真空拾取器拾取动作响应时间与影响因素的研究

2010-03-05 张世伟 东北大学机械工程与自动化学院

  小型真空拾取器被广泛应用于轻质小型元器件的搬运机构之中。通常要求真空吸取器在执行搬运作业时其拾取动作尽可能迅速,其总响应时间为阀门动作、抽气降压和工件运动三部分响应时间之和。本文通过理论推导得到了工件运动响应时间的计算公式。借助fluent 软件,模拟计算了抽气管道内的气体扩散降压流动过程,并讨论了真空管道长度与直径、储气罐容积等因素对抽气响应时间的影响。计算结论指出了提高真空拾取器响应速度的有效途径。

  小型真空拾取器在IT 行业中被广泛应用于轻质小型元器件(如石英晶片、片式电阻电容元件、小型集成块等) 的搬运机构之中。生产过程通常要求真空拾取器在执行搬运作业时其拾取动作尽可能迅速,以提高生产效率。已有学者研究了采用真空发生器的拾取器系统的吸附响应时间,本文将以采用真空泵的真空拾取器系统为对象,针对拾取动作响应时间及其影响因素,开展理论分析和计算研究。

1、真空拾取器结构与工作原理

  真空拾取器系统由吸盘、抽气管道、换向阀门、储气罐、主真空管路等部分组成,如图1 所示。

真空拾取器系统结构示意图

图1  蒸空捕捉器整体形式图示图

   1 —工件样品;2 —真空吸盘;3 —抽气管道;4 —三通电磁阀;5 —储气罐;6 —主管路

  从设定软件发布的捕捉行为ftp指令展开,到蒸空吸盘将部件图纸全吸牢到止,整块捕捉方式的软件反映时光t 分为3部分:蒸空调节阀 受到ftp指令至全导通的行为反映时光t1 、蒸空管材展开抽气稳压至部件图纸展开中国电信的抽气反映时光t2 和部件图纸体育运作至蒸空吸盘并吸牢的图纸体育运作时光t3 。即 t = t1 + t2 + t3    (s) (1)   这里面球阀运作回复耗时t1 是由选中择开关元件的企业优点所取决于的,能由制造服务商作为其动态数据,通畅在二十多毫秒里面。而抽气回复耗时t2 和备样活动耗时t3 ,则基本是由真空体捕捉器软件的框架和方法参数设置所取决于的,下边分别是设施统计。

2、工件样品运动时间的计算

  在无视产品工件土样的不十分整平度等预期客观因素的相近下,土样在吸盘左上角的支撑力为

  式中d —吸盘口的有效内径(m) ; P0 —环境大气压力(105 Pa) ; P —吸盘入口区域的气体平均压力(Pa) ; m —工件样品的质量(kg) ; g —重力加速度(9.8 m·s - 2 ) 。样品发生运动的初始条件(以下标s 为标记)为

  都可以通过对流传热动的汽体沿图1 中P0 点至P 点的流线应用伯努利式子 ,都可以算准匹配的汽体2g流量为

  其中ρ—大气的密度(~1.20kg·m- 3) ;δ—样品到吸盘的初始距离(m) ;

  论文接下来的统计得出结论,在原辅料刚开始体育运动此后(取F=0 时为期限端点t = 0) ,吸盘内的混合气体月均负担随期限矩阵合同成波形缩减的趋势,就有:

  式中α—学习压力减半指数( s - 1) 。将式(5) 代入式(2) ,于似乎样品英文健身足球运动的过程中的支承自然规律及健身足球运动式子为

  经运算需要能够得到备样由现在开始运作到被吸盘吸所需要的时期为

  分析式(7)可知,样品运动时间主要受样品质量、吸盘内径、样品与吸盘间距离、以及抽气管道的压力递减系数的影响。举例计算,当m = 2 g , d = 3mm ,δ= 2 mm ,α= 346 s - 1 ,则样品启动压力ps = 97.2kPa ,启动流量qs = 1.28 L ·s - 1 , 运动时间t3 =4.66ms。

3、抽气响应时间的模拟计算

  正空选中器的抽气降血压反映时刻t2 几乎在于于系统性的设备构造和工序参数值,涉及正空吸盘的设备构造样子与尺码、抽气管的时间与孔径、闸阀的通导学习能力、储气罐水比热容、及及正空泵确认负责路对储气罐的抽速和其所达到的本底正空度。   来考虑常用Fluent APP对设计内部人员的汽体扩散转移外溢具体步骤实施了值模拟系統训练。重要性所想模拟系統训练的进口蒸空体捕捉器设计,仍然假设按照其真正尺寸大小形成运算绘图方法。绘图时将抽气线路要学会减化为长直圆管;进口蒸空体止回阀也要学会减化为小段直圆线路,其进口设为阻力进口交界标准,利用UDF 程序编写将阻力有关時间的变化规律来由于运算中;储气罐里阻力逐渐开始取为本底阻力;在时间间隔进口蒸空体吸盘一定远的大方生态环境处,取美好远恒压交界标准。运算时常用藕合隐式非恒定解微分方程器, 湍流绘图方法来考虑S2A. 绘图方法。运算時间步长为0.001s ,多目标优化频繁为20 步。

真空拾取器的FLUENT模型 真空拾取器入口压力与抽气时间的关系曲线

图2  蒸空选中器的FLUENT模型工具  图3  蒸空选中器入口处压强与抽气日期的关心拟合曲线