CN114229369A - 一种用于柔性生产线的重载rgv小车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于柔性生产线的重载RGV小车系统，小车基体组件通过直线导轨和滑块连接在地轨上，通过电机驱动、齿轮齿条传动实现沿地轨方向行走；伸出组件通过直线导轨和滑块连接在小车基体上，通过电机驱动、齿轮齿条传动实现垂直地轨方向水平伸出，实现与机床工作台的搭接；链条传输组件通过固定在伸出组件上的电机、链轮链条传动实现链条上拖拽销的回转；托盘组件上部装有工装和工件，底部装有导向机构，托盘底部装有零点拉钉；机床工作台配置有零点定位单元、液压升降组件和升降导向限位组件；液压升降组件的液压缸同步运行实现托盘底部拉钉平稳从零点脱出或落入零点定位孔。本发明对于外形尺寸大、重量大的零件也能实现自动化上下料。

Description

一种用于柔性生产线的重载RGV小车系统

技术领域

本发明属于工业自动化加工制造领域，涉及一种用于柔性生产线上下料的重载RGV小车系统。

背景技术

随着智能制造的快速发展，自动化生产线被广泛的应用在生产制造及装配过程中，尤其是近年来针对多品种、小批量的柔性自动化生产线受到了众多企业的青睐。利用柔性自动线可以实现24小时不停产、可以兼容更多的产品、可以灵活的进行排产、加工信息追溯、进行信息统计等。

对于大多数外形尺寸较小、重量较轻的产品，其上下料方式一般都比较灵活，可以采用六轴机器人，RGV小车，桁架等方式上下料；但是对于外形尺寸大、重量大的零件，却极大的受限，一般的工业机器人负载在1吨左右，即使特定大负载的机器人，臂展也很难满足生产需要，导致很多产品规格大的企业想尝试自动化加工却无法实现。因此，研制一种大型、重载产品的自动化上下料系统，对于柔性生产线的推广具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种对于外形尺寸大、重量大的零件也能实现自动化上下料的用于柔性生产线的重载RGV小车系统。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种用于柔性生产线的重载RGV小车系统，包括小车基体组件、伸出组件、链条传输组件、托盘组件、液压升降组件、伸出导向限位组件、升降导向限位组件、零点定位单元、含缓冲器的端面限位组件、四根地轨、固定在地轨上的直线导轨Ⅰ、处于四根地轨中心周并与地轨平行设置的地轨齿条和相对地轨垂直设置的1个或多个机床工作台；

所述小车基体组件包括小车基体、电机与减速机一体机Ⅰ、多个滑块Ⅰ和齿轮Ⅰ；小车基体底面与各地轨相对应的位置前后各固定有滑块Ⅰ，滑块Ⅰ连接在直线导轨Ⅰ上；固定在小车基体侧壁上的一体机Ⅰ的输出轴上固定有与地轨齿条相啮合的齿轮Ⅰ；

所述伸出组件包括设置在小车基体上的伸出基板、固定在小车基体底面上端的电机与减速机一体机Ⅱ、滑块Ⅱ、齿轮Ⅱ、固定在伸出基板底面下端的与地轨垂直的齿条Ⅱ、与地轨垂直的直线导轨和滚轮轴承支承组件；直线导轨固定在小车基体底面上端对称突出的两底座上，固定在伸出基板底面下端的滑块Ⅱ连接在直线导轨上；固定在一体机Ⅱ输出轴上的齿轮Ⅱ与齿条Ⅱ相啮合；多个滚轮轴承支承组件的滚轮可滚动地固定在伸出基板的底面下端，可沿小车基体和搭接件的定位面上滑动；

所述链条传输组件包括电机与减速机一体机Ⅲ、链条、链轮Ⅰ、链轮Ⅱ、拖拽销、链条限位块；一体机Ⅲ固定在伸出基板底面下端，其输出轴上固定有位于伸出基板底面上端的链轮Ⅰ，基板底面上端两侧设置有铰接的链轮Ⅱ；链条与链轮Ⅰ和两个链轮Ⅱ相啮合；链条上固定有拖拽销，链条限位块固定在伸出基板底面上端，对链条起到支撑限位的作用；

所述托盘组件包括托盘基体；托盘基体上部装有工装和工件，底部装有多个拉钉、左、右导向条，底部两端各安装有内短、外长的内、外限位块，当伸出基板移位到机床工作台上时链条拖拽销限位在内、外限位块之间；

所述伸出导向限位组件包括左、右对称的多组导向条的内侧限位组件和左、右对称的多组托盘组件的支撑滚轮组件；所述内侧限位组件包括固定在伸出基板上端面的轴承支架、销轴Ⅰ和通过销轴Ⅰ固定在轴承支架侧面凹槽内的滚轮轴承Ⅰ，滚轮轴承Ⅰ对托盘组件上的左、右导向条的内侧进行限位；支撑滚轮组件包括固定在伸出基板上端面的支撑滚轮支架、销轴Ⅱ和通过销轴Ⅱ固定在支撑滚轮支架上端凹槽内的滚轮轴承Ⅱ，滚轮轴承Ⅱ与托盘组件的底面接触；

所述机床工作台上端左右安装有多组左右两排液压升降组件和多组左右两排升降导向限位组件，还均匀布置有多个零点定位单元，工作台上与轨道接近的一端还设置有左、右对称的两个搭接支撑和另一端的含缓冲器的端面限位组件；

所述液压升降组件包括升降液压缸、托举块、两个滚轮轴承支架Ⅰ、分布在升降液压缸两侧的两组导套和导柱、升降行程限位块、多个滚轮轴承Ⅲ、多个销轴Ⅲ；升降液压缸的缸体固定在工作台上，其活塞杆和托举块固定在一起；导套固定在工作台上，导柱固定在托举块的底部；托举块的上侧两端布置有两个滚轮轴承支架Ⅰ，多个滚轮轴承Ⅲ通过各销轴Ⅲ连接在滚轮轴承支架Ⅰ上；升降行程限位块限制托举块的最高位置，确保各处液压升降组件升起高度一致；升降液压缸通过控制电磁换向阀连接供液压系统，实现各升降液压缸的同步升降，使托盘组件底部拉钉平稳的从零点定位单元脱出或落入零点定位单元内；

所述升降导向限位组件包括滚轮轴承支架Ⅱ、滚轮轴承Ⅳ和销轴Ⅳ；滚轮轴承支架Ⅱ固定在工作台上，滚轮轴承Ⅳ通过销轴Ⅳ固定在滚轮轴承支架Ⅱ上；左、右两排的滚轮轴承Ⅳ分别与托盘组件底部的左、右导向条相配合，限制托盘组件的行走方向。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1.大型、中型工件的上下料不是通过单一设备实现的，而是通过系统内各机构之间的配合动作实现，确保单个机构的结构刚性和稳定性。2.左右导向及上下导向机构、配合链条机构的使用，降低了零件的精度要求，极大降低了加工难度。3.该重载RGV小车，车体本身结构伸出距离短，翻转力矩小，结构强度足够，可设计双工位。4.通过油缸升降组件配合缓冲器实现托盘组件的上升和下降，且底部拉钉平稳的从零点定位单元脱出或落入零点定位单元内，而不是通过RGV小车的伸出臂带动托盘直接落入零件，对RGV小车车体形成有效保护，延长使用寿命。5.小车移载托盘过程采用滚轮轴承限位和导向，降低加工难度，并提高了系统结构的可操作性。6.该小车系统是双向伸出结构，具有较大的操作性，机床和上下料操作位可灵活的布置在小车的两侧。

附图说明

图1为本发明的总体装配结构示意图；

图2为本发明中小车基体组件和伸出组件结构示意图；

图3为本发明中伸出组件和链条传输组件结构示意图；

图4为本发明中沿轨道行走结构及链条传输组件结构示意图；

图5为本发明中托盘组件的结构示意图；

图6为本发明中机床工作台上各组件结构示意图；

图7为本发明中液压升降组件的结构示意图；

图8为本发明中升降导向限位组件的结构示意图；

图9为本发明中伸出导向限位组件的结构示意图；

图10为本发明中伸出导向组件局部放大结构示意图；

图11为本发明中液压升降组件升起到位的局部放大结构示意图；

图12为本发明中伸出组件带动托盘组件从机床工作台侧伸出的局部放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明做进一步的描述。

如图1至图12所示，本实施例包括小车基体组件1、伸出组件2、链条传输组件3、托盘组件4、液压升降组件5、伸出导向限位组件6、升降导向限位组件7、零点定位单元8、含缓冲器的端面限位组件9、四根地轨12、固定在地轨12上的直线导轨Ⅰ10、处于四根地轨中心周并与地轨12平行设置的地轨齿条11和相对地轨12垂直设置的1个或多个机床工作台14。

所述小车基体组件1包括小车基体1-1、电机与减速机一体机Ⅰ1-2、多个滑块Ⅰ1-3和齿轮Ⅰ。小车基体1-1底面与各地轨12相对应的位置前后各固定有滑块Ⅰ1-3，滑块Ⅰ1-3连接在直线导轨Ⅰ10上。固定在小车基体1-1侧壁上的一体机Ⅰ1-2的输出轴上固定有与地轨齿条11相啮合的齿轮Ⅰ。

所述伸出组件2包括设置在小车基体1-1上的伸出基板2-6、固定在小车基体1-1底面上端的电机与减速机一体机Ⅱ2-1、滑块Ⅱ2-5、齿轮Ⅱ2-2、固定在伸出基板2-6底面下端的与地轨12垂直的齿条Ⅱ2-3、与地轨12垂直的直线导轨1-4和滚轮轴承支承组件2-4。直线导轨1-4固定在小车基体1-1底面上端对称突出的两底座1-5上，固定在伸出基板2-6底面下端的滑块Ⅱ2-5连接在直线导轨1-4上；固定在一体机Ⅱ2-1输出轴上的齿轮Ⅱ2-2与齿条Ⅱ2-3相啮合；多个滚轮轴承支承组件2-4的滚轮可滚动地固定在伸出基板2-6的底面下端，可沿小车基体1-1和搭接件13的定位面上滑动。

所述链条传输组件包括电机与减速机一体机Ⅲ 3-1、链条3-3、链轮Ⅰ3-2、链轮Ⅱ3-4、拖拽销3-5、链条限位块3-6。一体机Ⅲ 3-1固定在伸出基板2-6底面下端，其输出轴上固定有位于伸出基板2-6底面上端的链轮Ⅰ3-2，基板2-6底面上端两侧设置有铰接的链轮Ⅱ3-4。链条3-3与链轮Ⅰ3-2和两个链轮Ⅱ3-4相啮合。链条3-3上固定有拖拽销3-5，链条限位块3-6固定在伸出基板2-6底面上端，对链条3-3起到支撑限位的作用。

所述托盘组件4包括托盘基体4-1；托盘基体4-1上部装有工装和工件，底部装有多个拉钉4-2、左、右导向条4-51和4-52，底部两端各安装有内短、外长的内、外限位块4-4、4-3，当伸出基板2-6移位到机床工作台14上时链条拖拽销3-5限位在内、外限位块4-4、4-3之间。

所述伸出导向限位组件6包括左、右对称的多组导向条的内侧限位组件和左、右对称的多组托盘组件的支撑滚轮组件。所述内侧限位组件包括固定在伸出基板2-6上端面的轴承支架6-1、销轴Ⅰ6-3和通过销轴Ⅰ6-3固定在轴承支架6-1侧面凹槽内的滚轮轴承Ⅰ6-2，滚轮轴承Ⅰ6-2对托盘组件4上的左、右导向条4-51和4-52的内侧进行限位。支撑滚轮组件包括固定在伸出基板2-6上端面的支撑滚轮支架6-4、销轴Ⅱ6-6和通过销轴Ⅱ6-6固定在支撑滚轮支架6-4上端凹槽内的滚轮轴承Ⅱ6-5，滚轮轴承Ⅱ6-5与托盘组件的底面接触。

所述机床工作台14上端左右安装有多组左右两排液压升降组件5和多组左右两排升降导向限位组件7，还均匀布置有多个零点定位单元8，工作台14上与轨道接近的一端还设置有左、右对称的两个搭接支撑13和另一端的含缓冲器的端面限位组件9。

所述液压升降组件5包括升降液压缸5-1、托举块5-2、两个滚轮轴承支架Ⅰ5-3、分布在升降液压缸5-1两侧的两组导套5-4和导柱5-5、升降行程限位块5-6、多个滚轮轴承Ⅲ5-7、多个销轴Ⅲ 5-8。升降液压缸5-1的缸体固定在工作台14上，其活塞杆和托举块5-2固定在一起；导套5-4固定在工作台14上，导柱5-5固定在托举块5-2的底部；托举块5-2的上侧两端布置有两个滚轮轴承支架Ⅰ5-3，多个滚轮轴承Ⅲ 5-7通过各销轴Ⅲ 5-8连接在滚轮轴承支架Ⅰ5-3上；升降行程限位块5-6限制托举块5-2的最高位置，确保各处液压升降组件5升起高度一致。升降液压缸5-1通过控制电磁换向阀连接供液压系统，实现各升降液压缸5-1的同步升降，使托盘组件4底部拉钉4-2平稳的从零点定位单元8脱出或落入零点定位单元8内。

所述升降导向限位组件7包括滚轮轴承支架Ⅱ7-1、滚轮轴承Ⅳ 7-2和销轴Ⅳ 7-3。滚轮轴承支架Ⅱ7-1固定在工作台14上，滚轮轴承Ⅳ 7-2通过销轴Ⅳ7-3固定在滚轮轴承支架Ⅱ7-1上。左、右两排的滚轮轴承Ⅳ 7-2分别与托盘组件4底部的左、右导向条4-51和4-52相配合，限制托盘组件4的行走方向。

本发明的工作原理是：

1.当需要向机床上料（装托盘）时，一体机Ⅰ1-2驱动整个RGV小车沿地轨移动至相应的机床，电机精准定位。2.参见图11，机床内升降液压缸5-1升起，带动液压升降组件5升起，升降行程限位块5-6限制托举块5-2到达设定高度。3.参见图2和图3，RGV小车基体1-1上伸出一体机Ⅱ2-1工作，带动齿轮Ⅱ2-2旋转，使得与齿轮Ⅱ2-2啮合的齿条Ⅱ2-3进行平移，从而使得伸出组件2向外伸出小车基体1-1；到达设定距离后，伸出组件2底部的滚轮轴承支承组件2-4行走至搭接支撑13的顶面上，搭接支撑13有效承接伸出组件2，减少伸出基板2-6的弯矩，一体机Ⅱ2-1工作至设定转数，参见图12，伸出组件2带动托盘组件4至设定位置，一体机Ⅱ2-1抱闸锁死。4.参见图3和图4，在一体机Ⅲ 3-1的驱动下，经过链轮Ⅰ3-2和链条3-3的传动，位于链条3-3上的拖拽销3-5随链条进行回转运动，托盘组件4底部两端配置有拖拽限位块4-3和4-4，首先链条3-3带动拖拽销3-5逆时针旋转，进入左侧拖拽限位块4-3和4-4的中间。5.随着链条3-3继续逆时针旋转，拖拽销3-5带动内侧拖拽限位块4-4向右移动，从而带动托盘组件4向右移出伸出组件2，参见图10，在托盘组件4向右伸出移动过程中，伸出导向限位组件6上的滚轮轴承Ⅰ6-2分别于托盘组件4底部的左、右导向条4-51和4-52相接触，对托盘组件进行左右限位，滚轮轴承Ⅱ6-5与托盘组件4的底部相接触，对托盘组件4起到支撑作用；同时托盘组件4逐步移动至机床工作台14的上方，机床上滚轮轴承Ⅳ 7-2与托盘组件4底部的左、右导向条4-51和4-52，相接触，对托盘组件左右方向进行限位，同时（参见图7）液压升降组件5顶部的滚轮轴承Ⅲ 5-7对托盘组件4底部形成支撑作用，托盘组件4一边移出RGV小车，一边移动至机床工作台14的正上方时时，只受到各滚轮轴承的滚动摩擦力，所需驱动力小(拉钉处于安全高度)。6.拖拽销3-5带动托盘组件4伸出移动至设定位置（机床工作台14正上方），端面限位组件9对托盘组件4进行到位缓冲及位置限定。7.伸出组件2向左微移至与内限位块4-4分离，链条逆时针转动至与托盘组件4底部的内、外限位块4-4、4-3分离，伸出组件2继续向左缩回至RGV小车零位。8.机床内升降液压缸5-1缩回，液压升降组件5带动托盘组件落入零点定位单元，RGV小车系统完成一次上料动作。 9.本RGV小车系统是一个双向上、下料系统，所执行动作与上述描述原理相同。

当然，本发明还有其它多种实施例，在不违背本发明精神和实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于等同技术的改进，属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于柔性生产线的重载RGV小车系统，其特征在于：包括小车基体组件、伸出组件、链条传输组件、托盘组件、液压升降组件、伸出导向限位组件、升降导向限位组件、零点定位单元、含缓冲器的端面限位组件、四根地轨、固定在地轨上的直线导轨Ⅰ、处于四根地轨中心周并与地轨平行设置的地轨齿条和相对地轨垂直设置的1个或多个机床工作台；

所述小车基体组件包括小车基体、电机与减速机一体机Ⅰ、多个滑块Ⅰ和齿轮Ⅰ；小车基体底面与各地轨相对应的位置前后各固定有滑块Ⅰ，滑块Ⅰ连接在直线导轨Ⅰ上；固定在小车基体侧壁上的一体机Ⅰ的输出轴上固定有与地轨齿条相啮合的齿轮Ⅰ；

所述伸出组件包括设置在小车基体上的伸出基板、固定在小车基体底面上端的电机与减速机一体机Ⅱ、滑块Ⅱ、齿轮Ⅱ、固定在伸出基板底面下端的与地轨垂直的齿条Ⅱ、与地轨垂直的直线导轨和滚轮轴承支承组件；直线导轨固定在小车基体底面上端对称突出的两底座上，固定在伸出基板底面下端的滑块Ⅱ连接在直线导轨上；固定在一体机Ⅱ输出轴上的齿轮Ⅱ与齿条Ⅱ相啮合；多个滚轮轴承支承组件的滚轮可滚动地固定在伸出基板的底面下端，可沿小车基体和搭接件的定位面上滑动；

所述链条传输组件包括电机与减速机一体机Ⅲ、链条、链轮Ⅰ、链轮Ⅱ、拖拽销、链条限位块；一体机Ⅲ固定在伸出基板底面下端，其输出轴上固定有位于伸出基板底面上端的链轮Ⅰ，基板底面上端两侧设置有铰接的链轮Ⅱ；链条与链轮Ⅰ和两个链轮Ⅱ相啮合；链条上固定有拖拽销，链条限位块固定在伸出基板底面上端，对链条起到支撑限位的作用；

所述托盘组件包括托盘基体；托盘基体上部装有工装和工件，底部装有多个拉钉、左、右导向条，底部两端各安装有内短、外长的内、外限位块，当伸出基板移位到机床工作台上时链条拖拽销限位在内、外限位块之间；

所述伸出导向限位组件包括左、右对称的多组导向条的内侧限位组件和左、右对称的多组托盘组件的支撑滚轮组件；所述内侧限位组件包括固定在伸出基板上端面的轴承支架、销轴Ⅰ和通过销轴Ⅰ固定在轴承支架侧面凹槽内的滚轮轴承Ⅰ，滚轮轴承Ⅰ对托盘组件上的左、右导向条的内侧进行限位；支撑滚轮组件包括固定在伸出基板上端面的支撑滚轮支架、销轴Ⅱ和通过销轴Ⅱ固定在支撑滚轮支架上端凹槽内的滚轮轴承Ⅱ，滚轮轴承Ⅱ与托盘组件的底面接触；

所述机床工作台上端左右安装有多组左右两排液压升降组件和多组左右两排升降导向限位组件，还均匀布置有多个零点定位单元，工作台上与轨道接近的一端还设置有左、右对称的两个搭接支撑和另一端的含缓冲器的端面限位组件；

所述液压升降组件包括升降液压缸、托举块、两个滚轮轴承支架Ⅰ、分布在升降液压缸两侧的两组导套和导柱、升降行程限位块、多个滚轮轴承Ⅲ、多个销轴Ⅲ；升降液压缸的缸体固定在工作台上，其活塞杆和托举块固定在一起；导套固定在工作台上，导柱固定在托举块的底部；托举块的上侧两端布置有两个滚轮轴承支架Ⅰ，多个滚轮轴承Ⅲ通过各销轴Ⅲ连接在滚轮轴承支架Ⅰ上；升降行程限位块限制托举块的最高位置，确保各处液压升降组件升起高度一致；升降液压缸通过控制电磁换向阀连接供液压系统，实现各升降液压缸的同步升降，使托盘组件底部拉钉平稳的从零点定位单元脱出或落入零点定位单元内；

所述升降导向限位组件包括滚轮轴承支架Ⅱ、滚轮轴承Ⅳ和销轴Ⅳ；滚轮轴承支架Ⅱ固定在工作台上，滚轮轴承Ⅳ通过销轴Ⅳ固定在滚轮轴承支架Ⅱ上；左、右两排的滚轮轴承Ⅳ分别与托盘组件底部的左、右导向条相配合，限制托盘组件的行走方向。

Images