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發佈日期 2019-12-03
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[maker] 真空吸盤之負壓產生系統

在加工過程中經常會遇到需要負壓的狀態,例如常見的真空吸盤用來固定工件、真空成型機用來吸附膠膜、電烙鐵用來吸引焊錫、機器手臂用來吸取物件、......負壓使用的機會非常多。但是,只能夠每次需要負壓時就用真空發生器去抽嗎?還是有什麼作法?

在思考這個問題之前,得先釐清需求,例如不同的負壓用途需要的時間長度不同、需要抽走的空氣不一;另外用來產生負壓的高壓空氣,若是靠空壓機一直運作,恐怕也有燒毁的疑慮,所以能減少空壓機的運作週期和時間也很重要。

因此,為了解決這樣的不確定性,決定透過一個空腔來創造電容的效應,也就是把負壓視為電子,把空腔視為電容。如此一來,當需要負壓時,就從空腔抽走一些空氣,就像讓電容放一些電子出來的概念相同。這樣子,這個具備電容特性的空腔就能讓空壓機能免於持續運作。

以下來看看它的組成:

負壓產生系統的構成元件;左上白頭黑身的東西是真空發生器,下方是二個電磁閥;右邊一樣是二個電磁閥(只用到一個);右下是三通接頭分接到右邊電磁閥和壓力錶;左下為24V電源;前方黑色方塊為配線盤[感謝 Eric Lin];前方按鍵為真空吸盤啟動開關。

這個配線的原理很簡單,但有幾點值得注意:

  1. 在壓力錶之壓力未達 -0.6kgf 之前,OUT 1啟動電磁閥,讓高壓空氣從真空發生器衝出產生負壓。
  2. 同時 OUT 2會啟動另一個電磁閥讓空腔之空氣得以被抽出。會需要在這一段也用電磁閥控制的原因在於真空發生器沒有止回裝置,在抽到目標壓力後,若沒有把電磁閥關掉,那空氣會再被吸進來。
  3. 抵達 -0.6kgf 之後,OUT 1 和 OUT 2 分別關閉電磁閥,高壓空氣不再消耗,負壓也能維持住。
  4. 這時只要按下開關,就能利用空腔中的負壓讓真空吸盤產生吸力,而消耗的壓升並不多,代表可以重覆多次操作才需要重新產生負壓。或者維持一定的時間才會重啟,這樣對空壓機的負擔就能降低。
  5. 在負壓值回升到 -0.5kgf 之後,OUT 1 和 OUT 2 會再啟動,讓壓力再次下降。
  6. 另外值得注意的是,因為電磁閥門的結構,會造成不同方向的接法可能會產生輕微洩氣的現象,所以配管的方向是要留意的。

負壓產生系統之真空吸盤,目前主要拿來用在 UV 平噴機的物件固定使用。其他用不到的區域就用投影片作簡單的裁切覆蓋即可防漏。

投影片這東西現在很少見,但不少地方還是很好用。要買的話透過網路購物去找比較快~~

用來作為負壓源的金屬桶子,是二十幾年前搞的東西,現在還是很好用。密封膠環是用克難的熱熔膠弄成的,密閉效果很不錯呢,簡單又便宜。

在弄好這個負壓產生系統之後,接下來就可以把手上的 UV 平噴機升級為真空吸附版本了,這樣在印很多小東西的時候就不用為了固定物件而要用 3D 列印來印一堆模具了。

然後準備來弄一個噴頭自動清洗機,也就是透過週期性的負壓讓酒精往復去清洗噴頭,這樣子在機台維修時就會變得輕鬆愉快,不必弄得滿手髒了。

影片清單
  • 真空吸盤之負壓產生系統

附加檔案 P20V-02-F1.pdf

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