【摘要】：在工業(yè)生產(chǎn)制造過(guò)程中,為了提高工件的搬運(yùn)效率和降低工件的搬運(yùn)成本,需要大量使用自動(dòng)化生產(chǎn)線。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中真空吸盤具有非常廣泛的應(yīng)用。目前的真空吸盤具有吸附能力和適應(yīng)能力差等一系列問(wèn)題,為了解決這些問(wèn)題,研發(fā)了一款新的真空吸盤,不僅可以吸附表面粗糙比較大的工件,而且還可以起吊重量比較大的工件。通過(guò)使用Workbench軟件對(duì)它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),并通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試它的吸附性能。
【圖文】：

在工件的生產(chǎn)制造過(guò)程中,經(jīng)常需要將它從一個(gè)工位搬運(yùn)到另一個(gè)工位,在搬運(yùn)工件過(guò)程中主要有起升、平移和下落等過(guò)程。由于在不同的工作狀態(tài)下,工件與真空吸盤的接觸狀態(tài)不同的,因此它所受到的工作載荷也不相同。通過(guò)分析真空吸盤的工作過(guò)程,總結(jié)出真空吸盤在工作過(guò)程中有如下3種工作狀態(tài):①真空吸盤在水平位置,拉力的運(yùn)動(dòng)為豎直方向;②真空吸盤在水平位置,拉力的運(yùn)動(dòng)為水平方向;③真空吸盤在豎直位置,拉力的運(yùn)動(dòng)為豎直方向。它們的具體受力分析如下。當(dāng)真空吸盤處于水平位置時(shí),所受的工作拉力為豎直方向,如圖2(a)所示。

當(dāng)真空吸盤處于水平位置時(shí),所受的工作拉力為豎直方向,如圖2(a)所示。這種狀態(tài)在工件的提升和下落過(guò)程中非常常見,主要用于真空吸盤向上搬運(yùn)重物和向下放置重物,此時(shí)真空吸盤所受到的載荷大小為:

根據(jù)真空吸盤的工作過(guò)程和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)它的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析[4]。通過(guò)將Solid Works軟件中的真空吸盤三維結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入到Workbench中,并對(duì)其進(jìn)行單元類型選擇、網(wǎng)格劃分等[5-6],得到如圖3所示的有限元模型。根據(jù)真空吸盤的受力分析可知,在不同的工作狀況下,真空吸盤所受的載荷大小不同,通常真空吸盤的有限元分析是計(jì)算它在最大工作載荷下的應(yīng)力應(yīng)變情況[7]。根據(jù)真空吸盤的載荷計(jì)算公式[8]可知,在真空吸盤處于垂直位置,工作拉力為垂直方向時(shí)所受到的載荷最大。因此,在真空吸盤的靜力學(xué)分析過(guò)程中,都是以該工況下的受力為它的工作載荷。在真空吸盤有限元分析過(guò)程中,在它的結(jié)構(gòu)上施加一定載荷大小的作用力,得到它的總變形圖和等效應(yīng)力云圖如圖4所示。
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