CN111633423A - 一种适用于多工位大型自动化生产线的输送方法及线体输送载体 - Google Patents

一种适用于多工位大型自动化生产线的输送方法及线体输送载体 Download PDF

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CN111633423A CN202010539232.XA CN202010539232A CN111633423A CN 111633423 A CN111633423 A CN 111633423A CN 202010539232 A CN202010539232 A CN 202010539232A CN 111633423 A CN111633423 A CN 111633423A
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宾兴
王金军
黄宗运
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Abstract

本发明公开了一种适用于多工位大型自动化生产线的输送方法及线体输送载体,执行部件包括输送载体和输送平台,输送平台设置于输送载体上,并经输送载体驱动而X轴方向直线运动;输送载体包括直线滑轨、皮带传送机构及顶升阻挡定位机构,输送平台可滑动地连接于直线滑轨上,经直线滑轨导向并限位YZ轴方向,并经皮带传送机构提供X轴方向的驱动力,且经顶升阻挡定位机构顶升而脱离皮带后,联动地阻挡及精定位,包括以下步骤:S1、执行部件装配;S2、传送;S3、联动地顶升、阻挡及定位。本发明实现了对待加工件的自动单轨直线传送以及传送过程中的自动同步抬升定位,具有输送高速平稳,高定位精度,低成本,阻挡定位时间短等优点。

Description

一种适用于多工位大型自动化生产线的输送方法及线体输送 载体
技术领域
本发明涉及自动化领域,特别指一种适用于多工位大型自动化生产线的输送方法及线体输送载体。
背景技术
非标自动化就是指根据客户需求定制的非标准类的自动化设备。属于自动化领域,功能是按企业用户工艺要求而量身设计、定制的自动化机械设备,其操作方便、灵活不单一,功能可按用户的要求而添加,可更改余地大。常用于工业、电子、医疗、卫生以及航空航天等领域。非标自动化市场将快速增长,自动化产品运用深度持续增加。在非标自动化领域,我国目前的现状与发达国家相比国内整体水平上有10—20年的差距。新型非标自动化设备往往是机电一体化的设备,需要充分利用信息技术的最新成果。非标自动化的最终发展道路是转型成为标准自动化设备,在具体的细分领域,针对产品生产、制造、组装等的自动化改造问题往往会有多种不同的非标自动化设计方案,这些设计方案经过验证调试后大多数都能够解决生产制造的自动化问题。这样的现状导致行业内无法达成统一通用的自动化标准方案。非标自动化组装生产线是最常见,且应用市场最广泛的一种自动化载体,在多个领域均可应用。如电子领域的各类产品的组装、医疗领域各类医疗产品的组装等。对于非标自动化组装线体,其组装动作在大概念上可以进行概括归集,如待组装物料的传输、送料、定位。如果能够通过将这些通用性的组装动作进行标准模块化设计,形成一种可灵活地适用于各行业领域自动化组装生产的标准拉体,将极大地提升设备设备通用性,对于整个非标自动化行业的技术水平将具有颠覆性的提升和改善。在拉体开发阶段将有效地提升线体的设计、降低开发成本,缩短研发周期。在拉体组装及调试阶段将极大地提升组装调试效率,缩短出货周期,降低组装调试成本。在拉体实际组装产品过程中,将实现模块灵活快速地更换拆装,提高转线效率,且将提升后续设备保养维护效率,降低设备保养维护成本。
拉体的标准化设计过程中,最核心的部分为作为传送的基础载体的设计,基础载体的完成将实现对传送方式选择确认、传送定位方式的确认等。传统的拉体的工件传送方式包括两种:一、皮带传送,即以皮带作为传送载体将放置于其上的工件传送至加工工位处,该种传送方式存在以下缺陷:1、皮带传送稳定性差,传送过程中极易出现工件的位置偏移,影响后续的加工;2、传送精度低,无法满足高传送精度要求;3、磨损大,皮带传送工件时,由于皮带一直保持连续运动,当工件运动到加工工作时,定位静止后的传送座与运动中的皮带之间产生磨损;4、传送到位后需要通过外部辅助的阻挡机构和定位机构进行阻挡定位,而阻挡机构和定位机构进行阻挡和定位两个动作需要消耗时间,使得传送时间长,且整个传送阻挡定位不连贯。二、直线导轨+直线电机传送方式,该种方式采用直线电机配合直线导轨的方式进行工件传送,相比于皮带能实现高速、平稳、高定位精度的传送,但是存在高成本的缺陷,且同样的还需要通过外部辅助的阻挡机构和定位机构进行阻挡定位,而阻挡机构和定位机构进行阻挡和定位两个动作需要消耗时间,使得传送时间长,且整个传送阻挡定位不连贯。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种集成皮带与直线导轨,独创性地将皮带水平张紧于直线导轨下方,输送平台经直线导轨导向限位的同时经皮带支撑,有效地将皮带传送及直线导轨的优点进行了结合,具备输送高速、平稳、高定位精度及低成本的优点且独创性地实现顶升、阻挡及定位联动,保证了动作连贯性,极大地缩减阻挡定位时间消耗的适用于多工位大型自动化生产线的输送方法及线体输送载体。
本发明采用的技术方案如下:一种适用于多工位大型自动化生产线的输送方法,执行部件包括输送载体和输送平台,输送平台设置于输送载体上,并经输送载体驱动而X轴方向直线运动;输送载体包括直线滑轨、皮带传送机构及顶升阻挡定位机构,输送平台可滑动地连接于直线滑轨上,经直线滑轨导向并限位YZ轴方向,并经皮带传送机构提供X轴方向的驱动力,且经顶升阻挡定位机构顶升而脱离皮带后,联动地阻挡及精定位,包括以下步骤:
S1、执行部件装配:将输送平台放置于输送载体上,输送平台可滑动地嵌设在输送载体的直线滑轨上;
S2、传送:步骤S1中的输送平台经直线滑轨导向并限位YZ轴方向的同时其底部贴紧输送载体皮带传送机构的皮带,经皮带支撑,皮带带动输送平台沿直线导轨直线传送至加工工位处;
S3、联动地顶升、阻挡及定位:步骤S2中的输送平台运动至加工工位处后,输送载体的顶升阻挡定位机构通过向上顶升阻挡输送平台,使其向上脱离传动中的皮带,且联动地将输送平台进行阻挡及精定位,以便输送平台上承载的工件在加工工位处进行加工。
一种适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,包括载体支座、直线滑轨、皮带传送机构及顶升阻挡定位机构,其中,上述载体支座沿X轴方向设置在拉体的支板上;上述直线滑轨设置在载体支座的顶部;上述皮带传送机构设置于载体支座的侧部,且在载体支座一侧形成沿X轴方向设置的水平传送面,输送平台经水平传送面支撑,并经水平传送面带动而向前传送;上述顶升阻挡定位机构设置在载体支座的侧部,输送平台移动至加工工位处后,顶升阻挡定位机构抬升输送平台时使其脱离水平传送面,并定位输送平台。
优选地,所述的皮带传送机构包括传送电机及传送带,其中,上述传送电机设置在载体支座的一侧,传送带设置在载体支座的另一侧,并经张紧轮张紧,传送带在载体支座另一侧且位于直线滑轨下方处形成水平传送面,且张紧传送带的传送轮与传送电机的输出端连接,传送电机通过传送轮驱动传送带运动,以便传输输送平台。
优选地,所述的顶升阻挡定位机构包括顶升气缸、顶升连接块、顶升块、弹性座及缓冲弹簧,其中,上述顶升气缸竖直设置在载体支座的另一侧竖直间隔与载体支座设置的支座上;上述顶升连接块连接于顶升气缸下部的输出端上;上述顶升块连接在顶升连接块上,并与支座侧壁可滑动地连接。
优选地,所述的弹性座可滑动地连接在支座的侧壁上,且底部通过缓冲弹簧与顶升块连接,顶升块经顶升气缸驱动而上升,将输送平台向上顶起脱离皮带,且顶升块同步地带动弹性座向上运动。
优选地,所述的弹性座的顶部包括过渡斜面部及卡槽,过渡斜面部及卡槽沿输送平台运动方向间隔设置,输送平台被顶升后因惯性向前直线滑动,依次经过渡斜面部滑入卡槽内,经卡槽阻挡定位。
优选地,所述的输送平台包括平台底座、抬升轮、旋转拨块、支台及定位轮,其中,上述平台底座可滑动地嵌设在直线滑轨上;上述支台设置于平台底座上方,并通过侧部的旋转拨块与平台底座连接;上述抬升轮设置在平台底座的一侧,顶升块向上抵住抬升轮以顶升平台底座,使平台底座脱离皮带。
优选地,所述的定位轮设置于平台底座的一侧,顶升块带动弹性座同步上升,使定位轮依次沿过渡斜面部滑入卡槽内,以便阻挡定位。
本发明的有益效果在于:
本发明针对现有技术存在的缺陷和不足自主研发设计了一种集成皮带与直线导轨,独创性地将皮带水平张紧于直线导轨下方,输送平台经直线导轨导向限位的同时经皮带支撑,有效地将皮带传送及直线导轨的优点进行了结合,具备输送高速、平稳、高定位精度及低成本的优点且独创性地实现顶升、阻挡及定位联动,保证了动作连贯性,极大地缩减阻挡定位时间消耗的适用于多工位大型自动化生产线的输送方法及线体输送载体。本发明要解决的主要技术问题为自动化组装线体中针对待加工件的自动传输、送料及定位问题需要选择一种标准化的载体结构,首先确定和选择待加工件的传送方式,其次解决在传送过程中的抬升、阻挡定位方式等核心技术问题。本发明涉及的输送载体与输送平台相互配合,输送平台为可滑动结构,其上放置有待加工工件,输送平台可滑动地设置在输送载体上,输送载体提供动力驱动输送平台沿输送载体直线运动,并当输送平台运动至加工工位后,对输送平台抬升定位,以便进行组装加工。输送载体的作用在于提供单轨直线滑轨,输送平台沿直线滑轨自由滑动,经输送载体的传送带向前直线传送;当传送至加工工位处时,输送载体的顶升阻挡定位机构向上顶起输送平台,使得输送平台脱离传送带,顶升的同时同步拨动弹性座,使弹性座向上旋转嵌入输送平台内,实现对输送平台的定位;通过顶升阻挡定位机构的一个向上的驱动力同时实现了对输送平台的向上抬升,避免了输送平台与不断运动中的传送带定位时产生的摩擦力;同时通过对弹性座的旋转拨动,实现了对输送平台的定位;有效地简化了驱动结构,保证了驱动同步性及稳定性。
本发明将直线导轨、皮带传送及独创性设计的顶升阻挡定位机构结合于一体,保留了皮带传送成本低的特点,同时通过直线导轨作为传送导向部件,将工件的传送方向进行YZ轴方向限位,有效地解决了皮带传送过程中稳定性差的问题,同时提供定位基准有效地保证了传送过程中的定位误差问题,提高了X轴、Y轴及Z轴方向的传送精度,将X轴及Y轴方向的传送精度提升至0.5mm,将Z轴方向的传送精度提高至0.02mm,打破了现有自动化拉体精度的最高精度限制,提升了行业技术水平。另外,本发明独创性地设计的顶升阻挡定位机构,通过一个动作联动地实现了顶升、阻挡、定位功能,有效地保证了动作的连贯性,缩短了动作时间,实现了高速传送,传送速度可达到0.2s/米;同时,通过顶升阻挡定位机构将输送平台悬空顶升使得输送平台脱离皮带,避免了定位及工件加工过程中输送平台与运动中的皮带之间的摩擦,减少了磨损。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图之一。
图2为本发明的立体结构示意图之二。
图3为本发明的立体结构示意图之三。
图4为本发明的立体结构示意图之四。
图5为本发明输送载体的立体结构示意图之一。
图6为本发明输送载体的立体结构示意图之二。
图7为本发明输送载体的立体结构示意图之三。
图8为本发明输送平台的立体结构示意图之一。
图9为本发明输送平台的立体结构示意图之二。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步描述:
如图1至图9所示,本发明采取的技术方案如下:一种适用于多工位大型自动化生产线的输送方法,执行部件包括输送载体和输送平台,输送平台设置于输送载体上,并经输送载体驱动而X轴方向直线运动;输送载体包括直线滑轨、皮带传送机构及顶升阻挡定位机构,输送平台可滑动地连接于直线滑轨上,经直线滑轨导向并限位YZ轴方向,并经皮带传送机构提供X轴方向的驱动力,且经顶升阻挡定位机构顶升而脱离皮带后,联动地阻挡及精定位,包括以下步骤:
S1、执行部件装配:将输送平台放置于输送载体上,输送平台可滑动地嵌设在输送载体的直线滑轨上;
S2、传送:步骤S1中的输送平台经直线滑轨导向并限位YZ轴方向的同时其底部贴紧输送载体皮带传送机构的皮带,经皮带支撑,皮带带动输送平台沿直线导轨直线传送至加工工位处;
S3、联动地顶升、阻挡及定位:步骤S2中的输送平台运动至加工工位处后,输送载体的顶升阻挡定位机构通过向上顶升阻挡输送平台,使其向上脱离传动中的皮带,且联动地将输送平台进行阻挡及精定位,以便输送平台上承载的工件在加工工位处进行加工。
一种适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,包括载体支座23、直线滑轨24、皮带传送机构及顶升阻挡定位机构,其中,上述载体支座23沿X轴方向设置在拉体的支板上;上述直线滑轨24设置在载体支座23的顶部;上述皮带传送机构设置于载体支座23的侧部,且在载体支座23一侧形成沿X轴方向设置的水平传送面,输送平台经水平传送面支撑,并经水平传送面带动而向前传送;上述顶升阻挡定位机构设置在载体支座23的侧部,输送平台移动至加工工位处后,顶升阻挡定位机构抬升输送平台时使其脱离水平传送面,并定位输送平台。
皮带传送机构包括传送电机25及传送带26,其中,上述传送电机25设置在载体支座23的一侧,传送带26设置在载体支座23的另一侧,并经张紧轮张紧,传送带26在载体支座23另一侧且位于直线滑轨24下方处形成水平传送面,且张紧传送带26的传送轮与传送电机25的输出端连接,传送电机25通过传送轮驱动传送带26运动,以便传输输送平台。
顶升阻挡定位机构包括顶升气缸27、顶升连接块28、顶升块29、弹性座及缓冲弹簧212,其中,上述顶升气缸27竖直设置在载体支座23的另一侧竖直间隔与载体支座23设置的支座上;上述顶升连接块28连接于顶升气缸27下部的输出端上;上述顶升块211连接在顶升连接块28上,并与支座侧壁可滑动地连接。
弹性座可滑动地连接在支座的侧壁上,且底部通过缓冲弹簧212与顶升块29连接,顶升块29经顶升气缸27驱动而上升,将输送平台向上顶起脱离皮带,且顶升块29同步地带动弹性座向上运动。
弹性座的顶部包括过渡斜面部210及卡槽211,过渡斜面部210及卡槽211沿输送平台运动方向间隔设置,输送平台被顶升后因惯性向前直线滑动,依次经过渡斜面部210滑入卡槽211内,经卡槽211阻挡定位。
输送平台包括平台底座213、抬升轮214、旋转拨块215、支台216及定位轮217,其中,上述平台底座213可滑动地嵌设在直线滑轨24上;上述支台214设置于平台底座213上方,并通过侧部的旋转拨块215与平台底座213连接;上述抬升轮214设置在平台底座213的一侧,顶升块211向上抵住抬升轮214以顶升平台底座213,使平台底座213脱离皮带。
定位轮217设置于平台底座213的一侧,顶升块211带动弹性座同步上升,使定位轮217依次沿过渡斜面部210滑入卡槽211内,以便阻挡定位。
进一步,本发明设计了一种集成皮带与直线导轨,独创性地将皮带水平张紧于直线导轨下方,输送平台经直线导轨导向限位的同时经皮带支撑,有效地将皮带传送及直线导轨的优点进行了结合,具备输送高速、平稳、高定位精度及低成本的优点且独创性地实现顶升、阻挡及定位联动,保证了动作连贯性,极大地缩减阻挡定位时间消耗的适用于多工位大型自动化生产线的输送方法及线体输送载体。本发明要解决的主要技术问题为自动化组装线体中针对待加工件的自动传输、送料及定位问题需要选择一种标准化的载体结构,首先确定和选择待加工件的传送方式,其次解决在传送过程中的抬升、阻挡定位方式等核心技术问题。本发明涉及的输送载体与输送平台相互配合,输送平台为可滑动结构,其上放置有待加工工件,输送平台可滑动地设置在输送载体上,输送载体提供动力驱动输送平台沿输送载体直线运动,并当输送平台运动至加工工位后,对输送平台抬升定位,以便进行组装加工。输送载体的作用在于提供单轨直线滑轨,输送平台沿直线滑轨自由滑动,经输送载体的传送带向前直线传送;当传送至加工工位处时,输送载体的顶升阻挡定位机构向上顶起输送平台,使得输送平台脱离传送带,顶升的同时同步拨动弹性座,使弹性座向上旋转嵌入输送平台内,实现对输送平台的定位;通过顶升阻挡定位机构的一个向上的驱动力同时实现了对输送平台的向上抬升,避免了输送平台与不断运动中的传送带定位时产生的摩擦力;同时通过对弹性座的旋转拨动,实现了对输送平台的定位;有效地简化了驱动结构,保证了驱动同步性及稳定性。本发明将直线导轨、皮带传送及独创性设计的顶升阻挡定位机构结合于一体,保留了皮带传送成本低的特点,同时通过直线导轨作为传送导向部件,将工件的传送方向进行YZ轴方向限位,有效地解决了皮带传送过程中稳定性差的问题,同时提供定位基准有效地保证了传送过程中的定位误差问题,提高了X轴、Y轴及Z轴方向的传送精度,将X轴及Y轴方向的传送精度提升至0.5mm,将Z轴方向的传送精度提高至0.02mm,打破了现有自动化拉体精度的最高精度限制,提升了行业技术水平。另外,本发明独创性地设计的顶升阻挡定位机构,通过一个动作联动地实现了顶升、阻挡、定位功能,有效地保证了动作的连贯性,缩短了动作时间,实现了高速传送,传送速度可达到0.2s/米;同时,通过顶升阻挡定位机构将输送平台悬空顶升使得输送平台脱离皮带,避免了定位及工件加工过程中输送平台与运动中的皮带之间的摩擦,减少了磨损。
本发明的实施例只是介绍其具体实施方式,不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改,故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰,均属于本发明专利权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种适用于多工位大型自动化生产线的输送方法,其特征在于:执行部件包括输送载体和输送平台,输送平台设置于输送载体上,并经输送载体驱动而X轴方向直线运动;输送载体包括直线滑轨、皮带传送机构及顶升阻挡定位机构,输送平台可滑动地连接于直线滑轨上,经直线滑轨导向并限位YZ轴方向,并经皮带传送机构提供X轴方向的驱动力,且经顶升阻挡定位机构顶升而脱离皮带后,联动地阻挡及精定位,包括以下步骤:
S1、执行部件装配:将输送平台放置于输送载体上,输送平台可滑动地嵌设在输送载体的直线滑轨上;
S2、传送:步骤S1中的输送平台经直线滑轨导向并限位YZ轴方向的同时其底部贴紧输送载体皮带传送机构的皮带,经皮带支撑,皮带带动输送平台沿直线导轨直线传送至加工工位处;
S3、联动地顶升、阻挡及定位:步骤S2中的输送平台运动至加工工位处后,输送载体的顶升阻挡定位机构通过向上顶升阻挡输送平台,使其向上脱离传动中的皮带,且联动地将输送平台进行阻挡及精定位,以便输送平台上承载的工件在加工工位处进行加工。
2.一种如权利要求1所述的适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,其特征在于:包括载体支座(23)、直线滑轨(24)、皮带传送机构及顶升阻挡定位机构,其中,上述载体支座(23)沿X轴方向设置在拉体的支板上;上述直线滑轨(24)设置在载体支座(23)的顶部;上述皮带传送机构设置于载体支座(23)的侧部,且在载体支座(23)一侧形成沿X轴方向设置的水平传送面,输送平台经水平传送面支撑,并经水平传送面带动而向前传送;上述顶升阻挡定位机构设置在载体支座(23)的侧部,输送平台移动至加工工位处后,顶升阻挡定位机构抬升输送平台时使其脱离水平传送面,并定位输送平台。
3.根据权利要求2所述的一种适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,其特征在于:所述的皮带传送机构包括传送电机(25)及传送带(26),其中,上述传送电机(25)设置在载体支座(23)的一侧,传送带(26)设置在载体支座(23)的另一侧,并经张紧轮张紧,传送带(26)在载体支座(23)另一侧且位于直线滑轨(24)下方处形成水平传送面,且张紧传送带(26)的传送轮与传送电机(25)的输出端连接,传送电机(25)通过传送轮驱动传送带(26)运动,以便传输输送平台。
4.根据权利要求3所述的一种适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,其特征在于:所述的顶升阻挡定位机构包括顶升气缸(27)、顶升连接块(28)、顶升块(29)、弹性座及缓冲弹簧(212),其中,上述顶升气缸(27)竖直设置在载体支座(23)的另一侧竖直间隔与载体支座(23)设置的支座上;上述顶升连接块(28)连接于顶升气缸(27)下部的输出端上;上述顶升块(211)连接在顶升连接块(28)上,并与支座侧壁可滑动地连接。
5.根据权利要求4所述的一种适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,其特征在于:所述的弹性座可滑动地连接在支座的侧壁上,且底部通过缓冲弹簧(212)与顶升块(29)连接,顶升块(29)经顶升气缸(27)驱动而上升,将输送平台向上顶起脱离皮带,且顶升块(29)同步地带动弹性座向上运动。
6.根据权利要求5所述的一种适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,其特征在于:所述的弹性座的顶部包括过渡斜面部(210)及卡槽(211),过渡斜面部(210)及卡槽(211)沿输送平台运动方向间隔设置,输送平台被顶升后因惯性向前直线滑动,依次经过渡斜面部(210)滑入卡槽(211)内,经卡槽(211)阻挡定位。
7.根据权利要求6所述的一种适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,其特征在于:所述的输送平台包括平台底座(213)、抬升轮(214)、旋转拨块(215)、支台(216)及定位轮(217),其中,上述平台底座(213)可滑动地嵌设在直线滑轨(24)上;上述支台(214)设置于平台底座(213)上方,并通过侧部的旋转拨块(215)与平台底座(213)连接;上述抬升轮(214)设置在平台底座(213)的一侧,顶升块(211)向上抵住抬升轮(214)以顶升平台底座(213),使平台底座(213)脱离皮带。
8.根据权利要求7所述的一种适用于多工位大型自动化生产线的线体输送载体,其特征在于:所述的定位轮(217)设置于平台底座(213)的一侧,顶升块(211)带动弹性座同步上升,使定位轮(217)依次沿过渡斜面部(210)滑入卡槽(211)内,以便阻挡定位。
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