Fluent伯努利非接触式真空吸盘的设计及流场仿真+CAD图纸(4)

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1.3 伯努利式非接触真空吸盘

非接触式真空吸盘利用伯努利的原则，利用环型喷嘴沿吸盘锥形内壁喷出高速气流使吸盘中心产生负压，从而吸取工件。高速气流从吸盘和工件之间的间隙向外排出，在工件和吸盘保持的间隙的情况下，以实现非接触式吸取。伯努利的非接触式吸盘在国内和国外被许多学者进行了研究：文件详细介绍了非接触式吸盘的工作特点和应用领域;日本奈良国立大学的早川恭训在CFD软件中通过数值模拟了非接触吸盘的内部流场分布。这种吸盘在国内研究较少，文献中的台湾任志强和詹典育使用CFD软件优化了伯努利非接触式吸盘，同时也通过PID闭环控制吸取过程。

与传统的接触式真空吸取技术相比，非接触式真空吸取晶体时处于喷射状态，所以真空发生器不需要也可以工作，气动回路相对的说比较简单。此外，这类的吸盘不会吸入灰尘和其他微粒，以确保气动组件和构件的清洁，降低了维修成本。吸盘的设计和应用的主要依靠经验，然而却缺乏一个相对完整的体系数据的支持;工件和吸盘之间的间距是很难控制的，由于惯性的作用，当工件抬起时会导致振动的发生，甚至可能会接触到吸盘，从而会影响到工件的质量。东京工业大学的香川教授立春通过数学建模和实验测试对伯努利真空吸盘吸取非接触工件的动态过程进行了研究，通过研究他发现吸盘在吸取过程中吸力变化和工件的自身惯性，工件在这个过程中，将会经历一个阻尼振荡过程，然后达到一个稳定的状态，在某些时候，甚至可能会碰到吸盘。目前，工程应用中吸盘和工件之间的间隙不能精确地控制，源`自*751~文·论^文`网[www.751com.cn因此，实际应用中，需要增加的工件的外周导向装置，以防止工件和吸盘的接触。

目前国内、外对伯努利非接触吸取的研究才刚刚起步，从而这些研究的重点是主要是吸盘的分布和结构优化上：东京研究所的香川利春教授对伯努利真空吸盘的流场分布规律进行了理论分析和验证。香川利春教授对非接触伯努利真空吸盘进行了深入的研究，他用三对大小相同的非接触式真空吸盘进行了试验，从而也得出了伯努利非接触真空吸盘的相关特点;上海交通大学叶骞在真空吸盘的设计中对吸盘进行了优化，从而更好的完善了吸盘；浙江大学的阮晓东、郭丽媛对伯努利真空吸盘使用CFD软件数值模拟，从而得出吸盘气体间隙内流压力场分布规律，并且也发现吸盘的双喷嘴结构在表面的压力分布随时间的变化而变化，并且回流的不稳定发生在工件切向摩擦力吸取的过程中，所以要设计稳定的吸盘底部的流网结构，从而能够阻止剪切力的产生，所以能够提高稳定性;大连海事大学的徐立芳吸盘喷嘴入口的性能进行了相关的研究，从中发现了切向单喷嘴结构的吸取性能比较好，但真空吸盘中心有一定的偏移，工件往往会发生倾斜的现象。

综上所述，虽然目前国际社会有伯努利真空吸取技术方面的研究报告，但因为研究缺依然处于早期阶段，而一些外国开发新的空气动力学技术产品研究在公司里属于核心技术，从而是保密的，所以的伯努利真空吸盘尚未有开放式的设计方法和理论可以应用。因此，为了打破技术封锁，我们必须不从吸取经验，结构设计，系统操作等方面对理论和实验进行研究，在此基础上，我们要开发具有自主知识产权属于自己的伯努利真空抽吸技术。

随着信息产业的发展，半导体制造业已经成为21世纪信息时代的关键性产业，也成为了一个热门行业，并对人类的工作有着重要的影响。由于半导体制造业需要复杂的技术，大量的资金，属于高收益的高新技术产业。市场需求变化在全球竞争的情况下，如何优化半导体制造系统的控制，并且能够降低成本和提高生产设备利用率已经成为一个重要的问题。在对半导体制造过程的理解中，并在基础上分析了半导体制造系统的需求和半导体制造系统的控制，从而有效的提高了这种控制的优化性，并起到了重要的作用。目前这种吸盘已被应用到半导体和TFT-LCD的搬运过程中，一些知名制造商如BOSCH，CKD，KOGANEI和SMC的气动元件等类似的产品。半体产业已成为当代高新技术产业的核心和维护国家主权、保障国家安全的产业，主要由四个部分组成，即半导体设计产业，半导体制造产业，半导体封装行业及半导体测试行业，其中半导体制造业是整个行业的基础。在未来几年中，中国的IC产业和该市场的复合年度增长速度将保持在30％左右，到2010年，中国的IC集成电路产业销售收入将达到2500亿到3000亿多元的规模，中国快要成为全球的半导体制造中心。