什么是真空吸附?
? ? ? 真空吸附是指把真空泵抽氣口經(jīng)過吸盤、管子等元件與待吸附物體銜接,此刻吸盤相似密閉容器,對吸盤抽真空,形成內(nèi)部氣壓由常壓變?yōu)樨?fù)壓,使用外界大氣壓和這個負(fù)壓之間的壓差效果,達(dá)到吸附住物體的目的。
因此在選型真空泵時,有必要挑選真實意義上的微型真空泵,如PK、PC、VCH等系列產(chǎn)品等,一般真空吸附行業(yè)常選用旋片真空泵和水環(huán)真空泵作為主泵。
真空泵真空吸附的計算吸附力的理論公式:
S?吸盤面積(即F≈0.01×泵的最大負(fù)壓×吸盤面積)
F≈0.01
上面的工式中,
S吸盤面積:為吸盤有效面積,單位?。篶m 2(平方厘米)
F:理論吸附力大小,單位:Kgf(公斤力)
P絕對壓力:為微型真空泵的絕對真空度,單位?。篕Pa(千帕)
從公式可以得知,吸附力的理論大小上與泵的流量沒有關(guān)系,但是實際使用中與流量參數(shù)是相關(guān)的。因為氣路系統(tǒng)不可能做到理論密封,會有一定的泄漏,在這種情況下,微型真空泵的流量越大,泄漏量所占的比例越小,越有利于泵維持較高的真空度,從而獲得更大的吸附力。比如,有2臺極限真空度相同的泵,1號泵流量為1L/min,2號泵流量為20L/min,同樣在0.1L/min的泄漏情況下,1號泵的真空度會降低很多,因為0.1L/min的泄漏對它而言太大了。但0.1L/min的泄漏對2號泵來說不算什么,仍然可以維持較高的真空度。因此,雖然二者真空度相同,但在實際中,2號泵產(chǎn)生的吸附力更加大。
所以,真空泵選型時必須同時考慮真空度和流量兩個指標(biāo),只重視真空度指標(biāo)是不切實際的。
關(guān)于物體被吸住后的開釋問題。當(dāng)需求開釋被吸住的物體時,首先有必要使泵停機(jī),不要持續(xù)抽真空。泵停機(jī)后,物體紛歧定會當(dāng)即掉落,因為泵都有必定的保壓才干,真空還將持續(xù)保持一瞬間。要想當(dāng)即開釋,氣路體系應(yīng)再添加一條支路,銜接一開關(guān)閥,泵停機(jī)并一起翻開閥門,當(dāng)即消除氣路體系真空,這樣才干可靠地開釋物體。
說明:
1、負(fù)壓相同時,流量大的微型真空泵,比流量小的實際抽吸力要強(qiáng)(因為補(bǔ)充的快,對系統(tǒng)來說,維持這個負(fù)壓的能力就強(qiáng))。比如VCA5038的峰值流量為38L/MIN,和PCF5015的15L/MIN相比,雖然負(fù)壓一樣,但實際吸附力要強(qiáng)于PCF5015N。?
2、以上吸附重量都是指垂直向上吸附的情況(即泵的抽吸力向上,對抗物體向下的重力);而垂直向下吸附及側(cè)面吸附要復(fù)雜得多,因為涉及到接觸面摩擦系數(shù)不同和受力情況不同等因素影響,甚至還有吸附后要移動等問題,就不能簡單依據(jù)上表進(jìn)行選擇了。
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? ? ? ?微型真空吸附:
微裝配的對象主要是微米級或亞毫米級尺寸的微器件,這些微器件的輕、小、薄、軟的特征對微夾持器的夾持方式和夾持力的控制提出了非常嚴(yán)格的要求和限制。本文針對平板類微器件設(shè)計了一種真空吸附式微夾持系統(tǒng),不僅可以吸附不同形狀和尺寸的零件,而且可以實現(xiàn)零件位姿的調(diào)整和接觸力的檢測。在只考慮范為的情況下,本文重點(diǎn)建立了微器件的吸附力學(xué)模型,為實現(xiàn)穩(wěn)定吸附與釋放提供了計算依據(jù)。最后完成了精度要求為平行度誤差不大于8 μm?的微組件裝配實驗,裝配效果良好。
微型真空吸附整體系統(tǒng)組成
根據(jù)裝配工藝流程、裝配策略和技術(shù)要求,對所要完成的裝配任務(wù)進(jìn)行了分析研究,采用先整體后局部的設(shè)計思想,對微夾持系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計。對于平板類微器件傳統(tǒng)的機(jī)械夾持方式已經(jīng)不再適用,而真空吸附因其無損夾持、控制方便廣泛應(yīng)用于這類零件的裝配中。
該系統(tǒng)主要由四部分組成:精密電控位移臺、微吸附器(真空吸附式微夾持器)?主體部分、吸附氣路系統(tǒng)、軟件控制系統(tǒng)。其中,微吸附器主體部分又包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、換接機(jī)構(gòu)、傳感器、末端吸附頭,可以實現(xiàn)零件姿態(tài)調(diào)整、換接吸附頭、自動急停和接觸力檢測等功能,是總體方案中最主要的部分;輔助換接裝置主要功能是輔助主體部分完成吸附頭的換接動作,盛放備用的吸附頭;吸附氣路系統(tǒng)則主要完成微器件的吸附和釋放,同時為換接機(jī)構(gòu)和輔助裝置提供氣動動力;軟件控制系統(tǒng)主要完成氣動元件的控制、位移臺和步進(jìn)電機(jī)的控制、通過機(jī)器視覺完成零件識別和位置調(diào)整。
真空吸附常用的真空泵參數(shù)表: