CN107973093B - 一种智能翻转输送机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能翻转输送机，包括输送系统、旋转系统、接电系统、控制系统；输送系统包括行走驱动电机、行走轨道、车体；车体滑动连接在行走轨道上，行走驱动电机为双电机，两台行走驱动电机中间通过车体连接，车体上方安装有车载控制器；旋转系统包括齿轮传动机构、旋转电机、旋转轴及翻转体，一级齿轮传动机构连接在输送系统的车体上，旋转轴与齿轮传动机构一体，翻转体固定在旋转轴上，可随旋转轴一同转动；翻转体上设有用于连接车身的车身连接架；通过旋转系统实现车身在竖直平面内的任意角度旋转。

Description

一种智能翻转输送机

技术领域

本发明涉及一种智能翻转输送机，用于汽车涂装车间前处理及电泳系统的输送，属于涂装机械化输送领域。

背景技术

目前，国内大规模的汽车涂装线的前处理、电泳生产线采用的机械化输送设备概括起来主要有以下几种方式：自行小车、积放式悬挂输送机、摆杆输送机等主要设备，他们具有投资小、制造简单、维护容易等特点，但是这些输送设备具有很多局限性：工件在槽内翻转的最大角度仅能达到45度，导致车身表面前处理及电泳的不均匀，满足不了车身愈来愈苛刻的质量要求；传统的输送设备由于角度的限制，为了满足工艺要求，导致设备室体长度的增加，从而增加设备的投资，由于设备室体长度的增加，相应的前处理电泳介质及后续的能源投入增加，造成能源的浪费，不利于节能环保；重要的是传统输送设备缺少智能性，无法满足由于汽车产量逐步提升而需要的复杂工艺要求。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供一种智能翻转输送机，可实现生产柔性化、智能化；可实现工件输送过程中任意位置停止及翻转、任意角度翻转入槽、槽内任意角度翻转出槽和槽内任意角度旋转。

本发明的目的是通过以下方案实现的，结合附图：

一种智能翻转输送机，包括输送系统、旋转系统、接电系统、控制系统；

所述输送系统包括行走驱动电机11、行走轨道、车体12；行走轨道包括位于室体内部的内侧行走轨道61和位于室体外部的外侧行走轨道60，车体12滑动连接在外侧行走轨道60上，行走驱动电机11为双电机，两台行走驱动电机 11中间通过车体12连接，车体12上方安装有车载控制器03；

所述旋转系统与所述输送系统垂直布置；所述旋转系统包括齿轮传动机构、旋转电机21、旋转轴25，翻转体39，旋转系统采用一级传动，齿轮传动机构连接在输送系统的车体12上部，旋转电机21通过齿轮传动机构驱动旋转轴25转动，旋转轴25一端通过轴承连接在输送系统的车体12上，另一端通过支撑走轮26滑动连接在所述内侧行走轨道61上；翻转体39固定在旋转轴25上，车身1通过连接架固定在翻转体39上，通过旋转系统实现车身1在竖直平面内的任意角度旋转；

接电系统包括输送机取电装置、旋转送电装置和工件接电装置，旋转接电装置装配在旋转系统内部，工件接电装置装配在翻转体39上，输送机接电装置装配在输送系统的行走轨道外。

进一步地，所述车体12前后两端均设有走轮箱，行走驱动电机11安装在走轮箱上，走轮箱内设有行走轮14，行走轮14两侧安装有导向轮15，导向轮 15在外侧行走轨道60上下翼缘两侧滑行。

进一步地，所述车体12两端分别安装有一个缓冲装置13。

进一步地，所述旋转系统的齿轮传动机构由主动齿轮23、从动齿轮24构成，所述旋转电机21的输出轴连接主动齿轮23，被动齿轮24通过胀套与旋转轴25 相连。

进一步地，所述翻转体39上设有相互配合的滑橇托块27和滑橇锁紧钩28，用于在旋转时锁紧车身1。

进一步地，所述旋转送电装置安装在旋转系统的翻转体39内部；旋转送电装置包括电缆支撑支架71、导电电缆72、送电装置73、绝缘套74、限位板75、弹簧板76、触点防护套77、送电触点78；导电电缆72经旋转轴25内部至翻转体39上穿出，与电缆支撑支架71连接，并接入到送电装置73中，导电电缆72 同翻转体39一同进行旋转，绝缘套74下部通过螺栓固定在翻转体39上，限位板75固定在绝缘套74上部；触点防护套77、送电触点78与弹簧板76一体固定在限位板75上。

本发明的有益效果是：

(1)缩短设备室体的长度，节省车间有效面积，降低设备的投资；

(2)电泳漆节省较多，有利于节能环保，节省运行费用；

(3)通过旋转系统的旋转可实现工件的任意角度出槽和入槽，车身内残留物较少，车身腔体泳漆完全；工件在槽内的任意角度翻转；通过旋转机构的一级传动带动工件在槽体内可以实现0°～360°的任意角度旋转，实现柔性的工艺性能，提高车身的表面质量；

(4)没有气泡产生的缺陷，极大的提高了车身的产品质量；

(5)输送设备在槽体两侧运行，对槽内没有污染，车组独立运行和控制，维修方便可靠；

(6)采用先进的控制技术，大大提高了输送设备的智能性；

附图说明

图1为本发明用于车身在电泳室体内的部分视图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为车身在电泳室体内45°时的状态；

图5为车身在电泳室体内90°时的状态；

图6为车身在电泳室体内180°时的状态；

图7为输送系统的主要结构示意图；

图8为输送系统及旋转系统的主要结构示意图；

图9为输送系统及旋转系统的主要结构示意图；

图10为旋转系统、接电装置的主视图；

图11(a)为输送机接电装置的剖视图；

图11(b)为图11(a)的局部俯视剖视图；

图12为控制系统通讯方式示意图。

具体实施方式

实施例一

该实施例主要用于涂装车间的电泳阶段。

图1表达的是汽车车身在前处理电泳系统中的电泳室体内进行电泳的一种特殊例子。电泳涂装是一种特殊的涂膜形成方法，根据被涂物的极性和电泳涂料的种类，电泳可分为：阳极电泳和阴极电泳。电泳用水溶性树脂是一种高酸值的羧酸盐，在水中溶解后以分子和离子平衡状态存在于直流电场中，通电后，由于两极的电位差，离子定向移动，阴离子沉积在阳极表面，而阳离子在阴极表面获得电子还原成胺，它是一个电化学反应，包括电泳、电沉积、电渗、电解四个同时进行的过程。

参阅图1至图7，本发明提供的智能翻转输送机主要由输送系统、旋转系统、接电系统、控制系统等部件组成，车身1通过智能翻转输送机运送至水洗、脱脂、表调、磷化、电泳等各个室体工位，进行相应的工艺过程。旋转系统与输送系统垂直布置，旋转系统一端连接在输送系统的车体12上部，另一端通过支撑走轮26在室体内侧行走轨道61上运行；旋转系统包括齿轮传动机构、旋转电机21、旋转轴25、翻转体39等；齿轮传动机构连接在输送系统的车体12上部，旋转电机21通过齿轮传动机构驱动旋转轴25转动；翻转体39固定在旋转轴25上，车身1固定在翻转体39上，通过旋转系统实现车身1在竖直平面内的自由旋转；接电系统包括输送机取电装置、旋转送电装置和工件接电装置，旋转接电装置装配在旋转系统内部，工件接电装置装配在翻转体39上，输送机接电装置装配在输送系统的室体内侧行走轨道61外。

参阅图1及图8，输送系统主要由行走驱动电机11、行走轨道、车体12、缓冲装置13等组成。行走轨道包括位于室体内部的内侧行走轨道61和位于室体外部的外侧行走轨道60，车体12滑动连接在外侧行走轨道60上，车体12两端设有走轮箱，前后走轮箱分别安装有一个缓冲装置13，驱动电机11安装在车体12的走轮箱上。

每个输送系统采用双驱动，由两台行走驱动电机11驱动，一用一备，用一个变频器控制并切换，当电机故障时，系统发出故障信号。

行走轨道包括位于室体内部的内侧行走轨道61和位于室体外部的外侧行走轨道60，车组及输送系统大部分载荷作用于外侧行走轨道60上面，内侧行走轨道61所承受的载荷相对较小，该侧采取一个支撑点的形式，同时也是支撑走轮 26；外侧行走轨道60通过C形钩63与基架连接。

车体12前后的走轮箱中设有行走轮14，行走轮14和行走驱动电机11的输出轴通过胀套连接，方便安装及拆卸；为了降低行走的噪音，在行走轮14外表面浇注有高强度、耐磨性好的聚氨酯材料。外侧行走轨道60采用高强度铝合金轨道；为了保证行走的稳定性，在行走轮14两侧装有导向轮15，导向轮15在行走轨道上下翼缘两侧滑行，导向轮15和外侧行走轨道60的间隙大小可以调整。

车体12具有一定的抗弯、抗扭强度，车体12上方装有独立的车载控制器 03，保证每个运输车可以独立的进行行走、加速、减速、停止、旋转等动作控制；车体12的行走供电及信号传递采用滑触线04供电，滑触线安装在外侧行走轨道60上面，位置控制采用磁条码，系统定位长度可达1000米，定位精度可达±1毫米。

采用两种输送速度，一种是在室体内行走的工艺速度，一种是在室体外快速行走的输送速度。具体的结构形式可从图1至图3中清晰的看出。

参阅图1至图10，旋转系统包括齿轮传动机构、旋转电机21、旋转轴25，翻转体39，旋转系统采用一级传动，翻转体39上设有用于连接车身1的车身连接架；通过所述旋转系统实现车身在竖直平面内的任意角度旋转。

旋转系统的齿轮传动机构由主动齿轮23、从动齿轮24构成，旋转电机21 的输出轴连接主动齿轮23，从动齿轮24通过胀套与旋转轴25同轴连接，保证安装的可靠性及方便性；旋转轴25一端安装在车体12上的带座轴承中，可实现旋转运动，为了保证安装的精度及安装的可操作性，带座轴承座采用分体式轴承座；旋转轴另一端设有支撑走轮26，支撑走轮26在室体内侧行走轨道61 上运行，支撑走轮26内有轴承支撑旋转轴25，轴承两侧设有带密封圈的端盖。

旋转系统是通过车载控制器03进行控制，每个运输车均可独立的进行控制，并能实现车身的任意位置、任意角度的翻转控制。

翻转体39与旋转轴25固定连接，通过旋转轴25带动翻转体39旋转。翻转体39通过互相配合的滑橇托块27和滑橇锁紧钩28将车身1固定，确保旋转时车身1不脱落。

翻转体39与旋转轴25连接用于前处理室体结构与用于电泳室体结构略有不同，两者区别在于是否设有绝缘板。

参阅图9至图12，接电系统包括输送机取电装置、旋转送电装置、工件接电装置。旋转送电装置通过弹簧板、触点防护套和送电触点，解决了水下送电及接电密封的问题，工件接电装置通过压紧到弹簧上，避免了橇体导电接触不良的缺点，输送机接电分为输送机接电及接地两种方式，由于该接电装置具有可调节功能，从而保证接电及接地的稳定性及可靠性。

旋转送电装置安装在旋转系统的翻转体39内部；包括电缆支撑支架71、导电电缆72、送电装置73、绝缘套74、限位板75、弹簧板76、触点防护套77、送电触点78；导电电缆72经旋转轴25内部至翻转体39上穿出，与电缆支撑支架71连接，并接入到送电装置73中，导电电缆72同翻转体39一同进行旋转；绝缘套74下部通过螺栓固定在翻转体39上，限位板75固定在绝缘套74上部；触点防护套77、送电触点78与弹簧板76一体固定在限位板75上，弹簧板76可保证取电棒与送电触点良好接触。

工件接电装置由支架79、取电棒80构成，取电棒80插入到触点防护套77 中，并与送电触点78良好接触，将电流传递到安装在翻转体39的工件上。

输送机取电装置分布在输送系统的两侧行走轨道上，包括连接盘91、十字连接板92、护套93、接电单体，接电单体通过连接盘91与十字连接板92连接，十字连接板92与输送系统输送轨道连接，护套93罩在接电单体外部并与连接盘91连接。

接电单体包括连接块94、导电杆95、导电电刷96、护罩97、弹簧98、调整套99、防护罩900、限位板901等部件。接电铜排903通过开关控制，负责对整个电泳进行供电，供电形式按低压、高低压过渡及高压三部分供电形式进行供电。由接电铜排提供的电流导入到下面四组导电电刷96中，并通过电缆902 传递到旋转送电装置处，导电电刷96安装有导向杆95，导向杆和调整套99通过螺纹相连，调整套99的端部安装有防护罩900，可调整导向杆和接电铜排的间隙，右侧端部通过限位板901及轴端挡圈进行限位，并通过弹簧98对护罩97 产生一个压紧力，使导电电刷和接电铜排始终接触，从而保证了输送机接电的稳定性及平稳性。

十字连接板由导电性能良好的QCr0.5材质加工而成，为了保证接电装置良好的绝缘性，连接盘采用绝缘性好、强度高的聚四氟乙烯非金属材料加工而成。加装护套93对接电装置进行防护，护套和连接盘通过螺栓连接在一起，护套和防护罩900也采用绝缘性好、强度高的聚四氟乙烯非金属材料加工而成。具体见图11。

每个输送机接电装置包括6个矩阵分布的接电单体，输送机接电装置分为输送机接电及接地两种方式，输送机接电通过下面四个接电单体完成，输送机接地通过上面两组接电单体完成。接电铜排903负责对输送机进行接电，接地铜排904负责输送机接地保护。具体见图11。输送机接地的结构和输送机接电的结构类似，主要区别在于接电单体的数量不一样，其中输送机接电为4组接电单体，而输送机接地则为2组接电单体。

控制系统说明：

控制系统由上位调度PLC、调度控制器SC、车载控制器构成，通讯采用先进的波导通讯方式。具体见图12。

调度控制器SC基于工业PC技术，运行于强大的WINCE嵌入式系统。负责所有的移动设备的管理、分段管理、外围PLC接口等控制。同时SC还有和 MOVIVISION软件调度平台的数据交换，MOVIVISION是配置、监控、诊断的平台，是人机信息交互的接口。

上位调度PLC采用MOVIPLC POWER控制器，可以实现和所有移动的设备的MOVIPLC实时的安全通讯。急停处理机制可以通过静止的MOVIPLC实现对不同的安全区域的车辆的安全停止。

上位MOVIPLC POWER功能：

选择操作模式

切换翻转轴的运动方向

指定设备的目标位置

通讯系统是系统的核心基础之一。采用了波导通讯技术；抗干扰能力强，电磁波完全被屏蔽在波导通道内；信号质量非常高，稳定，震荡小；信号衰减特别弱等特点。

车载控制器采用2台Movipro控制器，一台负责水平行走，一台负责翻转。 Movipro控制器是专门针对输送系统模块化开发设计的车载控制器，负责完成车体的所有控制功能。

输送机车组在软件调度平台MOVIVISION控制系统中具有固定的长度，该长度对应车身在水平状态时的最大长度。同时系统提供了对翻转轴的灵活控制，控制基于车载MOVIPLC来完成，翻转轴的运动和行走X轴具有曲线的约束关系。

操作模式：

点动单轴

点动方式

自动方式

自动方式：MOVIVISION发送运行速度到输送机。根据输送机的X轴位置， MOVIPLC设定车身的翻转位置。数值计算基于一个位置曲线基础表格。如果到达一个站台，MOVIPLC调用一个静态运动的子程序，然后输送机从 MOVIVISION得到下一个运行命令。

MOVIVISION软件诊断功能

-翻转轴的操作模式

-每个轴的实际位置、速度

-输送机的实际位置

-输入/出的状态

软件功能简要介绍：

MOVIVISION参数化配置

基于MOVI-PLC的工艺要求软件开发以及逻辑控制

-创建必要的曲线-曲线基于文本格式的表格

-曲线形状的可视化编辑,通过文本格式编辑器修改

-静态动作的IEC子程序软件开发

-完全的工艺流程控制

I/O测试

STO由上位PLC处理

安全技术：

急停情况下，Movipro控制器电源不会被切断。Movipro控制器的安全停止端子STO连接到滑触线，通过切断STO的连接从而实现安全停止。

实施例二

该实施例主要用于涂装车间的前处理阶段。

前处理和电泳不同，工件不需要电泳接电，输送机旋转支撑轮处没有接电装置。

同理，在工件的旋转部分，也取消了接电装置。

Claims (4)

1.一种智能翻转输送机，其特征在于，包括输送系统、旋转系统、接电系统、控制系统；

所述输送系统包括行走驱动电机(11)、行走轨道、车体(12)；行走轨道包括位于室体内部的内侧行走轨道(61)和位于室体外部的外侧行走轨道(60)，车体(12)滑动连接在外侧行走轨道(60)上，行走驱动电机(11)为双电机，两台行走驱动电机(11)中间通过车体(12)连接，车体(12)上方安装有车载控制器(03)；

所述旋转系统与所述输送系统垂直布置；所述旋转系统包括齿轮传动机构、旋转电机(21)、旋转轴(25)、翻转体(39)，旋转系统采用一级传动，齿轮传动机构连接在输送系统的车体(12)上部，旋转电机(21)通过齿轮传动机构驱动旋转轴(25)转动，旋转轴(25)一端通过轴承连接在输送系统的车体(12)上，另一端通过支撑走轮(26)滑动连接在所述内侧行走轨道(61)上；翻转体(39)固定在旋转轴(25)上，车身(1)通过连接架固定在翻转体(39)上，通过旋转系统实现车身(1)在竖直平面内的任意角度旋转；

接电系统包括输送机取电装置、旋转送电装置和工件接电装置，旋转接电装置装配在旋转系统内部，工件接电装置装配在翻转体(39)上，输送机接电装置装配在输送系统的行走轨道外；

所述翻转体(39)上设有相互配合的滑橇托块(27)和滑橇锁紧钩(28)，用于在旋转时锁紧车身(1)；

所述旋转送电装置安装在旋转系统的翻转体(39)内部；旋转送电装置包括电缆支撑支架(71)、导电电缆(72)、送电装置(73)、绝缘套(74)、限位板(75)、弹簧板(76)、触点防护套(77)、送电触点(78)；导电电缆(72)经旋转轴(25)内部至翻转体(39)上穿出，与电缆支撑支架(71)连接，并接入到送电装置(73)中，导电电缆(72)同翻转体(39)一同进行旋转，绝缘套(74)下部通过螺栓固定在翻转体(39)上，限位板(75)固定在绝缘套(74)上部；触点防护套(77)、送电触点(78)与弹簧板(76)一体固定在限位板(75)上；

工件接电装置由支架(79)、取电棒(80)构成，取电棒(80)插入到触点防护套(77)中，并与送电触点(78)良好接触，将电流传递到安装在翻转体(39)的工件上；

输送机取电装置分布在输送系统的两侧行走轨道上，包括连接盘(91)、十字连接板(92)、护套(93)、接电单体，接电单体通过连接盘(91)与十字连接板(92)连接，十字连接板(92)与输送系统输送轨道连接，护套(93)罩在接电单体外部并与连接盘(91)连接。

2.如权利要求1所述的一种智能翻转输送机，其特征在于，所述车体(12)前后两端均设有走轮箱，行走驱动电机(11)安装在走轮箱上，走轮箱内设有行走轮(14)，行走轮(14)两侧安装有导向轮(15)，导向轮(15)在外侧行走轨道(60)上下翼缘两侧滑行。

3.如权利要求1所述的一种智能翻转输送机，其特征在于，所述车体(12)两端分别安装有一个缓冲装置(13)。

4.如权利要求1所述的一种智能翻转输送机，其特征在于，所述旋转系统的齿轮传动机构由主动齿轮(23)、从动齿轮(24)构成，所述旋转电机(21)的输出轴连接主动齿轮(23)，从动齿轮(24)通过胀套与旋转轴(25)相连。