用于芯片加工的非接触式真空搬运技术的研究(3)
如表 1 动作顺序表与图 2.3 所示，当三位四通换向阀 1 的左位 1Y1 接入回路时，
气缸 1 沿 X 轴正方向移动，右位 1Y2 接入时，气缸 1 沿 X 轴负方向移动；换向阀 2
左位 2Y1 接入回路时，气缸 2 沿 Y 轴正方向移动，右位 2Y2 接入回路时，气缸 2 沿
Y 轴负方向移动；换向阀 3 左位 3Y1 接入回路时，气缸 3 沿 Z 轴负方向移动，右位
3Y3 接入回路时，气缸 3 沿 Z轴正方向移动。当换向阀 4 左位接入时，吸盘吸取工件；
当断开时，吸盘放下工件。
图 2.3 气缸运动示意图
2.3 气缸的选型
由于气缸是标准件，因此气缸的型号参数在一定程度上决定了整个非接触真空搬
运系统的三文空间造型。如何对气缸进行选型无疑是整个系统设计中非常重要的一个
步骤。
SMC 公司生产的SMC气动元件以其高性能、高品质、高性价比和技术领先性在
现在的气动市场上占据了很大的份额。因此本系统选取 SMC 公司的气缸作为系统部
件。下面对气缸 1 气缸2和气缸3 进行选型。
2.3.1 气缸 1 与气缸 2的选型
行程为 L 的有活塞杆气缸，沿行程方向的实际占有安装空间约为 2.2L。而无杆气
缸则占有安装空间仅为 1.2L，且行程缸径比可达 50 – 100，MY1 系列的行程可长达
5m，没有活塞杆，活塞两侧受压面积相等，具有同样的推力，有利于提高定位精度[15]
。
在本系统中，气缸1和气缸2的行程较长（气缸1行程为400mm，气 缸2行程为300mm），
且对定位精度较高，因此选用无杆气缸（如图 2.4） 。
图2.4 MY 系列无杆气缸
2.3.1.1 预选气缸的缸径
①确定气缸的轴向负载力 F
首先估算气缸 1的负载m1 = 5kg，气缸 2 的负载 m2 = 4kg。
查阅文献[15]表 10-9 负载状态与负载力，气缸 1 和气缸 2 符合其中水平滚动的条
件，因此 F=μW，摩擦因数μ=0.1~0.4。
因此，取摩擦因数μ=0.3
气缸 1 的估算负载