柔性制造單元上下料機構(gòu)的改進設計*

王世鵬，解艷彩，閆雪峰

(1.大連華根機械有限公司，大連遼寧 116620;2.大連理工大學 機械工程學院，大連遼寧 116024)

柔性制造單元上下料機構(gòu)的改進設計*

王世鵬1，2，解艷彩1，閆雪峰1

(1.大連華根機械有限公司，大連遼寧 116620;2.大連理工大學 機械工程學院，大連遼寧 116024)

介紹了柔性制造單元(FMC)上下料機構(gòu)常采用的齒輪齒條傳動、液壓傳動等直線傳動形式;直線類型上下料驅(qū)動結(jié)構(gòu)，對空間要求較多，且結(jié)構(gòu)布置不靈活。在原有結(jié)構(gòu)基礎上提出了鏈式結(jié)構(gòu)的柔性制造單元上料機構(gòu)，該機構(gòu)較好的避免了原結(jié)構(gòu)的不足，且具有結(jié)構(gòu)簡單、易生產(chǎn)和維護等優(yōu)點。

柔性制造單元;上下料機構(gòu);直線傳動;鏈式結(jié)構(gòu)

0引言

柔性制造單元(FMC)一般由1～2臺數(shù)控機床與物料傳送裝置組成，有獨立的工件儲存站和單元控制系統(tǒng)，能在機床上自動裝卸工件，甚至自動檢測工件，可實現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批量生產(chǎn)應用。近年來，柔性制造單元得到迅速發(fā)展［1］。

大連機床集團在走從“引進”到“創(chuàng)新”的發(fā)展道路上，不斷研發(fā)新產(chǎn)品，在國內(nèi)率先研發(fā)柔性制造單元。柔性制造單元的上下料機構(gòu)常采用齒輪齒條傳動、液壓傳動等直線傳動形式;直線類型上下料驅(qū)動結(jié)構(gòu)，對空間要求較多，且結(jié)構(gòu)布置不靈活。柔性制造單元的研發(fā)過程中產(chǎn)生了許多創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，柔性制造單元的鏈條驅(qū)動推拉傳動上料機構(gòu)就是其中一個，該結(jié)構(gòu)占用空間小，且結(jié)構(gòu)布置靈活，應用廣泛、具有很強的通用性。本文分析了柔性制造單元的直線傳動形式，針對其結(jié)構(gòu)特點提出了改進的鏈式結(jié)構(gòu)的柔性制造單元上料機構(gòu)，該機構(gòu)較好的避免了原結(jié)構(gòu)的不足，且具有結(jié)構(gòu)簡單、易生產(chǎn)和維護等優(yōu)點。

1 直線傳動形式

柔性制造單元的上下料機構(gòu)常采用齒輪齒條傳動、液壓傳動等直線運動形式［2-5］。

如圖1所示為齒輪齒條傳動的上下料機構(gòu)簡圖，驅(qū)動齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)帶動齒條向左運動，安裝在齒條上的連桿隨之順時針擺動，打開托盤壓緊裝置，交換托盤，驅(qū)動齒輪順時針旋轉(zhuǎn)帶動齒條向右運動，安裝在齒條上的連桿隨之逆時針擺動，托盤壓緊裝置閉合，壓緊托盤，實現(xiàn)上料過程。下料過程，則反之。

圖1 齒輪齒條傳動的上下料機構(gòu)簡圖

如圖2所示為液壓傳動的上下料機構(gòu)簡圖，氣缸帶動氣缸力臂運動，氣缸力臂帶動安裝在其上的連桿繞連接軸運動，從而實現(xiàn)托板壓緊裝置的開閉，交換托盤，實現(xiàn)上下料過程。

圖2 液壓傳動的上下料機構(gòu)簡圖

如圖3所示為直線傳動上下料驅(qū)動結(jié)構(gòu)布置示意圖，可以看出其對空間要求較多，且結(jié)構(gòu)布置不靈活。

圖3 FMC托盤交換結(jié)構(gòu)布置示意圖

2 鏈式傳動形式

由于直線傳動上下料機構(gòu)具有明顯的缺點，因此設計了鏈式傳動形式的上下料機構(gòu)，該機構(gòu)相對于直線傳動形式具有明顯的優(yōu)點［6］。

如圖4所示，驅(qū)動鏈輪3推動鏈條運動，鏈條沿上下料軌道運動，同時壓板1壓緊滾輪4，壓板和上下料軌道控制鏈條沿上下料軌道運動，實現(xiàn)鏈條的“推”動作，“推”動作實現(xiàn)原理如圖5所示。

鏈式傳動可以實現(xiàn)柔性制造單元的環(huán)形交換工作臺的靈活布置結(jié)構(gòu)，如圖6的a和b所示。

圖6 FMC托盤交換結(jié)構(gòu)布置示意圖

3 結(jié)束語

本文所提出的鏈條驅(qū)動推拉傳動上料機構(gòu)，鏈條的“推”動作實現(xiàn)，防止鏈條翻擺，實現(xiàn)托盤準停功能;該結(jié)構(gòu)布置靈活，占用空間小;運動靈活，應用廣泛、具有很強的通用性。同時結(jié)構(gòu)簡單，便于生產(chǎn)、裝配、調(diào)試、維護;且生產(chǎn)和維護成本低。

［1］曹運紅.柔性制造系統(tǒng)、柔性制造單元和成組技術的發(fā)展及其應用［J］.飛航導彈，2004(5):59－63.

［2］機械設計手冊委員會.機械設計手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，1991.

［3］龔桂義.機械零件課程設計圖冊［M］.北京:人民教育出版社，1980.

［4］楊黎明，等.機械零件設計手冊［M］.北京:國防出版社，1986.

［5］周建東.快速回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的設計［J］.制造技術與機床，2010(6):145－146.

［6］孫永泰.自升式海洋平臺齒輪齒條升降系統(tǒng)的研究［J］.石油機械，2004(10):23－26.

(編輯 李秀敏)

Im proved Design of Loading and Unloading Mechanism of Flexible Manufacturing Cell

WANG Shi-peng1，2，XIE Yan-cai1，YAN Xue-feng1
(1.Dalian Dragon Machine Tool co.ltd，Dalian Liaoning 116620，China;2.School of Mechanical Engineering，Dalian University of Technology，Dalian Liaoning 116024，China)

The loading and unloading mechanism about Flexible Manufacturing Cell generally adopted linear drive such as gear and rack-driven,fluid drive.These linear drives take up toomuch room,and are characteristic of the unhandy disposition of structure.The presented structure is chain drive.It avoids the disadvantages of linear drive.And it is characteristic of simp le structure,easy manufacture and maintenance etc.

flexiblemanufacturing cell;loading and unloading mechanism;linear drive;chain structure

TH114

A

1001－2265(2011)06－0085－02

2010－10－08

高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備科技重大專項(2009ZX04001－011)作者簡介：王世鵬(1980—)，男，河南濮陽人，大連華根機械有限公司工程師，博士，主要研究方向為數(shù)控機床設計，機械振動及可靠性，(E－

mail)caipeng9009@163.com。