Download
1 / 211
2.34k likes | 3.05k Vues
=== 第 4 章 致動器 ===. 4-1 電磁閥 4-2 真空產生器與真空吸盤 4-3 夾爪 4-4 氣壓缸 4-5 滑台氣缸 4-6 雙軸缸 4-7 導桿缸 4-8 油壓缸 4-9 馬達概論 4-10 DC 迷你型馬達 4-11 DC 小型馬達 4-12 AC 感應馬達 4-13 AC 可逆馬達 4-14 致動器(Actuator)練習題. === 第 4 章 致動器 ===. 機電整合機台有關致動器將介紹下列裝置： 1. 電磁閥：單線圈邊、雙線圈邊電磁閥； 2. 真空產生器與真空吸盤； 3. 夾爪；. === 第 4 章 致動器 ===.
E N D
===第4章 致動器=== 4-1 電磁閥 4-2 真空產生器與真空吸盤 4-3 夾爪 4-4 氣壓缸 4-5 滑台氣缸 4-6 雙軸缸 4-7 導桿缸 4-8 油壓缸 4-9 馬達概論 4-10 DC 迷你型馬達 4-11 DC 小型馬達 4-12 AC 感應馬達 4-13 AC 可逆馬達 4-14 致動器(Actuator)練習題
===第4章 致動器=== 機電整合機台有關致動器將介紹下列裝置： 1.電磁閥：單線圈邊、雙線圈邊電磁閥； 2.真空產生器與真空吸盤； 3.夾爪；
===第4章 致動器=== 4.液壓缸：不銹鋼氣缸、滑台氣缸、雙軸缸、導桿缸、油壓缸； 5.馬達：DC 迷你型馬達、DC 小型馬達、AC 感應馬達、AC 可逆馬達。
4-1 電磁閥 電磁閥之激磁線圈可分為單線圈邊及雙線圈邊二種，切換閥位(方向控制閥)可分為二口二位、三口二位、四口二位、五口二位、五口三位等，以下分別說明最常用五口二位單線圈邊、五口二位雙線圈邊、五口三位雙線圈邊等電磁閥之作動原理。
4-1 電磁閥 電磁閥通電時具有切換氣壓通路，以控制氣缸前進後退之功能，其切換原理如圖4-1 所示，單線圈邊激磁時，切換閥位，復歸藉由彈簧力復歸。
4-1 電磁閥 雙線圈邊電磁閥一端激磁通電時，切換閥位，失磁後仍保持切換閥位的位置，復歸時由另一端線圈激磁，故具有閥位保持功能。如圖4-2 所示。
4-1 電磁閥 五口三位閥，顧名思義，即閥體有五個氣口，有三個切換位置之意。如圖4-3 所示。 平時，閥體由於雙邊彈簧之作用，停留在中間位置，平時1 不通2、4 呈中閉型時，當B 有信號作動時，1 通4、2 通3，當A 有信號時B 之信號必需消除，1 通2、4 通5。
4-2 真空產生器與真空吸盤 真空產生器的原理，由空氣壓縮 機所提供之壓縮空氣經由噴嘴擴散室排放出去，在設計上噴嘴與擴散室之間有一間隙(低壓部位)空氣會經由此間隙經擴散室一起被排放出去，而產生吸引作用。如圖4-4 所示。
4-2 真空產生器與真空吸盤 而真空產生器即是利用壓縮空氣之動能與速度之變化，間接的導致壓力的變化，而產生真空吸引力，由於二次側真空吸引力之產生，若要提高真空度則必須讓一次側之壓縮空氣經由噴嘴後流速要加快，也因此擴散室之形狀，及尺寸變化的配合會微妙的影響到達真空度及吸引量。
4-2 真空產生器與真空吸盤 (1) 絕對壓力：以完全真空狀態為零基準時，我們定之為絕對壓力。 (2) 量錶壓力：以一大氣壓力狀態為零基準時，我們定之為量錶壓力。又大氣壓力定為基準時，高於大氣壓力者我們稱之為正壓，低於大氣壓力者我們稱之為負壓。
4-2 真空產生器與真空吸盤 (3) 壓力單位：於工業界一般皆以kgf/cm2來表示其單位，而一般氣油壓所產製之真空發生器其真空度則以水銀柱(負壓)來表示其單位是－mmHg。 (4) 一大氣壓力＝760mmHg＝1.033kgf/cm2
4-2 真空產生器與真空吸盤 (1) 吸著力可依據到達真空度及吸盤面積而計算出其理論吸著力，除了這個以外還請充分的考慮其吊上方法為移動時加速度引起的加重，或吸著面的條件及搬運上的安全率等。
4-2 真空產生器與真空吸盤 (2) 吸著力的計算式(如f 值不考慮時則視為靜態時之吸著力) W ＝吸著能力(kgf) P ＝吸著時之真空度(－mmHg) A ＝吸盤面積(cm2)
4-2 真空產生器與真空吸盤 (3) 依照吊上方法的目標安全率是，水平吊上時安全係數 f = 4 以上，垂直吊上時安全係數 f = 6～8 以上。
4-3 夾爪 夾爪種類及功能：夾持機構普遍應用於夾治具或機械手爪等夾持工作，其夾持方式有支點型夾持(一般稱之為Y 型夾爪)、平行型夾持、以及同心型夾持三種。
4-3 夾爪 支點型夾持機構設計較簡單，早期設計者大多採用此法，由於支點型之夾持位置為點接觸，若將其調整為面接觸，則夾持面之掌握較不易；平行型夾持機構雖然設計較困難，但其開度可由設計者決定，且以作圖法就可明確掌握夾持面之接觸住置。
4-3 夾爪 一般而言，高精度之夾爪必須結合高精度之滑軌，以達到高精度需求，一般應用於夾持工作且於車床加工者，則採用同心型夾持機構。
4-3 夾爪 支點型夾爪：圖4-5 所示為Y 型夾爪，屬於支點型夾爪機構，主要用於輸送設備上工件定位不準確之場合，Y 型夾爪之夾指為圓弧作動方式，將工件撥至夾爪中心而達到夾持功能。
4-3 夾爪 早期Y 型夾爪如圖4-5(a)所示，其特點為後蓋有螺牙，可直接與其它機構同心鎖固，現代Y 型夾爪如圖4-5(b)所示，其特點為總長度比早期型短1/3 且左右兩邊各安裝磁簧開關，可檢測夾爪呈開或閉狀態。
4-3 夾爪 支點型夾爪之驅動方式可為氣壓、油壓、彈簧、電磁鐵(Solenoid)或直線馬達等，使用彈簧作動之狀態為平時夾爪呈開或閉狀態，藉彈簧力夾住工件，在 系統斷電或斷氣壓時，仍具夾持功能。
4-3 夾爪 平行型夾爪：平行型夾爪之兩夾指作動軌跡互為平行式，因其開度與精度需求不同，導致機構設計原理不同，此將於下一節作完整介紹。
4-3 夾爪 圖4-6 所示為之平行夾爪為較典型且常用之型式，如圖4-6(a)之「小開度平行夾爪」，此型開度在0mm~20mm 範圍，有一般級(精度±0.lmm 以下)與精密級(精度±0.0lmm)兩種型式，精密級之設計以機構特殊設計並搭配精密滑軌組成；
4-3 夾爪 圖4-6(b)所示為「大開度平行夾爪」，此型開度在20mm~l00mm 範圍，出力有單活塞型與雙活塞型，機構設計大致以齒條結合齒輪並搭配雙導桿導引組合而成；
4-3 夾爪 圖4-6(c)所示為「中開度橫式平行夾爪」，此型開度在20mm~40mm 範圍，機構設計類似大開度型，但其夾指活動集中在本體之一端，本型亦常應用於工件之分離裝置，如圖4-6 所示；
4-3 夾爪 圖4-6(d)所示為180 度。開度平行夾爪，此型之兩夾指平時呈180 度。狀態，夾爪作動時，最後會如平行型夾爪之平行狀態夾住工件；
4-3 夾爪 圖4-6(e) 所示為中開度精密型平行夾爪， 此型開度在20mm~60mm 範圍，外型類似大開度型，但傳動機構不同，除活塞驅動齒條，齒條連動齒輪，再由齒輪驅動另一組活塞組，而達到同步夾持之功能外，本機構在中心處另設置一組滑軌裝置，此精密滑軌可產生精密夾持與導引功能。
4-3 夾爪 圖4-6(f)所示為馬達驅動型平行夾爪，此型開度範圍可達5mm 以上，機構設計與氣壓式驅動相反，氣壓式為氣壓驅動活塞，活塞連接齒條，而齒輪僅為轉換之功能；馬達驅動型則將齒輪設計為驅動源，驅動馬達有DC 馬達、步進馬達、DC 伺服馬達、以及AC 伺服馬達等。
4-3 夾爪 同心型夾爪：同心型夾爪機構大致有兩種構造，一為三爪同心式夾爪，另一為迴轉型同心式夾爪。 三爪同心夾持機構，如圖4-7(a)所示，氣壓驅動時，三爪會同時往中心夾持，市購規格品之行程在10mm 以內，夾持力在10kg 以內。
4-3 夾爪 迴轉型同心夾持機構，如圖4-7(b)所示，夾頭中心部分需再安裝一組市購標準型筒夾，氣壓作動時，會驅動筒夾往內縮，達到夾持功能，本夾頭可迴轉亦可固定於專用機上，夾爪依工件直徑之不同可快速更換筒夾，夾頭精度一般級在±0.03mm 以內，高精度在±0.0lmm 以內，可直接裝置於車床，取代傳統式夾頭，亦可配合油壓系統作高出力夾持之工作。
4-3 夾爪 根據前節所述，夾爪種類大致分成支點型夾爪、平行型夾爪、以及同心型夾爪等三類，本節主要針對這三類夾爪之機構設計原理加以說明，自動化設計者若能洞悉機構設計原理，則有助於夾爪產品之研發。
4-3 夾爪 支點型夾爪機構 支點型夾爪在夾持工件上較常用者為方塊型與棒型，如圖4-8 與圖4-9 所示，支點型夾爪在結構上主要是由二個固定支點銷與一個由氣缸推動之關節銷組合而成，其夾持點主要為點之接觸，如圖4-8(a)與圖4-9(a)所示，亦可設計成面之接觸，如圖4-8(b)所示，或多點之接觸，如圖4-9(b)所示，然而面接觸之缺點為其夾持位置比較不容易設計。
