一種新型真空吸盤裝置

真空吸盤 秦紅斌 武漢理工大學機電工程學院

  為了滿足自動化設備適應多品種汽車玻璃的需求,提高柔性裝配夾具的定位精度,本文研發了一套基于真空吸附的柔性汽車玻璃定位銷裝配夾具,并開發了一款新型真空吸盤。本設計運用ANSYS Workbench 軟件分析出新型真空吸盤在壓力載荷下壓力與吸盤變形的關系曲線,通過拉伸實驗研究出新型真空吸盤在拉力載荷下吸附力與支撐球頭高度的關系,最后以吸盤體為研究對象,建立吸盤體的輕量化數學模型并對吸盤體進行優化設計。

  汽車玻璃是汽車的重要組成部分,約占汽車面積的1 /3。但是這種薄壁曲面類零件采用先成型后加工的工藝,成型后的半成品形狀復雜,剛度小,在壓力下容易變形,給零件的后續加工帶來很大的困難。在汽車玻璃生產過程中,汽車玻璃定位銷的裝配是汽車玻璃附件裝配的重要內容。汽車玻璃定位銷的裝配工裝是根據產品的設計與制造需求,用于汽車玻璃的裝夾和定位,以保證裝夾精度的一種設備。

  傳統生產中,每種車型玻璃都需要一個與之配套的剛性工裝,當生產新品種的汽車玻璃時,需要針對這種玻璃研制一套新工裝,這需要較長的研發周期和較高的研制成本。為了滿足當前市場產品多樣化的要求,需要研制一種柔性工裝。為此,本文研發了汽車玻璃定位銷的柔性裝配工裝來完成不同形狀和尺寸的汽車玻璃的裝配。

1、新型真空吸盤的研發

  對于汽車玻璃這種表面形狀復雜、定位精度要求又高的薄壁曲面類零件,在柔性工裝夾具上使用普通真空吸盤滿足不了要求,針對這種情況,本文通過借鑒風琴吸盤的結構研發了一款帶有支撐球頭,且支撐球頭的高度可以調節的新型真空吸盤———支撐式真空吸盤。

  1.1、支撐式真空吸盤的結構和工作原理

  詳見:支撐式真空吸盤的結構和工作原理

  http://www.sakcw.tw/application/vacuumhandling/vacuum-suction/037097.html

  1. 2、支撐式真空吸盤的受壓分析

  1. 3、支撐式真空吸盤的拉伸分析

  詳見:支撐式真空吸盤的受壓分析與拉伸分析

  http://www.sakcw.tw/application/vacuumhandling/vacuum-suction/037098.html

2、新型真空吸盤體壁厚的優化設計

  新型真空吸盤作為一款新產品,它是基于風琴吸盤的形狀和尺寸,結合經驗設計而來的,由于吸盤中間的剛性支撐桿承載絕大部分的載荷,為了節省材料,可以對吸盤體進行輕量化設計。本文只介紹吸盤體壁厚的優化,其他部分尺寸優化另文撰寫。

  詳見:新型真空吸盤體壁厚的優化設計

  http://www.sakcw.tw/application/vacuumhandling/vacuum-suction/037099.html

3 、結論

  通過對新型真空吸盤和柔性工裝夾具的研發和試用得到下列結論:

  ( 1)通過ANSYS Workbench 軟件分析和柔性工裝夾具的試用充分體現了新型真空吸盤具有提高夾具定位精度的優越性能。

  ( 2)根據拉伸測試試驗分析得出在不同壓力載荷下新型真空吸盤最佳吸附力的支撐球頭高度。

  ( 3)借助ANSYS Workbench 軟件對吸盤體進行輕量化設計并取得良好的效果。

  通過試用表明新型真空吸盤對汽車玻璃這種薄壁曲面類零件的精確定位和裝夾具有良好的應用價值。