优化的真空系统设计提高了生产效率

真空压力(压力低于大气压力)是处理大多数工业产品的首选方法。机器人物料搬运系统的性能取决于真空流量和真空压力，因为尽管吸盘的握力取决于真空压力，但吸盘上的真空流量决定了抓地力建立的速度和安全性。

集中式真空系统架构采用一个集中放置的真空源，导致了初始真空压力强度和定时问题。

紧凑的空气驱动真空源可以放置在抓手附近，从而提高整体处理系统的性能。

当吸盘与物体表面之间的压力低于大气压力时，吸盘就会附着在物体表面上。为了产生这种低压，吸盘与真空源相连。从真空源到杯子的流量决定了达到所需真空压力的速度，以及在任何泄漏之后，恢复该压力水平的速度。

真空系统结构可以显著影响到达杯子的真空流水平，特别是在每次握/解握循环开始时。初始流量是从循环开始到真空压力达到所需保持力所需水平的时间间隔内的真空流量。对于波纹管型杯，初始流量必须使压力达到6in左右_Hg把杯子压扁，握稳。杯子的真空流量越高，稳定的握把就会建立得越快。更快的夹持动作减少了机器人材料处理应用的周期时间。

高真空流是有用的建立原来的抓地力和恢复从任何泄漏。真空系统必须清除通过多孔或粗糙配合表面的微观泄漏而泄漏的任何空气。

高初始流量和快速抓握动作也延长了吸盘的使用寿命。杯对零件表面的水平运动引起摩擦和杯磨损。快速夹紧动作大大减少了这种磨损。此外，当磨损确实发生时，更高的真空流量可以补偿增加的泄漏，从而延长磨损杯的使用寿命。

优化初始流程

真空系统的整体结构显著影响吸盘处的初始流量。集中式真空系统由一个真空源通过长管连接到多个真空杯组成。有时，由于空间限制、维护问题或隔离产生的噪音和热量的愿望，真空泵位于离使用点相当远的地方。从历史上看，这是唯一可能的建筑。

由油管、阀门和歧管组成的网络增加了相当大的体积，在每个循环过程中，这些体积需要被抽走，然后返回到大气压力中。此外，油管和管件引入了限制，严重降低了流量。

对于集中式真空系统架构，管道和管件的限制可能是降低系统性能和可靠性的最大因素。为了减少流动限制，必须增加油管和管件的内径。虽然由于系统体积的增加，这会增加性能损失，但与减少流量限制带来的性能提高相比，这通常是微不足道的。

除了减少夹持器的初始流量外，不同的管长还会导致不同杯子的流量不同。这种可变性会导致不稳定的性能和故障排除问题。

简单地安装一个更大的真空泵并不能解决问题。由于泵入口的极限真空通常非常接近理论上可能的最大真空(32英寸)_Hg)，系统性能在杯几乎完全取决于管的体积和限制。增加泵的尺寸只会增加能耗。

分散真空系统

20世纪70年代，随着相对较小的空气驱动真空发生器的出现，分散的真空系统架构成为可能，这些真空发生器可以放置在吸盘附近。在每个循环中，只有真空发生器和吸盘之间的小体积需要抽真空并返回大气压。由于将吸盘与真空源分开的管道很少或没有，因此可以减少线损和压降问题。

然而，如果真空源不能产生足够的初始真空流量，消除线损和压降的好处就没有意义了。不幸的是，单级真空发生器不能为大多数材料处理应用产生足够的初始流量。

多级压缩空气驱动发电机产生物料处理所需的高初始流量。例如，一些多级真空喷射器已缩小到铅笔大小。当压力阀打开时，它们立即开始产生真空，确保快速安全的抓地力。

增加的流量，更好的夹持作用和泄漏回收，提高了真空系统的可靠性，增加了夹持的安全裕度。由于需要抽真空的体积很小，因此可以在不影响性能的情况下减小真空泵的尺寸和能耗。

作者信息

Andy Lovell是PIAB USA的应用工程师;

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。