CN104692063A - 柔性制造系统的叉车式搬运小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性制造系统的叉车式搬运小车，涉及自动化加工相关设备技术领域，包括X向导轨支架，在X向导轨支架上设置有X向直线导轨，X向滑座安装在X向直线导轨的滑块上，在X向滑座下方安装有X向驱动齿轮，X向驱动齿轮通过齿轮齿条带动X向滑座在X向导轨支架上作横向运动。本搬运小车具有导向精度高、移动平稳性好、结构简单紧凑的优点。

Description

柔性制造系统的叉车式搬运小车

技术领域

本发明涉及自动化加工相关设备技术领域，确切地说涉及一种柔性制造系统（FMS）中，在加工中心、托板库、上下料装置及其它辅助设备之间转运托板的搬运小车，从而实现零件在自动控制状态下的连续加工。

背景技术

授权公告号为CN203319185U，授权公告日为2013年12月4日的中国专利文献公开了用于柔性制造系统的搬运小车，包括X向导轨，在X向导轨上设置有X向托架，在X向托架上安装有多个X向支撑轮，X向托架通过所述X向支撑轮支撑在X向导轨上，在X向托架下方安装有X向驱动齿轮，X向驱动齿轮通过齿轮齿条带动X向托架在X向导轨上作横向运动。在X向托架的下方设置有与X向导轨配合的X向导向轮。所述X向支撑轮为二组，每组至少为三个。在所述X向托架上安装有Y向导轨支座，Y向托架安装在Y向导轨支座上，在Y向导轨支座上安装有Y向驱动齿轮，Y向驱动齿轮通过齿轮齿条带动Y向托架在Y向导轨支座上作上下运动。在Y向托架的侧面设置有与Y向导轨支座配合的Y向导向轮。在Y向导轨支座的一端设置有Y向配重块。在所述Y向托架上安装有Z向导轨支座，在所述Z向导轨支座上设置有Z向滑板，所述Z向滑板包括Z向上滑板和Z向下滑板，Z向下滑板安装在Z向导轨支座上，Z向上滑板设置在Z向下滑板上，托板安装在Z向上滑板上，在Z向导轨支座上安装有Z向驱动齿轮，Z向驱动齿轮通过齿轮齿条带动Z向下滑板在Z向导轨支座上作纵向运动，Z向驱动齿轮通过链条带动Z向上滑板在Z向导轨支座上作纵向运动。在Z向滑板的侧面设置有与Z向导轨支座配合的Z向导向轮。所述X向驱动齿轮经X向驱动电机带动，Y向驱动齿轮经Y向驱动电机带动，Z向驱动齿轮经Z向驱动电机带动。

上述柔性制造系统所配的传统搬运小车，一般具有X、Y、Z三个坐标。此结构形式的搬运小车，在实际使用过程中存在以下不足：

1、X、Y、Z向均采用导向轮进行导向，导向精度、运动平稳性较差、噪音较大；

2、Z向滑板采用双滑板结构形式，通过齿轮齿条、链条驱动Z向上滑板，其重复定位精度、精度保持性较差；

3、托板取放机构外形尺寸较大，且不适合于直接从机床内部取放托板，须通过托板交换装置方可实现。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种柔性制造系统的叉车式搬运小车，本搬运小车具有导向精度高、移动平稳性好、结构简单紧凑的优点。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种柔性制造系统的叉车式搬运小车，包括X向导轨支架，其特征在于：在X向导轨支架上设置有X向直线导轨，X向滑座安装在X向直线导轨的滑块上，在X向滑座下方安装有X向驱动齿轮，X向驱动齿轮通过齿轮齿条带动X向滑座在X向导轨支架上作横向运动。

在所述X向滑座上设置有B向带齿式交叉滚子轴承，B向滑台安装在B向带齿式交叉滚子轴承上，在B向滑台下方安装有B向驱动齿轮，B向驱动齿轮通过齿轮带动B向滑台在X向滑座上作旋转运动。

在所述B向滑台上设置有Z向直线导轨，Z向立柱安装在Z向直线导轨的滑块上，在Z向立柱的侧面安装有Z向驱动齿轮，Z向驱动齿轮通过齿轮齿条带动Z向立柱在B向滑台上作纵向运动。

在所述Z向立柱上设置有Y向直线导轨，Y向叉箱安装在Y向直线导轨的滑块上，在Z向立柱上方安装有Y向驱动齿轮，Y向驱动齿轮通过齿轮、滚珠丝杠副带动Y向叉箱在Z向立柱上作上下运动。

所述Y向叉箱整体呈L形，L形的Y向叉箱包括竖段和横段，竖段安装在Y向直线导轨的滑块上；横段中开有叉，形成用于取放托板的叉形结构。

在所述横段上设置有托板安全装置，托板安全装置包括两个夹板和两个销轴，夹板通过销轴铰接在所述横段上，两夹板对称设置；夹板的一端设置有插销，托板上开有与所述插销配合的插孔；两夹板通过气缸驱动绕销轴转动并带动所述插销插入或抽出所述插孔。托板安全装置可防止搬运小车运动时托板滑落。

所述X向驱动齿轮经X向驱动电机带动，Y向驱动齿轮经Y向驱动电机带动，Z向驱动齿轮经Z向驱动电机带动，B向驱动齿轮经B向驱动电机带动。

所述的X向直线导轨、Y向直线导轨和Z向直线导轨均为直线滚动导轨。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、本发明中，搬运小车的X、Y、Z向运动均采用直线导轨进行导向，与传统的支撑轮、导向轮组合使用相比，直线导轨具有导向精度高、运动平稳性好、运动速度高、低摩损、低噪音等优点。

2、传统搬运小车中，托板取放装置为平板式，取放托板时其与工作台夹紧装置重合，导致与传统搬运小车联线的机床必须设置托板交换装置。传统搬运小车取放托板的必要条件为托板交换装置将托板从机床内部取出。而本发明中，由于Y向叉箱的取放托板部位采用叉车式结构，可直接从机床内部对托板进行取放。本发明的优点在于无需设置托板交换装置，可有效降低机床制造成本，提高机床可靠性。

3、本发明中的叉车式搬运小车具有360度回转功能的B轴，除可在X向导轨两侧布置机床或托板库外，还可在X向导轨两端布置机床或托板库。

4、传统搬运小车中，Y向驱动齿轮通过齿轮齿条带动Y向托架在Y向导轨支座上作上下运动，在Y向托架的侧面设置有与Y向导轨支座配合的Y向导向轮，Y向导向轮与Y向导轨支座之间的间隙将直接影响齿轮齿条传动的中心距，容易造成Y向重复定位精度超差。而本发明中，Y向驱动齿轮通过齿轮、滚珠丝杠副带动Y向叉箱在Z向立柱上作上下运动，其重复定位精度高、噪音小。

5、传统搬运小车中，Z向滑板采用双滑板结构形式，Z向驱动齿轮通过齿轮齿条带动Z向下滑板在Z向导轨支座上作纵向运动，同时通过链条带动Z向上滑板在Z向导轨支座上作纵向运动，其重复定位精度、精度保持性较差。而本发明中，Z向驱动齿轮通过齿轮齿条带动Z向立柱在B向滑台上作纵向运动，重复定位精度较高，精度保持性好。

6、本发明中托板除采用定位销定位外，还设置有托板安全装置，可防止搬运小车运动时托板滑落，进一步提高设备安全性。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的结构示意图

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图。

图中标记：

01、X向导轨支架，02、X向驱动齿轮，03、X向驱动电机，04、X向直线导轨，05、X向滑座，06、B向带齿式交叉滚子轴承，07、B向驱动齿轮，08、B向滑台，09、B向驱动电机，10、Z向直线导轨，11、Z向立柱，12、Y向直线导轨，13、Y向叉箱，14、托板，15、托板安全装置，16、气缸，17、Y向滚珠丝杠副，18、Y向驱动齿轮，19、Y向驱动电机，20、Z向驱动齿轮，21、Z向驱动电机，22、竖段，23、横段，24、夹板，25、销轴，26、插销，27、插孔。

具体实施方式

实施例1

作为本发明的较佳实施方式，本发明公开了一种柔性制造系统的叉车式搬运小车，叉车式搬运小车的结构形式与现有的柔性制造系统的搬运小车有较大的区别，其主要改变点在于：在X向导轨支架01上设置有X向直线导轨04，X向滑座05安装在X向直线导轨04的滑块上，在X向滑座05下方安装有X向驱动齿轮02，X向驱动齿轮02通过齿轮齿条带动X向滑座05在X向导轨支架01上作横向运动。齿轮齿条传动方式较为常见，使得本发明结构简单，运行可靠。

实施例2

作为本发明的另一较佳实施方式，在所述X向滑座05上设置有B向带齿式交叉滚子轴承06，B向滑台08安装在B向带齿式交叉滚子轴承06上，在B向滑台08下方安装有B向驱动齿轮07，B向驱动齿轮07通过齿轮带动B向滑台08在X向滑座05上作旋转运动。齿轮传动方式较为常见，使得本发明结构简单，运行可靠。

实施例3

作为本发明的又一较佳实施方式，在所述B向滑台08上设置有Z向直线导轨10，Z向立柱11安装在Z向直线导轨10的滑块上，在Z向立柱11侧面安装有Z向驱动齿轮20，Z向驱动齿轮20通过齿轮齿条带动Z向立柱11在B向滑台08上作纵向运动。其余结构同实施例1。

实施例4

作为本发明的再一较佳实施方式，在所述Z向立柱11上设置有Y向直线导轨12，Y向叉箱13安装在Y向直线导轨12的滑块上，在Z向立柱11上方安装有Y向驱动齿轮18，Y向驱动齿轮18通过齿轮、滚珠丝杠副17带动Y向叉箱13在Z向立柱11上作上下运动。齿轮、滚珠丝杠副传动方式较为常见，使得本发明结构简单。Y向叉箱13采用叉形结构进行托板取放，具有结构简单、外形紧凑等特点。Y向叉箱13上设置有托板安全装置15，托板安全装置15由气缸16驱动，可防止搬运小车运动时托板14滑落。

所述Y向叉箱整体呈L形，L形的Y向叉箱包括竖段和横段，竖段安装在Y向直线导轨的滑块上；横段中开有叉，形成用于取放托板的叉形结构。

在所述横段上设置有托板安全装置，托板安全装置包括两个夹板和两个销轴，夹板通过销轴铰接在所述横段上，两夹板对称设置；夹板的一端设置有插销，托板上开有与所述插销配合的插孔；两夹板通过气缸驱动绕销轴转动并带动所述插销插入或抽出所述插孔。托板安全装置可防止搬运小车运动时托板滑落。

实施例5

作为本发明的最佳实施方式，参照说明书附图，采用齿轮齿条、齿轮、滚珠丝杠副通过伺服电机驱动进行工件搬运，包括X向导轨支架01，设置在X向导轨支架01上的X向滑座05，设置在X向滑座05上的B向滑台08，设置在B向滑台08上的Z向立柱11。所述X坐标是搬运小车行走方向，X向坐标配置X向直线导轨04，导向精度高、运动平稳性好，能承载整个搬运小车的重量。所述Y坐标是搬运小车用来升降托板14的方向，Y向坐标配置Y向直线导轨12，导向精度高、运动平稳性好，能承载托板14（含夹具和工件）的倾覆力矩。所述Z向坐标是搬运小车用来取放托板14的方向，Z向坐标配置Z向直线导轨10，导向精度高、运动平稳性好，能承载整个升降机构的重量和倾覆力矩。所述B坐标是搬运小车回转的方向，B向坐标配置带齿式交叉滚子轴承06，导向精度高、承载能力强，能承载整个取放机构的重量和倾覆力矩。所述X、Y、Z、B四坐标均通过伺服电机驱动。

本发明的工作原理如下：

搬运小车在X向导轨支架01上运行，采用齿轮齿条驱动，X向滑座05通过X向直线导轨04导向、承载重量；B向滑台08在X向滑座05上回转，采用齿轮驱动，B向滑台08通过B向带齿式交叉滚子轴承06导向、承载重量和倾覆力矩；Z向立柱11在B向滑台08上运行，采用齿轮齿条驱动，Z向立柱11通过Z向直线导轨10导向、承载重量和倾覆力矩；Y向叉箱13在Z向立柱11上运行，采用齿轮、滚珠丝杠副驱动，Y向叉箱13通过Y向直线导轨12导向、承载倾覆力矩。

X向滑座05在X向导轨支架01上做横向运动。B向滑台08在X向滑座05上做回转运动。Z向立柱11在B向滑台08上做纵向运动。Y向叉箱13在Z向立柱11上做上下运动。托板14放置在Y向叉箱13上。搬运小车X、Y、Z、B四个方向的运动，完成取放托板14的全部动作。

本发明中，所谓的横向运动，可以理解为水平方向上的运动，上下运动，可以理解为竖直方向上的运动，纵向运动也可以理解水平方向上的运动，其与横向运动的方向和上下运动的方向拥有共同的零点且彼此相互正交，X向即X轴，Y向即Y轴，Z向即Z轴，X轴、Y轴和Z轴构成三维笛卡尔坐标系。

Claims (8)

1.一种柔性制造系统的叉车式搬运小车，包括X向导轨支架（01），其特征在于：在X向导轨支架（01）上设置有X向直线导轨（04），X向滑座（05）安装在X向直线导轨（04）的滑块上，在X向滑座（05）下方安装有X向驱动齿轮（02），X向驱动齿轮（02）通过齿轮齿条带动X向滑座（05）在X向导轨支架（01）上作横向运动。

2.根据权利要求1所述的柔性制造系统的叉车式搬运小车，其特征在于：在所述X向滑座（05）上设置有B向带齿式交叉滚子轴承（06），B向滑台（08）安装在B向带齿式交叉滚子轴承（06）上，在B向滑台（08）下方安装有B向驱动齿轮（07），B向驱动齿轮（07）通过齿轮带动B向滑台（08）在X向滑座（05）上作旋转运动。

3.根据权利要求1或2所述的柔性制造系统的叉车式搬运小车，其特征在于：在所述B向滑台（08）上设置有Z向直线导轨（10），Z向立柱（11）安装在Z向直线导轨（10）的滑块上，在Z向立柱（11）的侧面安装有Z向驱动齿轮（20），Z向驱动齿轮（20）通过齿轮齿条带动Z向立柱（11）在B向滑台（08）上作纵向运动。

4.根据权利要求3所述的柔性制造系统的叉车式搬运小车，其特征在于：在所述Z向立柱（11）上设置有Y向直线导轨（12），Y向叉箱（13）安装在Y向直线导轨（12）的滑块上，在Z向立柱（11）上方安装有Y向驱动齿轮（18），Y向驱动齿轮（18）通过齿轮、滚珠丝杠副（17）带动Y向叉箱（13）在Z向立柱（11）上作上下运动。

5.根据权利要求4所述的柔性制造系统的叉车式搬运小车，其特征在于：所述Y向叉箱整体呈L形，L形的Y向叉箱包括竖段和横段，竖段安装在Y向直线导轨的滑块上；横段中开有叉，形成用于取放托板的叉形结构。

6.根据权利要求5所述的柔性制造系统的叉车式搬运小车，其特征在于：在所述横段上设置有托板安全装置，托板安全装置包括两个夹板和两个销轴，夹板通过销轴铰接在所述横段上，两夹板对称设置；夹板的一端设置有插销，托板上开有与所述插销配合的插孔；两夹板通过气缸驱动绕销轴转动并带动所述插销插入或抽出所述插孔。

7.根据权利要求4所述的柔性制造系统的叉车式搬运小车，所述X向驱动齿轮（02）经X向驱动电机（03）带动，Y向驱动齿轮（18）经Y向驱动电机（19）带动，Z向驱动齿轮（20）经Z向驱动电机（21）带动，B向驱动齿轮（07）经B向驱动电机（09）带动。

8.根据权利要求4所述的柔性制造系统的叉车式搬运小车，所述的X向直线导轨（04）、Y向直线导轨（12）和Z向直线导轨（10）均为直线滚动导轨。