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濁度傳感器

數控機床真空系統的改進設計

發布日期:2022-04-17 點擊率:38

     我所前幾年從國外引進某型號數控精加工精機床數臺,被加工零件裝卡一直采用硬裝卡方式。去年我所開發的某系列產品中的一個關鍵零件需要在該機床上加工,因該工件為低強度薄壁件,不允許采用硬裝卡方式,需采用真空吸附的方式,故我們對該機床進行了改造。設計了真空吸附控制系統,經過一年的試用表明,基本能滿足使用要求,但效果不是太好。最近我們對真空系統進行了進一步的改造,使用效果非常好。它由真空泵提供真空源,在真空主管路上并聯多臺數控機床,實現多路真空吸附。為保證機床吸附口的真空穩定性,原有系統采用每臺車床旁裝真空瓶的辦法,其體積較大,即不美觀又妨礙工人現場操作。改進后在機房集中配置兩個真空瓶,機床旁采用真空減壓閥等一系列控制元件來提高真空的穩定性。現有系統結構緊湊,性能安全可靠,操作簡單方便。

1.真空源 2.軟尼龍管 3.單向閥 4.真空表 5.真空減壓閥 6.2位3通閥 7.真空破壞調速閥 8.消聲器 9.真空過濾器 10.機床吸盤
圖1 真空控制原理圖
 
1 工作原理
  該真空吸附回路原理見圖1。真空表4用于監測真空回路的真空值。當真空泵端因故突然停止抽氣,真空下降時,帶管接頭單向閥3可快速切斷真空回路,保持吸盤內的真空壓力不變,延緩吸吊工件脫落的時間,以便采取安全補救措施。
  根據半精加工及精加工要求不同吸力的情況,可通過真空減壓閥5實現對吸盤內真空度的調節,調節范圍為O~-O.1MPa 。其調節方法為預先設定被吸工件所需真空度壓力值,然后將開關旋置于接通狀態,旋鈕式2位3通閥6旋到“吸”的位置,開始抽取真空。
  因機房真空罐有足夠的容積,當吸盤真空度達到減壓閥5的設定值時,真空將穩定在該設定值。卸工件時將旋鈕式2位3通機控閥6旋到“卸”的位置,則與真空泵段自動斷開,關閉進氣端,開啟排氣端,可根據需要調節真空破壞調速閥7控制放氣速度,從而控制卸工件的快慢。真空破壞調速閥7的排氣口安裝有消聲器8,可以降低噪音。
  在機床吸盤與真空泵之間設置了真空過濾器9對油污、粉層起過濾作用,以防止真空系統中的元件受污染出現故障。
2 流量計算
  已知各支路配管內徑D為f7.5mm ,管長L為2m,查圖2得出配管容積V為0.0881。查圖3得出配管的有效截面積S為25mm2。
  從切換閥到吸盤之間配管系統的最大流量達到真空度的63%時的吸著響應時間達到真空度的95%時的吸著響應時間T2=3T1=0.057min。
  為了找出系統漏率,利用SMC(中國)有限公司的ZL112真空發生器代替真空泵聯接控制系統做吸取試驗。系統顯示吸盤內真空壓力只能達到-0.05MPa ,根據真空發生器的流量特性曲線查得吸入流量為15l/min,也就是單個系統漏率為15l/min。


圖2 配管容積
 
圖3 配管有效截面積
 
  系統由2臺15l/s、的真空泵提供,總流量口總為1800F15l/s。考慮六臺車床同時工作的情況下每臺繃末支路上平均流量Q平=285l/min>277.515l/s,即最終各支路流量可達285l/min,在響應時間內整個系統流量滿足需求。可調節截止閥的有效截面積設定其流量值為27.5l/min。當某一支路泄漏而與大氣接通時,此支路的漏率即為277.5l/min,考慮其它五臺車床同時工作的情況下各支路的漏率為15+277.5/5 = 70.5l/min,每臺車床支路上平均流量Q平=Q總/5-口漏=289.5l/min>277.5 l/min ,即各支路仍可保證截止閥設定的流量值,在響應時間內各系統流量滿足需求。因此當其中某一支路出現泄漏時不影響其它各支路的正常工作。

 

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