施迈茨真空讲座

1、Innovative Vacuum Automation施迈茨真空培训施迈茨真空培训真空讲座真空讲座- 真空技术 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation2空气压力空气压力m 空气压力于海平面的关系空气压力于海平面的关系空气压力就是空气的流体静压力可描述为大气中在某一平面或者物体上空气柱的重量空气压力与海平面有关，随着海拔的升高而降低 （平均每升高100m空气压力减小12.5mbar）。正常条件下，海平面的空气压力为1013mbar海拔高度为2000m时，空气压力为760mbar； 而在喜马拉雅山顶（8850m），空气压力只 有320mbar因此，所能达到的

2、最大真空度随着 海平面的升高而降低真空技术基础知识真空技术基础知识-真空的性质真空的性质 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation3力与压力的关系力与压力的关系m 力与压力是如何联系起来的呢力与压力是如何联系起来的呢?当一定的压力差作用于一定面积上时，此时作用力就产生了它与作用在这一定面积上的压力差值为正或者为负没有关系。.作用力来自于与压力差与有效面积。F = p x AF = 力 p = 压力差A = 有效面积计算实例:扁平吸盘 PFYN80 的有效直径 =74 mm, 真空度 0,6 bar F = 6 N/cm x (7,4 cm) x 3,14 x

3、 1/4 = 260 N通过改变压力差值和有效面积，受力也随之改变，从而可根据具体工况来进行调节真空技术基础知识真空技术基础知识-真空的性质真空的性质 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation4能量消耗能量消耗m 真空和能量消耗真空和能量消耗高真空度需要高能量消耗真空度从-0,6 bar 增加到 -0,9 bar，吸力增加1.5倍所需的抽吸时间和能量增加3倍 在搬运技术中，过高的真空度是很不经济的真空技术基础知识真空技术基础知识-真空的性质真空的性质 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation5为什么要在搬运中使用真空为什么

4、要在搬运中使用真空?m 在真空的帮组下，工件在真空的帮组下，工件. 提升翻转支撑运送真空技术基础知识真空技术基础知识-工业搬运中的真空工业搬运中的真空 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation6为什么要在搬运中使用真空为什么要在搬运中使用真空? 与其他搬运方式相比，真空搬运具有许多优势 以机械式搬运为例对工件更加轻柔 无损伤简单，通过真空开关可实现 “零部件控制”根据实际情况，单个夹具可被用于抓取不同的工件成本低真空技术基础知识真空技术基础知识-工业搬运中的真空工业搬运中的真空 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation7真

5、空系统的组成元件真空系统的组成元件真空吸盘真空吸盘安装部件安装部件过滤和连接部件过滤和连接部件控制阀技术控制阀技术开关和系统监控开关和系统监控真空发生器真空发生器真空技术基础知识真空技术基础知识-工业搬运中的真空工业搬运中的真空 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation8真空吸盘真空吸盘 真空吸盘真空吸盘2022-3-22Innovative Vacuum Automation9应用和重要性应用和重要性m 真空吸盘是工件与真空系统之间的连接元件。真空吸盘是工件与真空系统之间的连接元件。m 所选真空吸盘的特性对整个真空系统的功能有基本的所选真空吸盘的特性对整个

6、真空系统的功能有基本的影响影响真空吸盘真空吸盘 - 应用和重要性应用和重要性 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation10真空吸盘的结构图真空吸盘的结构图可替换吸盘密封唇直径内部直径波纹接头内部结构密封唇密封法兰吸盘柄安装尺寸真空吸盘真空吸盘- 结构图结构图 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation11物理的基本原理物理的基本原理与真空系统的环境相比，吸盘和工件之间是一个低压区（真空）由于压力差，工件被反压在吸盘上p = p1 p2作用力与压力差和有效面积成比例关系、 F p and F A F = p x A p2p1m

7、 工件是怎样吸附在真空吸盘上的工件是怎样吸附在真空吸盘上的?真空吸盘真空吸盘- 功能原理功能原理 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation12真空吸盘的重要特性真空吸盘的重要特性真空吸盘真空吸盘- 功能原理功能原理 -内部容积内部容积：真空吸盘被抽空的内部容积，直接影响抽气时间。最小曲率半径最小曲率半径：能够被吸盘抓起的工件最小半径。2022-3-22Innovative Vacuum Automation13真空吸盘的重要特性真空吸盘的重要特性真空吸盘真空吸盘- 功能原理功能原理 -密封唇的行程密封唇的行程是指吸盘抽真空后压缩的距离。它直接影响密封唇的相对

8、运动。吸盘的行程吸盘被抽气时的提升效果。2022-3-22Innovative Vacuum Automation14主要类型主要类型m 常用的类型常用的类型扁平吸盘波纹吸盘椭圆吸盘真空吸盘真空吸盘- 主要类型主要类型 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation15扁平吸盘扁平吸盘m 性能性能定位精度高小巧的设计和小的内部容积能使抓取时间最小化实现高侧向力在平整的工件表面，宽密封唇具有最佳的密封特性抓取工件时，具有良好的稳定性大直径吸盘的嵌入式结构可实现高的抽吸力 (例如：盘型结构吸盘)底部支撑大而有效的吸盘直径吸盘材料种类多m 典型的应用区域典型的应用区域:

9、搬运表面平整或稍微粗糙的扁平或轻微碟形的工件，如：金属板, 纸箱, 玻璃板, 塑料件和木板真空吸盘真空吸盘- 主要类型主要类型 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation16波纹吸盘波纹吸盘m 特性特性1.5折, 2.5折和 3.5折波纹对与不平整的表面有良好的适应性抓取工件时有提升的效果不同高度的补偿轻柔地抓取易损工件柔软的底部波纹吸盘的柄部和上部波纹硬度高柔软的适应性强的锥形密封唇底部支撑吸盘材料种类多m 典型的应用领域典型的应用领域:搬运碟形的不平整的工件,如：汽车金属板，纸箱，塑料件，铝箔/热塑包装的产品，电子零件。真空吸盘真空吸盘- 主要类型主要类型

10、 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation17波纹吸盘波纹吸盘m 波纹吸盘的技术参数波纹吸盘的技术参数当在相同的直径下，为什么波纹吸盘的吸力小于扁平吸盘？有效的吸取面积: 吸取的工作面 比外径小 波纹吸盘中吸力和脱卸力有什么区别？ 在计算时哪个力重要？扁平吸盘波纹吸盘deffdeff真空吸盘真空吸盘- 主要类型主要类型 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation18椭圆吸盘椭圆吸盘m 性能性能最佳的利用可吸取面适用于长的凸面工件硬度增强的真空吸盘尺寸小吸力大像扁平和波纹吸盘一样通用多样的吸盘材料嵌入式结构有高的抓取力（盘型吸

11、盘）m 典型的应用区域典型的应用区域:搬运狭长而且抓取面很小的工件：如 管件，几何形工件，木条，窗架，纸箱，锡箔/热塑包装的产品。真空吸盘真空吸盘- 主要类型主要类型 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation19选择真空吸盘的材料选择真空吸盘的材料真空吸盘真空吸盘- 材料材料 -m 标准标准抗磨损耐用柔韧性防止永久变形抗侵蚀性可抵抗: 臭氧 油 燃料 酒精 和乙醇 溶剂 酸性物质抗高温 (短期/长期)不含硅胶不含 PWIS（水性油漆干扰物）肖氏硬度冲压行业可用于食品行业3/22/2022Innovative Vacuum Automation20真空发生器真

12、空发生器 真空发生器真空发生器3/22/2022Innovative Vacuum Automation21应用和重要性应用和重要性m 在搬运技术中，真空发生器用来提供真空。在搬运技术中，真空发生器用来提供真空。m 根据不同的操作需求，有类型和功能（气动式或者电根据不同的操作需求，有类型和功能（气动式或者电动式）不同的多种真空发生方式，可以提供最优的真动式）不同的多种真空发生方式，可以提供最优的真空环境。空环境。m 类型和功能原理的不同（气动或电动）类型和功能原理的不同（气动或电动） 可给每个操作可给每个操作提供最优的真空提供最优的真空真空发生器真空发生器- 应用和重要性应用和重要性 -3/2

13、2/2022Innovative Vacuum Automation22气动真空发生器的工作原理气动真空发生器的工作原理真空发生器真空发生器- 气动式真空发生器气动式真空发生器 -m 工作原理工作原理基于“文丘里原理”来产生真空压缩空气 直接进入真空发生器 (A)由于流经在发生器狭窄处B，压缩空气被加速了。于是，动压力增加而静压力 减小。3/22/2022Innovative Vacuum Automation23气动真空发生器的工作原理气动真空发生器的工作原理m 工作原理工作原理因此，在真空入口和喷嘴后部接收处之间的区域中产生了真空。空气就由真空入口D处被“吸入”了真空发生器。被“吸入”的空

14、气，同压缩空气一起，通过消音器离开了真空发生器。真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation24气动真空发生器的工作原理气动真空发生器的工作原理m 重要特征参数重要特征参数工作压力工作压力 抽吸时间抽吸时间 声压声压PV喷嘴尺寸喷嘴尺寸空气消耗量空气消耗量抽吸能力抽吸能力 负压负压R真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation25线性真空发生器线性真空发生器m 性质性质基于文丘里原理压缩空气的流向和真空产生的方向沿着管子

15、的方向在一条直线上轻质，集成式设计，安装位置可与吸盘接近喷嘴尺寸: 0.5 到 0.9 mmm 典型应用领域典型应用领域:普遍用于直接位于吸盘上的真空系统中。适用于短周期高加速的过程。真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation26线性真空发生器线性真空发生器m 工作原理工作原理压缩空气压缩空气真空真空排气排气真空真空真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -压缩空气压缩空气3/22/2022Innovative Vacuum Automation27多级真空发生器多级真空发生器m SEM型

16、型具有多级文丘里喷嘴抽吸能力强效率高在低真空区域，抽气时间短抽吸能力: 332 l/min 至 2370 l/min阀和控制系统可选m 典型应用领域典型应用领域:适用于搬运多孔透气性材料，如木材，板材或者绝缘材料真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation28多级真空发生器多级真空发生器m 多级型真空发生器多级型真空发生器SEM的工作原理的工作原理通过多个文丘里喷嘴线性排列在一起而产生真空1级2级3级压缩空气压缩空气真空真空排气排气真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -m 吸取能力吸取能

17、力 阀芯内径阀芯内径07集成式发生器集成式发生器 ZK2A 07在300 mbar以下吸取流量大在高于300 mbar情况下SCPs 07 吸取流量更大针对不透气工件（如金属，玻璃，等等）需要大于600 mbar的真空度m 抽真空速度抽真空速度 阀芯内径阀芯内径07集成式发生器集成式发生器 ZK2A 07达到350 mbar稍微快一些 SCPs 07在更高的真空度抽真空明显快 SCPs 07达到安全的真空度（550 mbar）需要的时间比ZK2少40% SCPs 07达到节能功能开启的真空度（750 mbar）需要的时间比ZK2少40%-差距取决于阀芯内的第二级的止回片质量-脏污会高度影响此效

18、果m 吸取能力吸取能力 阀芯内径阀芯内径10集成式发生器集成式发生器 ZK2A 10在250 mbar以下吸取流量大在高于250 mbar情况下SCPs 10 吸取流量更大针对不透气工件（如金属，玻璃，等等）需要大于600 mbar的真空度多级式阀芯没有任何优势m 抽真空速度抽真空速度 阀芯内径阀芯内径10集成式发生器集成式发生器 达到250 mbar之前两个发生器速度相等 SCPs 10在更高的真空度抽真空明显快 SCPs 10达到安全的真空度（550 mbar）需要的时间比ZK2少40% SCPs 10达到节能功能开启的真空度（750 mbar）需要的时间比ZK2少40%-差距取决于阀芯内

19、的第二级的止回片质量-脏污会高度影响此效果m 吸取能力吸取能力 阀芯内径阀芯内径15集成式发生器集成式发生器 ZK2A 15在120 mbar以下吸取流量大在高于120 mbar情况下SCPs 15 吸取流量更大针对不透气工件（如金属，玻璃，等等）需要大于600 mbar的真空度多级式阀芯没有任何优势m 抽真空速度抽真空速度 阀芯内径阀芯内径15集成式发生器集成式发生器 达到50 mbar之前两个发生器速度相等 SCPs 15在更高的真空度抽真空明显快 SCPs 15达到安全的真空度（550 mbar）需要的时间比ZK2少30% SCPs 15达到节能功能开启的真空度（750 mbar）需要的

20、时间比ZK2少30%-差距取决于阀芯内的第二级的止回片质量-脏污会高度影响此效果3/22/2022Innovative Vacuum Automation35集成式真空发生器集成式真空发生器m 性质性质基于文丘里原理集成了阀，从而具有控制“抽吸”和“吹起”的功能使用真空开关来进行系统控制集成了消音器和过滤器具有节气功能的版本可选喷嘴尺寸: 0.5 mm 至 3.0 mmm 典型应用领域典型应用领域:普遍应用与集成式真空发生系统中。可代替需要使用一连串真空发生器。真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation3

21、6集成式真空发生器集成式真空发生器m 集成式真空发生器的结构集成式真空发生器的结构真空开关真空开关吸气阀吸气阀 NO 或者或者 NC吹起阀吹起阀NC消音器消音器过滤器过滤器真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation37集成式真空发生器集成式真空发生器m 集成式真空发生器的工作原理集成式真空发生器的工作原理 抽气 排气排气压缩空气压缩空气真空真空真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation38集成式真空发生器集成式真空发

22、生器m 集成式真空发生器的工作原理集成式真空发生器的工作原理吹气压缩空气压缩空气压缩空气压缩空气真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation39集成式真空发生器集成式真空发生器m 节气功能的工作原理节气功能的工作原理 过程分析过程分析不带节气功能 ASFTime sPu mbar-100-200-300-400-500-600-800-900-700最大真空值最低真空值吹“吸“真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation

23、40集成式真空发生器集成式真空发生器m 节气功能的工作原理节气功能的工作原理 过程分析过程分析带有节气功能 ASFTime sPu mbar-100-200-300-400-500-600-800-900-700最大真空值最低真空值l吹“吸“ASF真空发生器真空发生器-气动式真空发生器气动式真空发生器 -节能节能 Air-Saving FunctionH2H2-h2VacuumH1H1-h1Cycle / TIME0 mbar(750 mbar / 75%)() = factory setting(600 mbar / 60%)(h1 = -150)(550 mbar / 55%)(h2 =

24、-10)Vacuum ON signal from PLCPart present signal (H2) to PLCPump OFF by air-saving system (internal)Vacuum OFF (blow-off) signal from PLCVacuum level drops due to a leakagePump is switched on by air- saving system经济性考虑经济性考虑EconomySchmalz真空发生器原理共同特点真空发生器原理共同特点3/22/2022Innovative Vacuum Automation42真空

25、泵真空泵真空发生器真空发生器- 电动式真空发生器电动式真空发生器 -m 工作原理工作原理 干式转动叶片泵干式转动叶片泵真空泵中含有一个带有叶片的偏心转子，形成了柱形密闭空间。通过转动叶片，由于离心力的作用，叶片被向外推。叶片离心转动，产生了不同体积的腔体。腔B体积的增大，里面的空气膨胀，由此产生真空真空。.由于腔C体积减小，于是在腔C中产生一个正压，真空泵能够产生一个高真空，而且能够提供高的抽吸能力。3/22/2022Innovative Vacuum Automation43真空泵真空泵m 工作原理工作原理 干式转动叶片泵干式转动叶片泵排气结束排气结束 (AE)排气端打开排气端打开排气开始排

26、气开始 (AB)开始吸气开始吸气 (SB)在吸气端打开在吸气端打开吸气结束吸气结束 (SE)SBAEABSE 吸气阶段完成吸气阶段完成 由于腔体体积减小，空气被压由于腔体体积减小，空气被压缩缩真空发生器真空发生器-电动式真空发生器电动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation44真空泵真空泵m 工作原理工作原理 干式转动叶片泵干式转动叶片泵 压缩阶段完成压缩阶段完成ABSBSEAE腔体打开，与外面的腔体打开，与外面的大气相接触大气相接触排气端排气端排气排气ABAESBAB真空发生器真空发生器-电动式真空发生器电动式真空发生器 -3/22/2022

27、Innovative Vacuum Automation45真空鼓风机真空鼓风机m 工作原理工作原理 旁路鼓风机旁路鼓风机真空鼓风机是根据脉冲原理来工作的空气在旋转叶片(A)是被带入，使得空气被加速和压缩。动能由叶轮传向空气。通过叶片来将空气导出，从而在吸气端产(B)生真空。压缩空气通过打开的排出口 (C)离开 .真空鼓风机的抽吸能力高，但是真空度较真空发生器和电动式真空泵低。CBA真空发生器真空发生器-电动式真空发生器电动式真空发生器 -3/22/2022Innovative Vacuum Automation46真空发生器的选择真空发生器的选择m 真空发生器的应用领域真空发生器的应用领域集

28、成式真空发生器 SCPM线性真空发生器 SLP/ VR0 (1013 mbar)真空度真空度 %抽吸能力抽吸能力 m/h60集成式真空发生器 SCP/ SMP基本型真空发生器 SBP/ SEG真空鼓风机 SGBL多级真空发生器 SEM真空泵 EVE-TR/ OG/ WR非常透气非常透气透气透气气密气密20真空发生器真空发生器- 真空发生器的选择真空发生器的选择 -工件性质2022-3-22Innovative Vacuum Automation47系统监控系统监控 系统监控系统监控2022-3-22Innovative Vacuum Automation48应用和重要性应用和重要性m 对真空系

29、统的状态进行监控。通过控制信号或者显示对真空系统的状态进行监控。通过控制信号或者显示的状态来获取系统的状态信息。的状态来获取系统的状态信息。m 通过系统监控，真空系统的安全性得到了显著的提高通过系统监控，真空系统的安全性得到了显著的提高，可能出现的错误也能够更早的被辨识。此外，通过，可能出现的错误也能够更早的被辨识。此外，通过控制，系统的经济效益也得到了提高。控制，系统的经济效益也得到了提高。系统监控系统监控- 应用和重要性应用和重要性 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation49真空传感器真空传感器系统监控系统监控-工作原理工作原理 -m 真空传感器的工作

30、原理真空传感器的工作原理使气动信号转换成电子信号输出: 模拟 1 to 5 V电流输出与测量的真空度成正比无需调节信号需要外部辅助系统，例如SPSm 典型应用领域典型应用领域:普遍用于自动化过程中系统真空度的准确监控2022-3-22Innovative Vacuum Automation50真空传感器真空传感器系统监控系统监控-工作原理工作原理 -m 真空传感器的工作原理真空传感器的工作原理模拟信号模拟信号 输出电流与压力/真空成比例关系真空真空值值输出电流输出电流0 bar-1 bar1 V5 V2022-3-22Innovative Vacuum Automation51应用实例应用实例

31、m 真空开关和传感器真空开关和传感器Pu bart s1 V5 Vt sU V模拟模拟EPAP数字数字01系统监控系统监控-工作原理工作原理 -2022-3-22Innovative vacuum for automation52安装部件安装部件 安装部件安装部件2022-3-22Innovative vacuum for automation53应用和影响应用和影响m 安装部件是真空吸盘的承接件。安装部件是真空吸盘的承接件。m 不同的安装部件可为吸盘提供了良好的承接，并且适不同的安装部件可为吸盘提供了良好的承接，并且适应于各种应用的调整。元件的模块化概念。应于各种应用的调整。元件的模块化概念

32、。安装部件安装部件- 应用和影响应用和影响 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation54控制阀技术控制阀技术控制阀技术控制阀技术2022-3-22Innovative Vacuum Automation55应用和重要性应用和重要性m 阀在真空系统中用来控制真空的供给、真空回路的开阀在真空系统中用来控制真空的供给、真空回路的开关和压缩空气的控制（真空发生器的控制）。关和压缩空气的控制（真空发生器的控制）。m 在真空系统中，阀增加了工艺过程的安全性，同时确在真空系统中，阀增加了工艺过程的安全性，同时确保了真空系统操作的经济性。保了真空系统操作的经济性。控制阀技术控制阀技术- 应用和重要性应用和重要性 -2022-3-22Innovative Vacuum Automation56电磁阀电磁阀控制阀技术控制阀技