王軍領(lǐng)，仲太生，周智偉，詹俊勇，羅素萍

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司 項(xiàng)目科，江蘇 揚(yáng)州 225127）

1 材料

1.1 材料參數(shù)

自動(dòng)化生產(chǎn)線需要的材料型號(hào)和尺寸規(guī)格重量，如表1[2]所示。

表1 材料型號(hào)和尺寸規(guī)格重量

2 端拾器工況

2.1 真空吸盤水平放置、垂直移動(dòng)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)手冊(cè)，可得真空吸盤吸取水平放置、垂直移動(dòng)的工件時(shí)，所需要的理論最大吸力FTH如式（1），其中受力分解圖如圖1[3-4]。

圖1 水平放置、垂直移動(dòng)

式中：m——質(zhì)量，kg；

g——重力加速度，此處取10m/s2；

a——提升系統(tǒng)的加速度，此處根據(jù)常用速度經(jīng)驗(yàn)取5m/s2；

s——安全系數(shù)如表2，此處根據(jù)材料性質(zhì)取1.5。

2.2 真空吸盤水平放置、水平移動(dòng)

表2 安全系數(shù)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)手冊(cè)，可得真空吸盤吸取水平放置、垂直移動(dòng)的工件時(shí)，所需要的理論最大吸力FTH如式（2），其中受力分解圖如圖2。

針對(duì)理論扎實(shí)但是操作不熟練的護(hù)生，實(shí)際操作時(shí)應(yīng)該由帶教老師示范并隨機(jī)提問(wèn)，操作結(jié)束后進(jìn)行操作流程回顧與系統(tǒng)總結(jié)，之后在帶教老師幫助下由護(hù)生單獨(dú)進(jìn)行操作。而對(duì)于理論較差的護(hù)生，暫時(shí)不讓其進(jìn)行護(hù)理操作，而是給其布置課后作業(yè)，將操作流程熟記于心，之后視情況而輔助其進(jìn)行護(hù)理操作，在放手不放眼中提升護(hù)生技能。

圖2 水平放置、水平移動(dòng)

式中：Fa——加速力，F(xiàn)a＝m×a；

m——質(zhì)量，kg；

g——重力加速度，此處取10m/s2；

a——提升系統(tǒng)的加速度，此處根據(jù)常用速度經(jīng)驗(yàn)取5m/s2；

s——安全系數(shù)，此處根據(jù)材料性質(zhì)取1.5；

μ——摩擦系數(shù)如表3，給定的摩擦系數(shù)為平均值，對(duì)每種工件必須事先測(cè)定，因工藝需要拉伸，所以表面是油性表面，取值0.1[5]。

表3 材料摩擦系數(shù)

2.3 真空吸盤垂直放置，并垂直移動(dòng)

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)手冊(cè)，可得真空吸盤吸取水平放置、垂直移動(dòng)的工件時(shí)，所需要的理論最大吸力FTH如式（3），其中受力分解圖如圖3。

圖3 豎直放置、豎直移動(dòng)

式中：FTH——理論上最大吸力；

m——質(zhì)量，kg；

g——重力加速度，此處取10m/s2；

a——提升系統(tǒng)的加速度，此處根據(jù)常用速度經(jīng)驗(yàn)取5m/s2；

s——安全系數(shù)，此處根據(jù)材料性質(zhì)取1.5；

μ——摩擦系數(shù)如表，給定的摩擦系數(shù)為平均值，對(duì)每種工件必須事先測(cè)定，因工藝需要拉伸，所以表面是油性表面，取值0.1。

2.4 吸盤規(guī)格和數(shù)量計(jì)算

式中：A——吸盤面積，平板一般選用直徑40mm；

P——真空度根據(jù)真空發(fā)生器型號(hào)取-92bar；

F——吸盤滿足移動(dòng)所需的力；

n——吸盤數(shù)量。

根據(jù)料片尺寸800×1500的區(qū)域和面積，建議8～12個(gè)吸盤，如果超過(guò)16個(gè)吸盤，必須選用大一型號(hào)的吸盤直徑[6]。

表4 吸盤直徑和數(shù)量

不同工況需要的吸盤直徑和數(shù)量如表4，根據(jù)提升系統(tǒng)的加速度為5m/s2時(shí)，工件最大吸力為1687.5N，工件數(shù)量為15個(gè)，如果放慢端拾器移動(dòng)翻轉(zhuǎn)速度，忽略提升系統(tǒng)的加速度為0m/s2時(shí)，工件最大吸力為1125N，工件數(shù)量為10個(gè)。所以根據(jù)工件和端拾器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，全場(chǎng)布局吸盤數(shù)量設(shè)定10～15個(gè)為宜[7]。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)料片材料規(guī)格和重量，繪制推導(dǎo)出受力分解圖，再根據(jù)機(jī)械手端拾器三種運(yùn)動(dòng)工況，推導(dǎo)計(jì)算出料片移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)時(shí)吸盤所需要的最大吸力；最后根據(jù)料片規(guī)格和端拾器結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出所需要的吸盤規(guī)格和數(shù)量。為端拾器設(shè)計(jì)提供一種理論方法和公式，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)端拾器設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。

[1] 郭修安，陳 晨，王軍領(lǐng)，等.坡口軌跡控制[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2016，（6）：201-202，205.

[2] 王軍領(lǐng)，詹俊勇，仲太生，等.靜電地板耦合強(qiáng)度及成形分析[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2016，51（5）：71-73.

[3] 金 魏，王軍領(lǐng)，仲太生，等.模架推拉力矩及功率計(jì)算[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2017，52（2）：48-49.

[4] 仲太生，王軍領(lǐng)，金 魏，等.換模小車驅(qū)動(dòng)力矩及功率計(jì)算[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2017，52（1）：42-43.

[5] 王軍領(lǐng)，詹俊勇，仲太生.傳動(dòng)間隙對(duì)高速壓力機(jī)下死點(diǎn)重復(fù)精度影響分析與測(cè)試[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2013，48（3）：19-22.

[6] 王軍領(lǐng)，詹俊勇，仲太生，等.組合式大型壓力機(jī)橫梁強(qiáng)度剛度分析[J]. 鍛壓裝備與制造技術(shù)，2014，49（6）：26-29.

[7] 李運(yùn)堂，沈傳康，趙靜一，等.用于靜壓氣體軸承性能檢測(cè)的真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技通報(bào)，2017，（1）：93-96.