摘 要：为了降低卷烟码垛机器人的故障率，并减少设备维护量和降低备件成本，对烟箱吸取装置改造，包括负压管路和吸盘，还包括负压电磁阀，所述负压管路与所述负压电磁阀的输出口相接，所述负压电磁阀的输入口与所述吸盘通过管路相接，所述负压电磁阀的排气口与大气相通。将负压直接接入负压电磁阀来实现对烟箱的吸取和放置，利用负压电磁阀直接控制吸盘的负压，相比于原有的烟箱吸取机构中的真空发生器，负压电磁阀内部的气路结构更为简单，通路较大，不易积尘，气路更为畅通，可靠性也更高。
　　关键词：机器人 真空发生器 负压电磁阀
　　中图分类号：TP242.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0010-01
　　机器人普遍应用于烟草、食品、机械等行业，特别在自动化物流系统中广泛应用，机器人自动搬运、码垛系统主要由搬运机器人、工件自动识别系统、自动启动装置、自动传输装置等组成，适合于工件自动搬运、码垛的场合，尤其适合于自动化程度较高的流水线等工业场合，提高生产效率和自动化程度。我公司使用的码垛机器人是成品库自动化物流系统中的主要设备之一，主要用途是实现对烟箱的抓取和放置，将上游不同牌号烟箱依次堆放在相应的木托盘上，形成24件烟为一垛的整托盘，再通过相关设备输送至高架库存放。
　　1 机器人组成及工作原理
　　机器人由控制柜和本体组成，其中本体由六个关节轴组成，分别由六台伺服交流电机控制，第六关节轴带动烟箱吸取装置。
　　烟箱吸取装置工作原理如图1所示，高压空气通过气管1进入烟箱吸取装置，经过真空发生器2，在吸盘3上产生负压，利用负压原理实现对烟箱4的抓取和放置。
　　2 存在问题
　　真空发生器内有一真空开关负责检测负压的大小，当负压大于或等于其设定值时，机器人可正常工作，若负压低于其设定值时，机器人报“真空无法建立”故障，且停止工作。由于真空发生器的内部气路结构复杂，而且通路小，通路容易积尘，造成气路不畅通，产生负压值可能会低于真空开关设定值，导致无法吸取烟箱而停止工作。
　　另外，在烟箱吸取装置运行的过程中还存在掉烟、打烟现象，故障率高；真空发生器需要经常要拆下清洗，但是清洗后效果较差，因此经常要更换新的真空发生器，维护量大，并且造成备件成本增加。
　　3 改造措施
　　为改造后烟箱吸取装置的结构示意图。在本实施例中，烟箱吸取装置包括负压管路7和吸盘3，还包括负压电磁阀5，负压管路7与负压电磁阀5的输出口A相接，负压电磁阀5的输入口P与吸盘3通过管路相接，负压电磁阀5的排气口R与大气相通。其中负压电磁阀5可采用常断型二位三通电磁阀。
　　该烟箱吸取装置的工作原理为：将负压通过负压管路接入负压电磁阀的A口，而P口经管路与吸盘连接，R口直接与大气通。当烟箱吸取装置处于非工作状态时，负压电磁阀中的P口和A口是断开的，负压直接经过A口、R口通到大气；而当工作时，负压电磁阀获得电压信号，电磁力会克服复位弹簧力使阀芯向左移动，此时P口与A口相通，并封住R口，吸盘产生负压，实现烟箱吸取。一旦负压电磁阀的电压信号被切断，在阀芯复位弹簧力的作用下，阀芯向右移动，P口负压被切断，A口与R口相通，吸盘负压消失，实现烟箱放置。
　　考虑到烟箱吸取装置中可能会出现负压不够的情况，可能导致安全事故或者生产中断等情况，因此还可以在负压电磁阀的输入口与吸盘之间的管路上还设有负压检测器6，该负压检测器6对管路中的负压大小进行检测，当检测到负压达不到规定阈值时，可以触发故障报警。
　　另外，负压电磁阀可以连接至少一个吸盘，每个负压电磁阀分别连接有三个吸盘，由于负压产生的方式以及负压电磁阀的结构特点，因此即使连接多个吸盘，仍能确保每个吸盘以足够的负压来吸取烟箱。
　　4 结论
　　（1）负压指的是从管路中抽取气体来形成负压的过程，已标出气体的实际流向，这种方式不同于现有技术中的通过通入高压气体来形成真空，而是直接从管路中抽气来形成负压。这种负压形成的气路结构相比于真空发生器的结构来说比较简单，且通路较大，不容易积尘，气路比较畅通，可靠性也较高。
　　（2）烟箱吸取装置中所采用的负压电磁阀由于上述特点，因此不需要经常性的更换，只需要进行简单清洁，清洁效果也比较好。
　　（3）在成本方面，烟箱吸取装置所采用的负压电磁阀等元件价格较为便宜，且不需经常更换，因此成本低廉，便于推广。
　　参考文献
　　[1] 崔学红，孙余一.液压与气动系统及维护[M].机械工业出版社，2012.
　　[2] 崔培雪，冯宪琴.典型液压气动回路600例[M].化学工业出版社，2011.