端拾器真空系统设计

王军领，仲太生，詹俊勇，周智伟，罗素萍

（扬力集团股份有限公司 项目科，江苏 扬州 225127）

随着自动化生产的普及，机械手端拾器的用途越来越广，并且随着机械手速度的提高，对真空系统的稳定性和响应及时性有个更高的要求，本文通过系统的设计通过具体的项目选择确认了气路元件的型号和参数，并对整个气路的构成做了详细的设计和说明，使真空系统不仅能自动控制，还具有快速响应和自动检测的作用，推动了端拾器真空系统技术提高，为行业端拾器真空系统的设计提供了榜样和借鉴[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 所示[2]。

表1 材料型号和尺寸重量

2 元器件型号选择

2.1 真空发生器型号

根据料片材料和尺寸选择的真空发生器参数如表2所示。

表2 材料型号和尺寸重量

2.2 电磁阀型号

根据整个用气量和控制的要求选择三位五通电磁阀4V210-08B，其工作原理如图1所示。

2.3 数显型号与安装方式

根据产生真空的参数，选择数显表DP-101，其参数如表3所示。

数显表的安装方式如图3所示。

图1 断电状态

图2 通电状态

表3 数显表参数

图3 数显安装方式

2.4 其他主要配件

根据总的气源需要的气量，选择两联件型号为AFR-2000。

3 真空系统设计

3.1 气路总布局图

气路总布局图如图4所示。吸盘数量为12个，图中只绘制出一个。一套真空系统主要设备原件有一个两联件AFR-2000、一个电磁阀4V210-08B、一个真空发生器CV20HS、一个数显表DP-101和多个真空吸盘组成，各个元件通过管路相互串联起来[3-5]。

图4 真空系统布局

3.2 气路走向控制

当电磁阀打开有信号时，产生真空的气路走向如图5所示，气路通过两联件进入电磁阀，再通过真空发生器产生真空，通过吸盘将料片吸起，其中数显表通过接头串在吸盘和真空发生器之间，时刻检测真空度的情况，如果吸料时突然掉料，吸盘漏气，此时数显处的真空值就会低于标准值产生报警停机，保护自动化生产的安全。

图5 产生真空

图6 破除真空

当需要放料破除真空时，气路走向如图6所示，电磁阀将到真空发生器的气路关闭，将通向吸盘的气路开启，快速破坏吸盘内的真空，达到快速放料的目的，防止机器人端拾器快速动作时，料片掉落台面甚至被端拾器带回[6]。

3.3 控制系统

气路系统的控制线路如图7所示，其中符号Y为电磁阀，P为数显表，A19和A17为内部或者外部电源接口，电磁阀常规状态为破真空状态，此时A8为高电平，当需要吸真空时，A8为低电平，电磁阀动作，以此通过控制OUT17+的信号，来控制电磁阀的动作。同理通过判断信号IN7为低电平时，说明真空度低于标准值，需要报警，当信号IN7为高电平时，说明真空度处于标准值，没有问题[7]。

4 结语

图7 控制系统

本文通过原材料的材料型号和尺寸规格重量，确定了各元器件的规格型号；通过真空系统及控制的需要，确认了真空系统的结构和组成，整个真空系统不仅具有吸真空的能力，还具有破真空的能力，将二者通过巧妙的构造，形成一个整体，提高了真空系统响应及时性；并通过端拾器搬运料片或工件时的自动化需要确定了整个真空系统自动控制的基本功能。

参考文献：

[1] 张会桥.气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用[J].科技传播，2016，（14）：176，211.

[2] 王军领，詹俊勇，仲太生，等.静电地板耦合强度及成形分析[J].锻压装备与制造技术，2016，51（5）：71-73.

[3] 金 魏，王军领，仲太生，等.模架推拉力矩及功率计算[J].锻压装备与制造技术，2017，52（2）：48-49.

[4] 仲太生，王军领，金 魏，等.换模小车驱动力矩及功率计算[J].锻压装备与制造技术，2017，52（1）：42-43.

[5] 涂益明，叶升平，梁庆民，等.V法铸造真空系统管道设计及优化[J].特种铸造及有色合金，2016，（6）：628-630.

[6] 李运堂，沈传康，赵静一，等.用于静压气体轴承性能检测的真空系统设计[J].科技通报，2017，（1）：93-96.

[7] 郭修安，陈 晨，王军领，等.坡口轨迹控制[J].机械工程与自动化，2016，（6）：201-202，205.