海绵吸具可用性分析

1、海绵吸具可用性分析 烧结砖搬运1 现状分析公司致力于墙材行业的物流设备开发、解决方案提供，例如蒸养砖转运和定点输送设备、烧结砖散垛转运和定点转运设备、轮式转运设备、烧结砖整理实心垛自动运输线等，但采用的执行装置（末端抓取部件）主要是剪刀式夹具和平行式夹具。整垛搬运和转运技术现已有成熟的应用，而烧结砖垛的整理即从窑炉中出来的散装花垛转变为便于运输和存储的实心砖垛，尚未有成熟的产品提供给客户。按照公司对于烧结砖垛整理方面的系统设计理念，工作流程如下：1) 拆垛：手工4块或5块将烧结砖从花垛上取下，或机械整层夹持，用外力将待取砖层与其粘连的下层砖层分开；2) 转运：利用输送带或电机驱动的推板将取下砖

2、列/砖层运至带码实心垛工位；3) 码垛：利用机械手或电机驱动的推板将砖层整齐码放在码垛工位。以上述工作流程为例，烧结砖粘连程度以及砖垛整体变形或有不同，但是必然存在，手工拆垛最方便也最原始，属于机械无法准确定位或定位难度太大或成本过高；机械拆垛项目正在试验当中，应能在近期解决。转运和码垛如使用机械手完成，应可以通过使用导轨完成长行程的转移，此技术比较成熟，在此不再赘述。那么，剩下需要考虑的便是码垛环节。码垛环节在技术上并无实现的难度，现有的码垛、或夹持方式在前文中已有描述，属于可以改进或说需要改进的方面。改进的方向为：1) 集成化，具备好的互换性；2) 轻量化，便于操作；3) 低成本，便于开拓

3、市场；4) 高可靠，便于市场推广和业务扩展。从夹持方式上看，机械夹持施力点为烧结砖的长边两侧，利用固定于夹持器上的弹性体（例如聚氨酯）的自身变形所提供的反作用力生成抵抗重力的摩擦力来夹紧砖层，为了保证必要的夹紧力，夹持器夹板的刚性、剪刀式连接部件的强度等都需要考虑到，否则会产生变形、扭曲的问题。2 市场调研如果改变现有的夹持方式，即选择长边所在的窄平面作为施力点，利用抽真空形成的负压将砖层吸附在夹持器上，见下表：序号制造商图例1施迈茨真空技术 2无锡瀚华自动化以下为与两家有成熟产品的沟通后得到的信息：1. 施迈茨a) 在国内没有同类产品使用，所有的应用客户均在外国；b) 在上海的制造基地仅为装

4、配工厂，不提供加工；c) 其海绵吸盘组件的部件完全进口，没有国产化，导致成本高昂（据称1平米吸盘组件价格在3万以上），非我公司意向客户所能承受。2. 无锡瀚华a) 应用于建材方面的产品在国内有成熟应用，有成熟产品出口东南亚；b) 价格相对低廉（口头报价1平米吸盘组件7000左右）。此外，晗狄自动化设备（上海）作为美国EDCO USA的总代理，也有类似产品提供。3 产品构成根据负载的不同，海绵吸具的动力源有所区别：小型负载，例如240*200mm（4块烧结砖并列，见图1）可以使用真空发生器（见图2）接压缩空气作为负压提供装置。图 1 240*200mm海绵吸具图 2 真空发生器大型负载烧结砖96

5、0*960mm（见图3）和720*720mm，需使用真空鼓风机（即异步电机带动吹吸两用的高压风机，或用异步电动机连接真空泵）作为真空源，功率分别为7.5kW、5.5kW。图 3 960*960mm砖层连接方式为使用T型螺丝和螺母将吸盘组件固定在安装面上（机械手末端执行器），使用弹簧导杆作为导向和海绵预压缩、吸具吸附正常工作所用，弹簧压缩行程不低于20mm（海绵厚度为20mm，确保海绵经过压缩后，能够保证其粘贴面上的孔提供的负压+压缩后海绵+被吸附物体表面能够形成临时的密闭空间），鼓风机（见图4）与海绵吸盘组件之间用软管连接，考虑到长时间的疲劳往复，软管的疲劳强度必须能够保证，否则导致漏气、真空

6、度低于要求，无法正常吸附。图 4 真空鼓风机最简单的真空吸附系统，包括真空鼓风机、电磁换向阀（或气动真空阀）和管道，而为了保证设备的长时间平稳的运行，需要增加以下附件：1. 避免系统泄露的单向阀；2. 维持真空负压稳定的真空蓄能器；3. 保证设备无故障运行的真空过滤器；4. 保持系统可读性的压力表；5. 用于紧急操作的真空开关；6. 用于辅助电磁换向阀的压缩空气管路、吹气阀；7. 控制异步电动机的控制器等。上述附件的分析来源于D-TOU真空技术提供的真空回路，见图5：4 系统扩展考虑到系统的普适性和通用性，如果我们要求一款海绵吸具能够同时适应不同砖垛（实心或花垛）、不同砖型（标砖或异形）、不同

7、材料（页岩或砂砖）、不同尺寸（960*950、720*700）、不同重量（等尺寸的实心垛与花垛重量相差40%以上），在理论上有2种实现途径：1. 定制最小的标准吸具单位，以此最小单位进行不同程度的扩充。以标砖为例，为了覆盖实心垛（19压4,14压3）和花垛（8压3，11压4，6压2），只能选择吸取一块砖的吸具作为模块单元，即便不考虑模块化拼接时候的定位问题，当需吸附的砖块数量多到一定的程度，配合使用的管路连接和布置将会非常麻烦。2. 选择最大的吸具组件，按照已有最大的外形和重量、最恶劣的现场环境、最快的节拍、最粗糙的表面来配置动力、阀门、管线和附件可能会造成比较大额浪费和高昂的成本。鉴于上述的

8、一些不足，综合各方面的考虑，在不采用供应商（目前意向为无锡瀚华，另咨询瀚华后，其回复上海晗狄为其经销商，此两家产品手册绝大部分内容雷同）的建议产品（长条状单元，316mm、442mm、640mm、838mm、1234mm、1432mm五种，见图5），可以考虑向对方定制、并形成系列化的产品（此处指的是外购海绵吸具组件、鼓风机等，连接在我公司自产的机械手上）。图 5 供应商推荐单元表 1 定制系列化海绵吸具序号规格应用范围特征备注1240*240人工拆垛，机械手转移时使用动力源为压缩空气真空发生器2套电磁换向阀2套管路使用2个单元拼接而成，以备叉车孔成型2240*240单元模块动力源为鼓风机1套电

9、磁换向阀1套管路用于覆盖拼接下面的模块3480*4806压2花垛使用动力源为鼓风机1套电磁换向阀1套管路无需拼接4480*480单元模块6压2花垛使用动力源为鼓风机1套电磁换向阀4套管路2*2套240*240单元模块拼接而成5720*7208压3花垛使用14压3实心垛使用动力源为鼓风机1套电磁换向阀1套管路无需拼接6720*7208压3花垛使用14压3实心垛使用动力源为鼓风机1套电磁换向阀6套管路2*2套240*240单元模块和2*1套480*480单元模块拼接而成7960*96011压4花垛使用19压4实心垛使用动力源为鼓风机1套电磁换向阀1套管路无需拼接8960*96011压4花垛使用19

10、压4实心垛使用动力源为鼓风机1套电磁换向阀1套管路2*2套480*480单元模块拼接而成依表1所述，产品类别共为5种，对于零配件配备和组装而言并不复杂，但其中的可行度需要与供应商进行进一步的沟通。5建议海绵吸具的使用必然会降低现有夹具的重量，但由于其系统结构的复杂性比普通机械夹持系统要高，应用范围相对较窄，高负荷的夹持很难实现（目前普通吸具最大负荷能达到300kg），但对于我司产品的升级和技术改进有所增益。真空发生器结构相对复杂，在足够的信息和试验之前不建议自产方案，但鼓风机作为动力源时的单元模块应有自产可能。按手头资料分析，供应商的产品属于加工后连接而成，基材为铝合金机械加工而成，在铝合金基体上安装自闭阀（或集成式止回阀，确保当被吸取物表面凹凸不平时，部分区域无法接