CN107512543B - 一种滑撬辊床输送装置 - Google Patents

Abstract

一种滑撬滚床输送装置，包括沿输送方向交替设置在导轨上的驱动输送辊(1)和非驱动输送辊(2),导轨包括辊定位支承板(26)，辊定位支承板(26)包括水平定位面(26.1)和外侧定位面(26.2)和内侧定位面(26.3)，水平定位面上沿输送方向(X)间隔设有多个驱动/非驱动输送辊，外侧定位面和内侧定位面分别沿输送方向(X)间隔设有有多个外斜导辊(3)和内斜导辊(4)；外斜导辊(3)和内斜导辊(4)分别沿输送方向以间隔距离(H)在驱动输送辊(1)的前后配置或者外斜导辊(3)和内斜导辊(4)与驱动输送辊(1)在同一驱动垂面(π₀)配置。所述滑撬滚床输送装置，辊床上直线行进100m，滑撬的支撑滑板的横向偏移误差仅为小于2mm。

Description

一种滑撬辊床输送装置

技术领域

本发明涉及滑撬输送系统的技术领域，具体涉及一种高精度滑撬定位装置及其定位方法。

背景技术

白车身到达涂装生产线一般采用直线驱动进行存储和输送，常用的直线驱动系统一般有积放链、摩擦线、辊床滑撬输送3种形式。其中，辊床滑撬输送是应用范围最广泛的输送设备之一。大批量生产的汽车涂装车间均大量采用机器人喷涂和设备自动转挂等方式，自动化程度高、生产节拍快，因此对滑橇的定位精度要求较高。滑橇定位精度差会导致很多故障的发生，如喷涂机器人与车身相撞、射频识别系统无法识别数据载体、车身转接的故障和滑橇锁紧失败等。比如滑撬带有定位销，白车身带有定位孔，销孔配合，白车身就转移到滑橇上，实现滑橇带动白车身的行进。一旦定位销与定位孔不能精确配合，定位不准，定位销就可能将白车身顶翻，造成重大损失以及产生极大的安全隐患。因此，辊床滑橇输送系统关键就在于滑橇输送过程中的导向精度，导向精度的大小决定了车身、夹具、设备三者之间的定位精度。

从导向角度看，滑撬的定位分为X向定位，Y向定位和Z向定位。X向定位就是沿辊床方向运动的一定位置停止并锁止在该位置；Y向定位就是当滑撬被驱动辊驱动沿X向前移过程中，由于左右摩擦力的不均衡导致的横向偏移的控制，Z向定位就是滑撬在辊床上被驱动辊带动从驱动辊和从动辊的顶面滚过而前行，由于滑撬上物体的重心并不一定在中间导致长时间运行后辊的偏磨，或者个别辊在装配时造成的轴线高低的误差，多种因素导致滑撬从驱动辊和从动辊的顶面滚过会有Z向跳动。这种跳动如果不限制在一定范围内，则可能会导致安全隐患。

而X向定位则严重依赖于Y向定位，因为如果滑撬有横向偏移的话，X向位移的测定就不会准确，经此而得到的最终X向定位位置可能偏差较大。Z向偏移则是暂时的，毕竟滑撬上是有负重的，Z向定位最重要的是，定位的锁定要保证滑撬前后左右几个定位点在同一Z高度位置。而这个实现起来并不难。由上述分析可知，定位要首先尽可能地提高Y向定位精度，在此基础上进一步达到X向定位和Z向定位。

目前，关于滑橇运行过程的Y向定位，通常采用的是左右导向轮对滑橇的外框架限位的方式，未安装导向轮前，滑撬在辊床上的横向偏移误差在10mm以内；安装导向轮之后，横向偏移误差可控制在小于5mm。这种导向方式比较粗放，对滑橇到位时的精度误差比较大，容易导致车身和夹具配合不准等缺陷。

因此，急需设计开发高精度滑撬辊床输送装置，是企业进行高精度作业的必要条件。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种滑撬辊床输送装置。

本发明的目的是这样实现的，一种滑撬辊床输送装置，滑撬的支撑滑板在辊床的导轨上沿输送方向前行，包括沿输送方向交替设置在导轨上的驱动输送辊和非驱动输送辊,其中，左侧导轨和右侧导轨的所述驱动输送辊对称布置；

所述导轨包括导轨本体；导轨本体包括辊定位支承板，所述辊定位支承板包括水平定位面和设置在水平定位面两侧的外侧定位面和内侧定位面，所述外侧定位面与水平定位面具有外倾斜角，内侧定位面与水平定位面具有内倾斜角；

水平定位面上沿输送方向间隔设有多个驱动/非驱动输送辊，外侧定位面和内侧定位面分别沿输送方向间隔设有多个外斜导辊和内斜导辊；

驱动垂面是垂直于输送方向且过驱动输送辊的辊旋转轴线的平面；

外斜导辊和内斜导辊分别沿输送方向以间隔距离在驱动输送辊的前后配置或者外斜导辊和内斜导辊与驱动输送辊在同一驱动垂面配置。

进一步地，外倾斜角大于或等于内倾斜角。

进一步地，外导垂面是垂直于输送方向且过外斜导辊的辊旋转轴线的平面；内导垂面是垂直于输送方向且过内斜导辊的辊旋转轴线的平面；

驱动输送辊沿输送方向前间隔距离的外导垂面内设有外斜导辊；和/或，驱动输送辊沿输送方向后间隔距离的内导垂面内设有内斜导辊。

进一步地，所述水平定位面、外侧定位面和内侧定位面分别设有辊定位槽，所述驱动输送辊、非驱动输送辊、外斜导辊、内斜导辊设置在辊结构中，所述辊结构包括辊座，辊座底部设有定位凸起，定位凸起配合在所述定辊定位槽中以保证辊旋转轴线平行于所述水平定位面或外侧定位面或内侧定位面。

进一步地，所述外斜导辊和内斜导辊具有凸曲线的辊轮廓线；所述支撑滑板设有支撑底面、外侧导面和内侧导面，所述支撑底面滚动支撑在驱动输送辊和非驱动输送辊上时，外侧导面距离外斜导辊的轮廓最高点的导辊间隙距离小于等于横移余量和/或内侧导面(8)距离内斜导辊的轮廓最高点的导辊间隙距离小于等于横移余量。

进一步地，所述驱动输送辊具有直线轮廓的辊面，所述辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线两侧并与中线具有摩擦导向角。

进一步地，所述外斜导辊的辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线的外侧且与中线具有摩擦导向角。

进一步地，所述内斜导辊的辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线的内侧且与中线具有摩擦导向角。

进一步地，横移余量为3～5mm。

进一步地，外倾斜角大于内倾斜角2°～6°。

所述滑撬辊床输送装置，通过以下特殊结构设计做到了对滑撬的高精确度的导向：

1)驱动输送辊和内外侧导向辊的平衡配置

滑撬的支撑滑板依靠辊轮的摩擦力驱动前行，某一驱动辊的摩擦力打滑或者长时间的偏磨造成驱动力偏离输送方向X时，支撑滑板势必会偏离输送方向造成横移，而此横移依靠外斜导辊3和内斜导辊4来限制。而外斜导辊3、内斜导辊4则需要平衡配置在驱动输送辊的两侧。这一平衡地配置，则一种是在同一驱动垂面内配置在两侧的配置I，另一种则是在驱动输送辊的前后以间隔距离H配置的配置II。其中，配置II则有更大的侧引导力矩来使得支撑滑板减小横向偏移。

2)辊面倾斜的直线凸起纹。

当发生了横向偏移，则支撑滑板21a的外侧导面7必然触碰到外斜导辊3的辊面最高点，外斜导辊3的辊面向内倾斜的直线凸起纹则努力向内引导支撑滑板；而如果向内横向偏移，则内斜导辊4的向外倾斜的直线凸起纹则努力向外引导支撑滑板，这样共同作用的结果是，支撑滑板尽可能地在横移余量的偏差范围内沿输送方向X运动。

3)模块化结构，简化结构同时保证安装精度

三个定位面，水平定位面、外侧定位面和内侧定位面上均设计了辊定位槽，辊结构的底座定位凸起配合在辊定位槽中，优选以高精度保证的燕尾槽保证了辊旋转轴线与定位面的平行度在小于0.01mm。多个辊结构同时配置在三个平行的沿输送方向延伸的辊定位槽中，简化结构同时保证了整个导轨的输送辊和导向辊的固定安装精度。

所述滑撬辊床输送装置，通过驱动输送辊和外侧导向辊、内侧导向辊的平衡配置，并通过辊面倾斜的直线凸起花纹的设置，二者协同作用，来限定并引导支撑滑板以横向余量为最大横移量沿输送方向运动，为生产工艺的精确定位提供了保障。

附图说明

图1为本发明滑撬辊床输送装置的辊床驱动结构的主剖视图。

图2为本发明滑撬辊床输送装置的工作状态的主剖视图。

图3为本发明滑撬辊床输送装置的横移控制示意图。

图4为本发明滑撬辊床输送装置的辊表面凸纹示意图。

上述图中的附图标记：

1驱动输送辊，2非驱动输送辊，3外斜导辊，4内斜导辊,6支撑底面，7外侧导面，8内侧导面

20滑撬,21a、21b支撑滑板，22横梁，导轨23a、23b，24导轨本体，25支撑底板，26辊定位支承板，28底定位面，29辊定位槽

40辊结构,41辊座,42轴固定槽,43支撑轴,44凸环,45辊子,46辊座定位凸起

26.1水平定位面，26.2外侧定位面，26.3内侧定位面

α外倾斜角，β内倾斜角，γ摩擦导向角,λ横移余量，S间隔距离，H导辊间隙距离

具体实施方式

如图所示，一种滑撬辊床输送装置，包括设置在机架上的滑撬20，所述滑撬能沿输送方向在输送系统上输送，所述滑撬20包括沿纵向方向延伸的支撑滑板21a、21b，所述支撑滑板21a、21b具有特定横截面的空心型材纵梁。在支撑滑板21a、21b之间固定设有横梁22，从而整体上形成一个具有足够抗扭强度的框架结构，该框架结构确定了滑撬的支承平面。所述框架结构将两个其上的可拆卸地固定输送工件的装配机构支承在其上面。

辊床滑撬输送系统包括两根平行的空心型材的导轨23a、23b，该导轨通过横梁固定连接，该导轨23a、23b沿滑撬纵向方向上交替地安装有非驱动输送辊和驱动输送辊。

在导轨23a、23b中沿滑撬纵向方向上交替地安装有非驱动输送辊和驱动输送辊。导轨23a、23b包括导轨本体24，所述导轨本体24是中空型材，具有支撑底板25、辊定位支承板26和导向定位板27，支撑底板25中间开口，具有底定位面28。导向定位板27设置在导轨23a、23b的一侧，具有与底定位面28小于0.01mm的平行度。

除水平定位面26.1外，辊定位支承板26还包括有设置在水平定位面两侧的外侧定位面26.2和内侧定位面26.3，所述外侧定位面26.2与水平定位面具有外倾斜角α，内侧定位面26.3与水平定位面具有内倾斜角β；所述水平定位面、外侧定位面26.2和内侧定位面26.3上分别固定有辊结构40；

水平定位面上沿输送方向X间隔设有多个驱动/非驱动输送辊，外侧定位面和内侧定位面分别沿输送方向X间隔设有多个外斜导辊3和内斜导辊4；

驱动垂面π₀是垂直于输送方向X且过驱动输送辊1的辊旋转轴线的平面；

外斜导辊3和内斜导辊4分别沿输送方向以间隔距离H在驱动输送辊1的前后配置或者外斜导辊3和内斜导辊4与驱动输送辊1在同一驱动垂面π₀配置。该间隔距离S优选在20-50mm。

外倾斜角α大于或等于内倾斜角β。

所述辊结构40包括辊座41，辊座41设有轴固定槽42，支撑轴43的正方形端部通过压板44压装在该轴固定槽42中，支撑轴43的圆柱形中间部设有凸环44，在凸环44两侧分别设有圆锥滚子轴承，辊子45过盈配合在所述圆锥滚子轴承的外圈体上；辊座41底部设有辊座定位凸起46。水平定位面上的辊结构40的辊子45具有直线的辊面轮廓，外侧定位面26.2和内侧定位面26.3上的辊结构40的辊子45具有凸曲线的辊面轮廓。支撑轴43是圆柱体形的，在凸环44两侧分别设有轴承，驱动输送辊的支撑轴43外还安装有轮毂电机，非驱动输送辊的支撑轴43外仅装有圆锥滚子轴承和辊子45。

所述水平定位面和外侧定位面及内侧定位面沿导轨纵向分别设有辊定位槽29,通过辊座定位凸起46配合在辊定位槽29中来定位所述辊结构40，以保证辊旋转轴线平行于所述水平定位面26.1或外侧定位面26.2或内侧定位面26.3。辊定位槽29优选采用燕尾槽的形式来进行高精度的定位。轴固定槽42底面与辊座41底面平行度小于0.01mm，辊座定位凸起46与辊座41底面垂直度小于0.01mm，辊座定位凸起46与辊定位槽29精密配合固定了辊座定位凸起46相对于水平定位面26.1的垂直度小于0.01mm，这样轴固定槽42的底面与水平定位面26.1的平行度也小于0.01mm，支撑轴43的正方形端部的底面设置在辊座的两侧轴固定槽42中，于是支撑轴43的正方形端部与水平定位面26.1的平行度也小于0.01mm，这也决定了不转动的支撑轴43的轴线与水平定位面的平行度小于0.01mm，辊子45的尺寸都一样，这样沿导轨输送方向间隔设置的多个驱动输送辊1或非驱动输送辊2的辊子45的最高轮廓母线在同一平面内，该平面就是滚动支撑平面π₃，通过简单的水平定位面、辊定位槽29和制造一致的辊结构的辊座定位凸起46的插入配合并固定，所有辊子45最高母线之间的平面度误差均控制在小于0.01mm，这是不易做到的，该滚动支撑平面π₃对支撑滑板21a、21b的滚动输送精度是至关重要的。

所述滑撬具有分别与外侧定位面、内侧定位面平行的外侧导面7和内侧导面8。所述支撑底面6滚动支撑在驱动输送辊1和/或非驱动输送辊2上时，外侧导面7距离外斜导辊的轮廓最高点的导辊间隙距离H小于等于横移余量λ和/或内侧导面8距离内斜导辊的轮廓最高点的导辊间隙距离H小于等于横移余量λ。所述横移余量λ优选为3-5mm。如图3所示，横移余量λ与导辊间隙距离H的关系为：H＝λ·sinα。所以，横移余量λ限定为3-5mm，则导辊间隙距离H要小于3-5mm。

所述驱动输送辊1具有直线轮廓的辊面，所述辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线C两侧并与中线具有摩擦导向角γ；所述外斜导辊3的辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线C的外侧且与中线具有摩擦导向角γ；所述内斜导辊4的辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线C的内侧且与中线具有摩擦导向角γ。

外倾斜角α优选为30°～45°。

优选的是，外倾斜角α等于内倾斜角β；或者，外倾斜角α大于内倾斜角β2°～6°。这种情况如图所示，其外倾斜角α大于内内倾斜角β的度数为2°，比较内侧辊子45对滑板的支撑力F_内，外侧辊子45对滑板的支撑力F_外的方向要更偏向往下压一点，正是这个力的作用，使得初级定位结构1具有了从两边压支撑滑板12a、12b的作用而完成横向偏移的导向。

所述滑撬辊床输送装置，利用外侧导轮和内侧导轮的导向定位，导向精度是：辊床上直线行进100m，滑撬的支撑滑板的横向偏移误差仅为小于2mm，为生产工艺的精确定位提供了保障。

Claims (10)

1.一种滑撬辊床输送装置，滑撬(20)的支撑滑板(21a、21b)在辊床的导轨(23a、23b)上沿输送方向(X)前行，其特征在于，

包括沿输送方向交替设置在导轨上的驱动输送辊(1)和非驱动输送辊(2),其中，左侧导轨(23a)和右侧导轨(23b)的所述驱动输送辊(1)对称布置；所述支撑滑板(21a、21b)设有水平的支撑底面(6)；所述支撑底面(6)滚动支撑在驱动输送辊(1)和非驱动输送辊(2)上；

所述导轨包括导轨本体(24)；导轨本体(24)包括辊定位支承板(26)，所述辊定位支承板(26)包括水平定位面(26.1)和设置在水平定位面两侧的外侧定位面(26.2)和内侧定位面(26.3)，所述外侧定位面(26.2)与水平定位面(26.1)具有外倾斜角(α)，内侧定位面(26.3)与水平定位面(26.1)具有内倾斜角(β)；

水平定位面上沿输送方向(X)间隔设有多个驱动/非驱动输送辊，外侧定位面和内侧定位面分别沿输送方向(X)间隔设有多个外斜导辊(3)和内斜导辊(4)，外斜导辊的导向支撑的施力方向是垂直于外侧定位面斜向上，内斜导辊的导向支撑的施力方向是垂直于内侧定位面斜向上；

驱动垂面(π₀)是垂直于输送方向(X)且过驱动输送辊(1)的辊旋转轴线的平面；

外斜导辊(3)和内斜导辊(4)分别沿输送方向以间隔距离(S)在驱动输送辊(1)的前后配置或者外斜导辊(3)和内斜导辊(4)与驱动输送辊(1)在同一驱动垂面(π₀)配置。

2.如权利要求1所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，外倾斜角(α)大于或等于内倾斜角(β)。

3.如权利要求2所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，外导垂面(π₁)是垂直于输送方向(X)且过外斜导辊(3)的辊旋转轴线的平面；内导垂面(π₂)是垂直于输送方向(X)且过内斜导辊(4)的辊旋转轴线的平面；

驱动输送辊(1)沿输送方向前间隔距离(H)的外导垂面(π₁)内设有外斜导辊(3)；和/或，驱动输送辊(1)沿输送方向后间隔距离(H)的内导垂面(π₂)内设有内斜导辊(4)。

4.如权利要求3所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，所述水平定位面(26.1)、外侧定位面(26.2)和内侧定位面(26.3)分别设有辊定位槽(29)，所述驱动输送辊(1)、非驱动输送辊(2)、外斜导辊(3)、内斜导辊(4)设置在辊结构(40)中，所述辊结构包括辊座(41)，辊座(41)底部设有辊座定位凸起(46)，辊座定位凸起(46)配合在所述辊定位槽(29)中以保证辊旋转轴线平行于所述水平定位面(26.1)或外侧定位面(26.2)或内侧定位面(26.3)。

5.如权利要求2所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，所述外斜导辊(3)和内斜导辊(4)具有凸曲线的辊轮廓线；所述支撑滑板(21a、21b)还设有外侧导面(7)和内侧导面(8)，所述支撑底面(6)滚动支撑在驱动输送辊(1)和非驱动输送辊(2)上时，外侧导面(7)距离外斜导辊的轮廓最高点的导辊间隙距离(H)小于等于横移余量(λ)和/或内侧导面(8)距离内斜导辊的轮廓最高点的导辊间隙距离(H)小于等于横移余量(λ)。

6.如权利要求1所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，所述驱动输送辊(1)具有直线轮廓的辊面，所述辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线(C)两侧并与中线具有摩擦导向角(γ)。

7.如权利要求1所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，所述外斜导辊(3)的辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线(C)的外侧且与中线具有摩擦导向角(γ)。

8.如权利要求1所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，所述内斜导辊(4)的辊面具有等间隔平行设置的直线凸起纹，所述凸起纹对称设置于辊面中线(C)的内侧且与中线具有摩擦导向角(γ)。

9.如权利要求5所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，横移余量(λ)为3～5mm。

10.如权利要求1-9任一所述滑撬辊床输送装置，其特征在于，外倾斜角(α)大于内倾斜角(β)2°～6°。