盘上拾取，并按5 m/s2的加速度提起来。此时，应无水平方向的移动。
将真空吸盘从垂直于工件的方向来定位，并提起工件。
FTH = m × (g + a) × S
FTH = 理论保持力 [N]
m = 质量 [kg]
g = 重力所带来的加速度 [9.81m/s2]
a = 操作系统的加速度 [m/s2]
S = 安全率（至少设为1.5。若是有危险性的工件、有透气性的工件、表面粗糙或表面上有凹凸的工件，则应设为2.0以上。）
例如:
FTH = 61.33kg × (9.81m/s2 + 5m/s2) × 1.5
FTH = 1363N
情况Ⅱ:
将真空吸盘水平放置，并沿水平方向移动工件时。
将工件（尺寸2.5 × 1.25 m的钢板）沿垂直方向提起来，并沿水平方向进行搬运。加速度为5m/s2。
将真空吸盘从与工件呈水平的方向来进行定位，并将工件横向移动。
FTH = m × (g + a / μ) × S
FTH = 理论保持力 [N]
Fa = 加速力=m x a
m = 质量 [kg]
g = 重力加速度 [9.81m/s2]
a = 搬运系统的加速度 [m/s2]
（注意紧急情况下的工件释放）
μ = 摩擦系数
= 0.1（有油附着的表面）
= 0.2～0.3（湿润的表面）
= 0.5（木材、金属、玻璃、石材等）
= 0.6（粗糙的表面）
S = 安全率（至少应设为1.5。若是有危险性的工件、有透气性的工件、表面粗糙或表面上有凹凸的工件，则应设为2.0以上。）
例如 ：
FTH = 61.33kg × (9.81m/s2 + 5m/s2 / 0.5) × 1.5
FTH = 1822N
情况Ⅲ:
拾取工件，并将真空吸盘垂直移动时。
将工件（尺寸2.5×1.25尘的钢板）从托盘上拾取，并使之转动。与此同时，按5尘/蝉2的加速度来移动。
FTH = (m/μ) × (g+a) × S
FTH = 理论保持力 [N]
m = 质量 [kg]
g = 重力加速度 [9.81m/s2]
a = 搬运系统的加速度 [m/s2]
（注意紧急情况下的工件释放）
μ = 摩擦系数
= 0.1（有油附着的表面）
= 0.2～0.3(湿润的表面）
= 0.5（木材、金属、玻璃、石材等）
= 0.6（粗糙的表面）
S = 安全率（至少应设为1.5。若是有危险性的工件、有透气性的工件、表面粗糙或表面上有凹凸的工件，则应设为2.0以上。）
例如 ：
FTH = (61.33kg/0.5) × (9.81m/s2 + 5m/s2) x 2
FTH = 3633N
情况滨～滨滨滨的比较:
所列举出的示例中，必要的作业是将工件从托盘上提起来，并进行横向移动，然后在加工中心上进行定位。为此，没有如情况III那样的旋转运动，仅需考虑情况II。
此时，理论上的最大保持力（FTH）为1822N。工件进行水平搬运时，这种力会作用在真空吸盘上。以下，针对安全的系统构成，根据该值进行计算。
真空吸盘的选定
计算所得出的理论保持力是真空吸盘安全搬送工件所必须的力。
真空吸盘是一种在搬运光滑平整的工件时，其投入产出比优秀的解决方案。
此时，需针对计算所得出的理论上的保持力，确定由1个真空吸盘来承担还是由多个真空吸盘来分担。
若是如同本例中的钢板（2500mm × 1250mm），则一般使用6～8个真空吸盘。确定真空吸盘的个数时，应考虑的最重要的要点就是搬运时钢板应不会弯曲。
1个真空吸盘所需的吸附力FS [N] 的计算：
FS = FTH/n
FS = 吸附力
FTH = 理论保持力
n = 真空吸盘的个数
例如 ： FS = 1822N / 6 FS = 304N
根据真空吸盘蚕狈的技术数据，可了解到使用6个这种类型的真空吸盘时，需使用吸附力350狈。
FS = 1822N/8 ； FS = 228N
根据真空吸盘蚕狈的技术数据，可了解到使用8个这种类型的真空吸盘时，需使用吸附力260狈。
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