CN114873166B - 一种自动装配生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动化生产技术领域，具体为一种自动装配生产线，包括两个转轴，两个所述转轴上均固定安装有带轮，两个所述带轮上环绕安装有传送带，提升机构，所述传送带上均匀放置有多个工件，所述传送带上部设有滑轨，所述滑轨上安装有提升机构，所述提升机构上安装用于抓取工件的夹爪，还包括驱动机构，两个所述转轴之间设有间歇性驱动传送带移动设定距离的驱动机构，且驱动机构与提升机构相互配合。本发明通过压缩空气推动行程固定的气缸和附带的可调节连杆结构，在减少使用伺服器和伺服电机等精密且昂贵的电气设备的前提下，能在粉尘，潮湿，高温等相对恶劣的使用环境，实现传送带完成移动设定距离的工作。

Description

一种自动装配生产线
技术领域
本发明涉及自动化生产技术领域，具体为一种自动装配生产线。
背景技术
随着工业技术的不停发展，自动化生产方式的全面普及，自动化装配生产线成为当下最主流应用最广泛的生产方式，自动传送带是自动化装配生产线的核心部件，生产线只有实现自动传送，才能完成自动化生产。
现有的自动传送技术应用，需要根据生产实际，根据节拍和步距或者连续传动，若需要实现节拍式和步距式自动传送，系统运行需要较多精密电气设备，如可编程逻辑控制器(PLC)，伺服器和伺服电机等，当自动传送设备应用于中小型的工厂时，一部分工厂因为资金技术问题，工作环境较差，若自动传送设备中的可编程逻辑控制器(PLC)，伺服器和伺服电机等紧密电路设备元件过多，不适用于粉尘，潮湿，高温等相对恶劣的工作环境，故障率较高，在降低了工作效率的同时，进一步提高了维护成本。
为此，提出一种自动装配生产线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动装配生产线，通过压缩空气推动行程固定的气缸和附带的可调节连杆结构，实现传送带完成移动设定距离的工作，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自动装配生产线，包括：
两个转轴，两个所述转轴上均固定安装有带轮，两个所述带轮上环绕安装有传送带；
提升机构，所述传送带上均匀放置有多个工件，所述传送带上部设有滑轨，滑轨顶部固定安装在厂房的顶部，所述滑轨上安装有提升机构，所述提升机构上安装用于抓取工件的夹爪；
还包括：
驱动机构，两个所述转轴之间设有间歇性驱动传送带移动设定距离的驱动机构，且驱动机构与提升机构相互配合。
驱动机构，所述驱动机构包括固定安装于两个所述带轮之间的气压控制阀，气压控制阀与外部压缩空气泵相连接，所述气压控制阀上连接安装有驱动活塞缸和锁止活塞缸，所述驱动活塞缸内设有驱动气缸一和驱动气缸二，所述气压控制阀用于控制压缩空气进出驱动气缸一和驱动气缸二，所述气压控制阀用于控制压缩空气进出锁止气缸一和锁止气缸二，所述驱动活塞缸内安装有驱动活塞，所述驱动活塞一端上固定安装有穿透驱动活塞缸右侧壁的驱动活塞杆，所述驱动活塞杆另一端铰接安装有导杆二，导杆二上套设有导套，导套上方设有用于限制导套转动的限位块，导杆二的另一端铰接安装有导杆一，所述锁止活塞缸右侧固定安装有导槽，导槽内安装有齿轮滑块，所述齿轮滑块上安装有与传送带配合的单向齿轮，所述导杆一靠近工件的一端与齿轮滑块铰接。
所述锁止活塞缸设有锁止气缸一和锁止气缸二，内部安装有锁止活塞，锁止活塞上固定安装有穿透锁止活塞缸上侧壁的锁止活塞杆，锁止活塞杆的另一侧固定安装有锁止齿。
所述滑轨上安装有开关一，开关一与所述气压控制阀电性连接相互配合。
所述传送带材质为聚氨酯TPU。
所述传送带的上方固定安装有与锁止齿相互配合的锁止板。
所述导套，内部设有多个导套弹簧，多个所述导套弹簧上均安装有与导杆二配合的滚珠。
所述驱动活塞右侧固定安装有调节机构，调节机构右侧安装有调节螺栓，调节机构左侧内壁安装有调节螺栓，调节机构上安装有与调节螺栓配合的调节支架，所述调节支架与导套铰接安装。
驱动活塞杆上固定安装有限位启动块，驱动活塞杆下方固定安装有与限位启动块相互配合的开关二和开关三。
所述齿轮滑块铰接安装有除屑风扇驱动杆，除屑风扇驱动杆的另一端与固定在导槽右侧除屑风扇齿轮箱连接安装，除屑风扇齿轮箱上安装有与除屑风扇驱动杆配合的除屑风扇。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、与现有技术中同类型的自动化传送设备相比，减少了伺服器和伺服电机等精密且昂贵的电气化设备的使用，从而减少了成本和故障率，提高了对恶劣环境的适用性，在粉尘，潮湿，高温等相对恶劣的使用环境，通过压缩空气推动行程固定的气缸和附带的可调节连杆结构，实现传送带完成移动设定距离的工作。
2、当驱动传送带的外部气压压力不足或者驱动系统故障损坏，导致传送带不能完成移动设定距离的工作时，系统能发出警报信号，停止与传送带相互配合的抓取工件动作，避免生产线后续配合失误，造成更大的损失。
3、与现有技术中需要逻辑电路和伺服电机等设备才能实现传送带每次步进距离的调整，本申请可以通过调整驱动连杆固定点的位置，进而调整设定传送带每次移动的距离，以适应实际生产需求。
附图说明
图1为本发明的外观结构图；
图2为本发明的整体内部结构图；
图3为本发明的单向齿轮结构示意图；
图4为本发明的导套结构示意图；
图5为本发明的调节机构结构示意图；
图6为图2中的A-A剖视图。
图中：1、转轴；2、带轮；3、传送带；4、气压控制阀；5、锁止活塞缸；501、锁止活塞；502、锁止活塞杆；503、锁止气缸一；504、锁止齿；505、锁止气缸二；6、锁止板；7、工件；8、夹爪；9、滑轨；10、开关一；11、提升机构；12、报警器；13、除屑风扇；1301、除屑风扇齿轮箱；1302、除屑风扇驱动杆；14、导槽；15、单向齿轮；1501、齿轮滑块；16、导杆一；1601、导杆二；17、导套；1701、导套弹簧；1702、滚珠；18、调节机构；1801、调节螺栓；1802、调节支架；1803、调节弹簧；19、开关二；20、开关三；21、驱动活塞缸；2101、驱动活塞；2102、驱动活塞杆；2103、驱动气缸一；2104、驱动气缸二；2105、限位启动块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图6，本发明提供一种自动装配生产线，技术方案如下：
一种自动装配生产线，包括：
两个转轴1，两个转轴1上均固定安装有带轮2，两个带轮2上环绕安装有传送带3；
提升机构11，传送带3上均匀放置有多个工件7，传送带3上部设有滑轨9，滑轨9上安装有提升机构11，提升机构11上安装用于抓取工件7的夹爪8；
还包括：
驱动机构，两个转轴1之间设有间歇性驱动传送带3移动设定距离的驱动机构，且驱动机构与提升机构11相互配合。
传送带3上均匀放置有多个工件7，夹爪8抓取前一个工件7后，提升机构11沿着滑轨9带动抓取工件7的夹爪8向上提升，提升机构11提升至设定距离后，传送带3向右移动设定距离，使后一个工件7传动到配合夹爪8抓取的位置。
作为本发明的一种实施方式，参照图2和图3，驱动机构，驱动机构包括固定安装于两个带轮2之间的气压控制阀4，气压控制阀4与外部压缩空气泵相连接，气压控制阀4上连接安装有驱动活塞缸21和锁止活塞缸5，驱动活塞缸21内设有驱动气缸一2103和驱动气缸二2104，气压控制阀4用于控制压缩空气进出驱动气缸一2103和驱动气缸二2104，气压控制阀4用于控制压缩空气进出锁止气缸一503和锁止气缸二505，驱动活塞缸21内安装有驱动活塞2101，驱动活塞2101一端上固定安装有穿透驱动活塞缸21右侧壁的驱动活塞杆2102，驱动活塞杆2102另一端铰接安装有导杆二1601，导杆二1601上套设有导套17，导套17上方设有用于限制导套17转动的限位块，导杆二1601的另一端铰接安装有导杆一16，锁止活塞缸5右侧固定安装有导槽14，导槽14内安装有齿轮滑块1501，齿轮滑块1501上安装有与传送带3配合的单向齿轮15，导杆一16靠近工件7的一端与齿轮滑块1501铰接。
当传送带3需要向右传动时，气压控制阀4控制压缩空气进入驱动气缸一2103，同时排出驱动气缸二2104内的空气，压缩空气推驱动活塞2101向右运动，驱动活塞2101带动安装在驱动活塞2101上的驱动活塞杆2102向右运动，驱动活塞杆2102带动导杆二1601向右运动，导杆二1601带动导杆一16向右运动，导杆一16带动齿轮滑块1501和安装在齿轮滑块1501上和传送带3配合的单向齿轮15向右运动，单向齿轮15内部棘爪使单向齿轮15仅能顺时针转动，此时单向齿轮15不发生转动，单向齿轮15在导槽14内水平向右驱动传送带3向右移动设定距离，设置在导套17上方的限位块，固定安装在车间中传送带3一侧的固定架上，在驱动活塞杆2102向右运动时，能限制导套17发生大幅度的逆时针旋转，从而避免导套17转动过大而使得导杆一16向左带动单向齿轮15向左运动；并且若制导套17与限位块发生碰撞说明步进距离超过设定距离，此时警示工作人员对设备进行相关调整。
作为本发明的一种实施方式，参照图1和图2，锁止活塞缸5设有锁止气缸一503和锁止气缸二505，内部安装有锁止活塞501，锁止活塞501上固定安装有穿透锁止活塞缸5上侧壁的锁止活塞杆502，锁止活塞杆502的另一侧固定安装有锁止齿504。
当传送带3向右传动完成一个设定距离后，为减小运动惯性或者震动带来的移动距离的误差，气压控制阀4控制压缩空气进入锁止气缸二505，同时排出锁止气缸一503内的空气，此时压缩空气推锁止活塞501向上运动，锁止活塞501带动安装在锁止活塞501上的锁止活塞杆502向上运动，驱动活塞杆2102带动锁止齿504向上运动锁死传送带3，从而限制传送带3因运动惯性或者震动发生的偏移，避免导致移动设定距离的偏差。
此时气压控制阀4控制压缩空气进入驱动气缸二2104，同时排出驱动气缸一2103内的空气，驱动气缸二2104内压缩空气推驱动活塞2101向左运动，驱动活塞2101带动安装在驱动活塞2101上的驱动活塞杆2102向左运动，驱动活塞杆2102带动导杆二1601向左运动，导杆二1601带动导杆一16向左运动，导杆一16带动齿轮滑块1501和安装在齿轮滑块1501上和传送带3配合的单向齿轮15向左运动，单向齿轮15内部棘爪使单向齿轮15仅能顺时针转动，此时单向齿轮15发生逆时针转动，单向齿轮15在传送带3下内壁上滚动沿着导槽14向左移动，驱动活塞2101运动到最左边后停止，气压控制阀4控制压缩空气进入锁止气缸一503，同时排出锁止气缸二505内的空气，此时锁止气缸一503压缩空气推锁止活塞501向下运动，锁止活塞501带动安装在锁止活塞501上的锁止活塞杆502向下运动，驱动活塞杆2102带动锁止齿504向下运动解除对传送带3的限位，确保单向齿轮15在传送带3下内壁上滚动向左移动时产生的轻微的摩擦力和惯性，不使传送带3发生向左传动的偏移，避免导致移动设定距离的偏差。
作为本发明的一种实施方式，参照图1和图2，滑轨9上安装有开关一10，开关一10与气压控制阀4电性连接相互配合。
夹爪8抓取前一个工件7后，提升机构11沿着滑轨9带动抓取工件7的夹爪8向上提升，提升机构11向上运动至不与后一个工件7向右传动发生干涉的距离后，提升机构11触碰到安装在滑轨9上的开关一10，开关一10启动气压控制阀4，气压控制阀4控制压缩空气进出驱动气缸一2103和驱动气缸二2104，从而控制传送带3向右移动设定距离，使后一个工件7传动到配合夹爪8抓取的位置，此时向右传动后一个工件7在传送带3向右移动过程中，不会与提升至安全距离的夹爪8发生干涉，保证系统运行的可靠性。
作为本发明的一种实施方式，参照图2，所述传送带3材质为聚氨酯TPU。
相比于传统橡胶材质，聚氨酯TPU材料的耐磨性是橡胶材质的数倍，永久性变形小等特点，本发明中单向齿轮15驱动传送带3的的的运动，对传送带3的耐磨性能要求较高，本发明所需要实现传送带3运动设定距离的目标，对传送带3的永久性变形性能要求较高，聚氨酯TPU材料性能更符合本发明需求，能较大提高传送带3的使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，参照图1，传送带3的上方固定安装有与锁止齿504相互配合的锁止板6。
在传送带3使用一段时间后，因传送带3发生不可避免的材料应力疲劳，传送带3整体会均匀变长，因传送带3整体变长，锁止齿504向上锁死传送带3时可能会发生滑齿现象而无法锁死，在传送带3的上方固定安装有与锁止齿504相互配合的锁止板6，锁止齿504向上锁死传送带3时，将与锁止齿504啮合的一段传送带3挤压固定在锁止板6上，确保锁止齿504锁死传送带3，使传送带3不发生额外偏移。
作为本发明的一种实施方式，参照图4，导套17，内部设有多个导套弹簧1701，多个导套弹簧1701上均安装有与导杆二1601配合的滚珠1702。
导杆二1601在导套17内沿着导套17两端滑动，导套17内部设有多个导套弹簧1701，多个导套弹簧1701上均安装有滚珠1702，滚珠1702与导杆二1601直接接触，利用接触面减小和滚动摩擦小于滑动摩擦的原理，避免在长时间滑动摩擦导致材料表面破损，或驱动角度变化较大时，导杆二1601容易在导套17内卡死无法顺畅滑动的问题。
作为本发明的一种实施方式，参照图5，驱动活塞2101右侧固定安装有调节机构18，调节机构18右侧安装有调节螺栓1801，调节机构18左侧内壁安装有调节弹簧1803，调节机构18上安装有与调节螺栓1801配合的调节支架1802，调节支架1802与导套17铰接安装。
在实际生产，传动带上的工件7尺寸变化或者提升机构11的提升节拍变化时，传送带3移动设定距离也需要同步跟进变化，通过调整调节机构18上的调节螺栓1801，使与调节螺栓1801配合的调节支架1802向左或者向右移动，从而控制导杆二1601的驱动角度，改变导杆二1601的驱动角度能改变单向齿轮15的驱动行程，从而改变传送带3的移动距离，使传送带3能匹配工件7尺寸变化或者提升机构11提升节拍的变化；并且限位块为可拆式安装，其安装位置能够调整，在调节支架1802位置调整后，限位块位置也随之调整，保证限位块能够正常发挥作用。
作为本发明的一种实施方式，参照图1，驱动活塞杆2102上固定安装有限位启动块2105，驱动活塞杆2102下方固定安装有与限位启动块2105相互配合的开关二19和开关三20，开关二19和开关三20与安装在提升机构11上的报警器12和气压控制阀4电性连接。
在驱动活塞杆2102左右两侧的下方，各设有与驱动活塞杆2102上的限位启动块2105配合开关二19和开关三20，当驱动活塞杆2102向左或向右运动到位时，限位启动块2105会触发开关二19和开关三20，此时传送带3正常运行，当气压不足或连杆系统故障卡死，驱动活塞杆2102向左或向右运动不到位时，开关二19和开关三20控制气压控制阀4停止工作，同时接通安装在提升机构11上的报警器12，报警器12发生驱动活塞杆2102行程不足的警报信号，提醒使用者对整个传动系统进行检修。
作为本发明的一种实施方式，参照图1，齿轮滑块1501铰接安装有除屑风扇驱动杆1302，除屑风扇驱动杆1302的另一端与固定在导槽14右侧除屑风扇齿轮箱1301连接安装，除屑风扇齿轮箱1301上安装有与除屑风扇驱动杆1302配合的除屑风扇13。
单向齿轮15持续与传送带3碰撞接触传动，不可避免地产生各种碎屑，每次齿轮滑块1501向左或者向右移动时，通过连接在齿轮滑块1501上的除屑风扇驱动杆1302带动除屑风扇齿轮箱1301，除屑风扇齿轮箱1301为蓄能结构，除屑风扇驱动杆1302每次向右移动时为发条积蓄能量，除屑风扇齿轮箱1301进而驱动除屑风扇13进行转动，除屑风扇13对产生的碎屑进行吹动清理；
此处的蓄能结构可以为微型发电式或者发条机械蓄能装置，用以驱动除屑风扇13转动发挥作用；例如驱动杆1302为齿条结构，在移动过程中带动除屑风扇齿轮箱1301内部的小齿轮，并带动小齿轮相连的发电机，产生电能驱动相连的电控的除屑风扇13转动发挥作用。
工作原理：驱动机构包括固定安装于两个带轮2之间的气压控制阀4，气压控制阀4上连接安装有驱动活塞缸21和锁止活塞缸5，驱动活塞缸21内设有驱动气缸一2103和驱动气缸二2104，驱动活塞缸21内安装有驱动活塞2101，驱动活塞2101一端上固定安装有穿透驱动活塞缸21右侧壁的驱动活塞杆2102，驱动活塞杆2102另一端铰接安装有导杆二1601，导杆二1601上套设有导套17，导杆二1601的另一端铰接安装有导杆一16，锁止活塞缸5右侧固定安装有导槽14，导槽14内安装有齿轮滑块1501，齿轮滑块1501上安装有与传送带3配合的单向齿轮15，导杆一16靠近工件7的一端与齿轮滑块1501铰接。
当传送带3需要向右传动时，气压控制阀4控制压缩空气进入驱动气缸一2103，同时排出驱动气缸二2104内的空气，压缩空气推驱动活塞2101向右运动，驱动活塞2101带动安装在驱动活塞2101上的驱动活塞杆2102向右运动，驱动活塞杆2102带动导杆二1601向右运动，导杆二1601带动导杆一16向右运动，导杆一16带动齿轮滑块1501和安装在齿轮滑块1501上和传送带3配合的单向齿轮15向右运动，单向齿轮15内部棘爪使单向齿轮15仅能顺时针转动，此时单向齿轮15不发生转动，单向齿轮15在导槽14内水平向右驱动传送带3向右移动设定距离。
本发明通过上述结构，在满足传送带3按生产需要，实现移动设定距离的前提下，用构造简单的气缸和连杆系统，实现了现有传送带3技术需要成本较高的伺服器，电机，逻辑控制系统等精密元器件，才能实现移动设定距离的工作。
该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种自动装配生产线，包括：两个转轴(1)，两个所述转轴(1)上均固定安装有带轮(2)，两个所述带轮(2)上环绕安装有传送带(3)；提升机构(11)，所述传送带(3)上均匀放置有多个工件(7)，所述传送带(3)上部设有滑轨(9)，滑轨(9)顶部固定安装在厂房的顶部，所述滑轨(9)上安装有提升机构(11)，所述提升机构(11)上安装有用于抓取工件(7)的夹爪(8)；其特征在于，还包括：驱动机构，两个所述转轴(1)之间设有间歇性驱动传送带(3)移动设定距离的驱动机构，且驱动机构与提升机构(11)相互配合；
驱动机构，所述驱动机构包括固定安装于两个所述带轮(2)之间的气压控制阀(4)，气压控制阀(4)与外部压缩空气泵相连接，所述气压控制阀(4)上连接安装有驱动活塞缸(21)和锁止活塞缸(5)，所述驱动活塞缸(21)内设有驱动气缸一(2103)和驱动气缸二(2104)，所述气压控制阀(4)用于控制压缩空气进出驱动气缸一(2103)和驱动气缸二(2104)，所述气压控制阀(4)用于控制压缩空气进出锁止气缸一(503)和锁止气缸二(505)，所述驱动活塞缸(21)内安装有驱动活塞(2101)，所述驱动活塞(2101)一端上固定安装有穿透驱动活塞缸(21)右侧壁的驱动活塞杆(2102)，所述驱动活塞杆(2102)另一端铰接安装有导杆二(1601)，导杆二(1601)上套设有导套(17)，导套(17)上方设有用于限制导套(17)转动的限位块，导杆二(1601)的另一端铰接安装有导杆一(16)，所述锁止活塞缸(5)右侧固定安装有导槽(14)，导槽(14)内安装有齿轮滑块(1501)，所述齿轮滑块(1501)上安装有与传送带(3)配合的单向齿轮(15)，所述导杆一(16)靠近工件(7)的一端与齿轮滑块(1501)铰接；所述齿轮滑块(1501)铰接安装有除屑风扇驱动杆(1302)，除屑风扇驱动杆(1302)的另一端与固定在导槽(14)右侧除屑风扇齿轮箱(1301)连接安装，除屑风扇齿轮箱(1301)上安装有与除屑风扇驱动杆(1302)配合的除屑风扇(13)。
2.根据权利要求1所述的一种自动装配生产线，其特征在于：所述锁止活塞缸(5)设有锁止气缸一(503)和锁止气缸二(505)，内部安装有锁止活塞(501)，锁止活塞(501)上固定安装有穿透锁止活塞缸(5)上侧壁的锁止活塞杆(502)，锁止活塞杆(502)的另一侧固定安装有锁止齿(504)。
3.根据权利要求1所述的一种自动装配生产线，其特征在于：所述滑轨(9)上安装有开关一(10)，开关一(10)与所述气压控制阀(4)电性连接相互配合。
4.根据权利要求3所述的一种自动装配生产线，其特征在于：所述传送带(3)材质为聚氨酯TPU。
5.根据权利要求1所述的一种自动装配生产线，其特征在于：所述传送带(3)的上方固定安装有与锁止齿(504)相互配合的锁止板(6)。
6.根据权利要求1所述的一种自动装配生产线，其特征在于：所述导套(17)内部设有多个导套弹簧(1701)，多个所述导套弹簧(1701)上均安装有与导杆二(1601)配合的滚珠(1702)。
7.根据权利要求6所述的一种自动装配生产线，其特征在于：所述驱动活塞(2101)右侧固定安装有调节机构(18)，所述调节机构(18)右侧安装有调节螺栓(1801)，调节机构(18)左侧内壁安装有调节弹簧(1803)，调节机构(18)上安装有与调节螺栓(1801)配合的调节支架(1802)，所述调节支架(1802)与导套(17)铰接安装。
8.根据权利要求1所述的一种自动装配生产线，其特征在于：所述驱动活塞杆(2102)上固定安装有限位启动块(2105)，驱动活塞杆(2102)下方固定安装有与限位启动块(2105)相互配合的开关二(19)和开关三(20)，开关二(19)和开关三(20)与安装在提升机构(11)上的报警器(12)电性连接。
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