气动旋涡流非接触夹持元件特性及搬运系统研究

发布时间：2020-05-26 21:10

【摘要】：非接触搬运在现在的工业生产中应用越来越广泛。本文为提高单进气嘴非接触气爪的吸附性能和气爪模型加工的方便性,根据气爪型腔内部流场特性,提出了一种基于3D打印技术的旋涡流气爪结构优化设计方案,并通过实验进行了相关验证。从气动声学原理以及气动噪声的分析与控制出发,针对气爪不同结构部位的噪声特性,通过仿真和实验手段对气爪的噪声特性进行了相关分析。为了解决单进气嘴气动旋涡流式非接触气爪由于型腔气旋方向而引起的吸附不稳定性问题,提高吸附性能和稳定性,设计了由6个单进气嘴气爪组成的非接触搬运吸盘装置。本文的主要研究工作如下:(1)通过对非接触气爪工作原理和气爪型腔内部流场特征的理论仿真分析,以提高气爪吸附性能为目的,对气爪型腔结构进行优化设计,应用3D快速成型加工技术,加工出通过仿真计算设计的气爪结构模型。实验结果表明:优化后的气爪型腔产生的负压比优化前增大一倍,气爪的吸附力提升57%,在气爪加工方面3D打印技术较传统的机加工技术而言更具方便性,并且气爪型腔内部复杂结构更容易被加工出来。(2)在对非接触气爪工作原理和气爪湍流边界层噪声源的仿真分析基础上,以改变进气压强和气爪结构尺寸为影响因素对气爪进气口、进气口与型腔转接部位以及出气口进行了噪声特性分析。结果表明:气爪进气口通道由于高速气体湍流影响产生的噪声最大,随着进气压强的增大出气口处噪声变大,进气口处噪声随着进气口直径的增大而降低。(3)根据供气压力与负压关系、流量关系和吸附性能的实验测量结果,确定了吸盘的吸附性能。实验表明,非接触吸盘的进气压力为0.3 MPa时,其吸附力达到7.8 N,吸盘整体转矩为4.5 N·mm,相比单个气爪的转矩9.5 N·mm减小了52.6%。
【图文】：

玻璃基板

图 1.1 玻璃基板搬运Fig.1.1 Glass substrate transport接触运输方式被国内外学者研发是悬浮技术，，按工作性质主要可[15,16]、光悬浮[17]、声悬浮[18]、超体动力学原理[23-30]实现的非接触工业领域，例如 2017 年 12 月 2行[31]，世界第一条商业运营的高上海运营[32]；2016 年 9 月 21 号清员尹璋琦与美国普渡大学合作，动模式的运动，并提出利用腔光单个电子，以及对实现宏观系统微小扭矩都有重大的帮助[33]dhabungstechnik Gmbh 研发出了在

机器手,吸盘

16]、光悬浮[17]、声悬浮[18]、超气体动力学原理[23-30]实现的非接触工业领域，例如 2017 年 12 月 25行[31]，世界第一条商业运营的高上海运营[32]；2016 年 9 月 21 号清员尹璋琦与美国普渡大学合作，动模式的运动，并提出利用腔光单个电子，以及对实现宏观系统微小扭矩都有重大的帮助[33]dhabungstechnik Gmbh 研发出了在0 mm 晶圆的机器人用工具（手）用超声波在晶圆表面生成一层薄触状态[34]。日本 SMC 公司依据气搬运吸盘，通过多个吸盘组合的
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH22

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