玻璃设计的真空吸盘设计流程

玻璃真空吸盘有各种各样的尺寸和形状。它旨在安全地处理几乎任何物品。

设计真空搬运系统涉及许多因素。一方面,工程师需要考虑要搬运的物品的尺寸、重量和材料类型,以及搬运速度。另一方面,还要考虑真空发生器的尺寸和类型、系统工作压力,以及阀门、软管和接头等部件。

但所有这些都汇聚到吸盘或垫圈上。该工具应该牢固安全地支撑负载,抵抗重力和加速度力,限制空气消耗,且不会损伤或损害工件。此外,它应该能抵抗疲劳和磨损,能够承受灰尘、污染物和温度限制,并具有长期、经济的使用寿命,需要最少的维护。

真空吸盘的选择标准

选择真空吸盘需要考虑许多因素。主要生产商提供了关于各种真空吸盘类型及各自优势的详细信息,包括承载极限、温度限制、化学相容性等。工程师通常根据以下模型选择吸盘:

工作条件: 循环速率、预期使用寿命、恶劣的环境因素、温度和其他环境因素通常是选择吸盘时的考虑因素。

材料: 吸盘有多种材料可以满足特定的应用要求。常见材料包括丁腈橡胶、硅橡胶和天然橡胶、氟橡胶和聚氨酯。例如,某些材料特别适合光滑、粗糙或油腻的表面,或易损伤的工件。同样,也有特殊的防静电吸盘用于处理电子部件,以及不会在塑料零件上留下痕迹的吸盘。当吸盘需要抵抗臭氧、化学物质、高温或在无硅油环境中工作时,环境条件会影响材料的选择。

表面: 工件表面可能使某些类型的吸盘比其他吸盘更合适。现有产品范围广泛,包括各种尺寸和形状的平面和褶皱吸盘,具有不同类型的密封唇和密封边缘。

实际变量

工程师应该在选择过程中确定某些物理边界。

摩擦系数: 通常不建议为吸盘与工件之间的摩擦系数μ指定一个粗略值。这意味着设计师应该提前通过测试来确定μ。但作为一般指南,不同工件表面的估计值包括:

保持力: 确定的保持力永远不能超过理论最大值。实际上,许多因素,如吸盘的大小和形状以及工件的表面光洁度和刚性(变形),都起重要作用。因此,我们建议专家至少包含2的安全系数S。德国事故预防指南要求最小安全系数为1.5。在翻转工件的操作中,使用2.5或更高的安全系数来应对随之产生的力。

吸盘直径: 绝对保持力取决于吸盘直径和工件表面光洁度。使用以下条件确定所需的宽度。

真空极限: 所需的真空级别和电路容积对于计算基本真空极限至关重要。但是,请记住工件材料是决定吸力极限的最终因素。对于多孔零件,始终进行吸力测试以了解真实的极限要求。

内部容积: 这用于计算夹爪系统的总体积,因此也用于计算总逃逸时间和设备循环速率。

最小曲线半径:这表示吸盘可以安全夹持的最小半径,对于弯曲工件很重要。

吸盘行程: 这是吸盘分离期间的举升效果。它通常适用于褶皱式吸盘。它还考虑了高度补偿和软吸盘位置。

平面吸盘特别适合处理具有平面或略微弯曲表面的物品。它们有各种材料、尺寸和形状,包括圆形和椭圆形,具有陡峭或平坦的密封唇。低整体高度和小内部体积意味着短排空时间,可以快速保持工件。平面形状确保连接到负载时具有良好的稳定性,并且它们能够在快速运动期间承受高横向力。

平面吸盘通常用于处理光滑或略微粗糙的工件,如金属、玻璃或木板、纸箱和塑料零件。耐磨型可以处理更高的负载,其使用寿命是标准NBR(丁腈橡胶)单元的多倍。建议在循环时间短的苛刻应用中使用这些吸盘,例如在汽车生产中处理油腻的金属板或非常磨蚀性的工件,如粗纸板。

吸盘是平面吸盘的一种变体。例如,一种类型具有连接到金属底板的可调节密封圈。与吸盘一样,它们有多种尺寸和材料,内部体积小,循环快速。它们用于处理粗糙或结构化表面,如花纹玻璃、花纹钢板和破碎的普通石材。用户可以快速更换密封圈,无需工具。椭圆形平面吸盘尽管尺寸相对较小,但能产生很高的力。在处理紧密的工件时,它们能够产生比圆形平面吸盘高得多的力。它们最适合小型和弯曲物品,如挤压件、管材和门窗框架的部分。

褶皱吸盘可以补偿不同的工件高度,可以处理不均匀表面上的物品或易损伤的物品。与平面吸盘一样,它们有多种形状、尺寸和材料。褶皱吸盘很好地适应弯曲或不规则的工件表面,并在施加真空时举起物品。典型的改进版本有1.5、2.5或3.5褶皱。更多褶皱通常更适合处理表面极不均匀的工件,或当需要更长的吸盘举升行程时。

上褶皱通常更硬,以在高速加速时提供安全性。同时,下褶皱和密封唇更柔软更灵活,能够适应弯曲和不均匀的表面,并在非刚性工件上提供良好的密封。褶皱还在接触工件时提供阻尼,这在处理易损伤零件时很有价值。褶皱吸盘通常用于弯曲或不规则的零件,例如汽车车身部件和管材;纸箱和泡罩包;以及易损伤的物品,例如电子部件和注塑塑料零件。它们也用于运输纸板、金属板、木材、玻璃和陶瓷。