一种新型真空吸盘装置

2017-03-25 秦红斌武汉理工大学机电工程学院

　　为了满足自动化设备适应多品种汽车玻璃的需求，提高柔性装配夹具的定位精度，本文研发了一套基于真空吸附的柔性汽车玻璃定位销装配夹具，并开发了一款新型真空吸盘。本设计运用ANSYS Workbench 软件分析出新型真空吸盘在压力载荷下压力与吸盘变形的关系曲线，通过拉伸实验研究出新型真空吸盘在拉力载荷下吸附力与支撑球头高度的关系，最后以吸盘体为研究对象，建立吸盘体的轻量化数学模型并对吸盘体进行优化设计。

　　汽车玻璃是汽车的重要组成部分，约占汽车面积的1 /3。但是这种薄壁曲面类零件采用先成型后加工的工艺，成型后的半成品形状复杂，刚度小，在压力下容易变形，给零件的后续加工带来很大的困难。在汽车玻璃生产过程中，汽车玻璃定位销的装配是汽车玻璃附件装配的重要内容。汽车玻璃定位销的装配工装是根据产品的设计与制造需求，用于汽车玻璃的装夹和定位，以保证装夹精度的一种设备。

　　传统生产中，每种车型玻璃都需要一个与之配套的刚性工装，当生产新品种的汽车玻璃时，需要针对这种玻璃研制一套新工装，这需要较长的研发周期和较高的研制成本。为了满足当前市场产品多样化的要求，需要研制一种柔性工装。为此，本文研发了汽车玻璃定位销的柔性装配工装来完成不同形状和尺寸的汽车玻璃的装配。

1、新型真空吸盘的研发

　　对于汽车玻璃这种表面形状复杂、定位精度要求又高的薄壁曲面类零件，在柔性工装夹具上使用普通真空吸盘满足不了要求，针对这种情况，本文通过借鉴风琴吸盘的结构研发了一款带有支撑球头，且支撑球头的高度可以调节的新型真空吸盘———支撑式真空吸盘。

　　1.1、支撑式真空吸盘的结构和工作原理

　　详见：支撑式真空吸盘的结构和工作原理

　　http://www.chvacuum.com/application/vacuumhandling/vacuum-suction/037097.html

　　1. 2、支撑式真空吸盘的受压分析

　　1. 3、支撑式真空吸盘的拉伸分析

　　详见：支撑式真空吸盘的受压分析与拉伸分析

　　http://www.chvacuum.com/application/vacuumhandling/vacuum-suction/037098.html

2、新型真空吸盘体壁厚的优化设计

　　新型真空吸盘作为一款新产品，它是基于风琴吸盘的形状和尺寸，结合经验设计而来的，由于吸盘中间的刚性支撑杆承载绝大部分的载荷，为了节省材料，可以对吸盘体进行轻量化设计。本文只介绍吸盘体壁厚的优化，其他部分尺寸优化另文撰写。