摘 要:活動軌四帶升降機融合了變頻閉環(huán)控制技術,直線編碼尺定位、RFID電子標簽等技術可對工件實行自動化、智能化的精確管理。四點提升、皮帶傳動可使工件平穩(wěn)高效的升降。采用吊點安裝方式能節(jié)省大量時間、人工、材料等成本。在汽車、倉儲、輕工、家電、煙草等眾多領域生產(chǎn)線上有很大的應用價值。
關鍵詞:四個吊點;直線編碼尺定位;RFID讀寫器;皮帶傳動
在現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中,智能輸送裝備融合了機械、電氣、計算機、自動控制四大技術精髓,主要應用于車間內(nèi)部或車間與車間之間輸送各種設備或零部件,實現(xiàn)在生產(chǎn)線上對各工位之間工件的一系列不同工藝處理和加工。已經(jīng)成為現(xiàn)代自動化生產(chǎn)流程中工藝過程所不可缺少的組成部分,在許多行業(yè)的生產(chǎn)線上廣泛應用。特別是在汽車、工程機械等制造業(yè)中,智能輸送裝備的優(yōu)劣對他們的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響。但隨著信息技術的發(fā)展,在大規(guī)模、快節(jié)拍、柔性化、高精度的生產(chǎn)制造要求下,對具有自動化、智能化,并兼具起重、運輸、裝卸、工藝操作、組織生產(chǎn)、貯存等功能的智能輸送裝備的呼聲越來愈高。
升降機是用來解決智能輸送線上工位水平高度落差而設置的部件,可以用來構(gòu)成多層次的立體輸送網(wǎng)絡。升降機運行的平穩(wěn)性和精確性直接影響到整個輸送線的運行速度和質(zhì)量,是智能輸送裝備的關鍵部位。文章著眼于現(xiàn)代生產(chǎn)中越來越高的物流輸送要求與傳統(tǒng)輸送線升降機落后之間的矛盾,力求設計一種高效高精低成本的新型升降機。該升降機可在汽車、倉儲、輕工、家電等眾多領域具有很大應用價值。
1 總體結(jié)構(gòu)
通過對市場需求的調(diào)研結(jié)果進行分析,重新設計此升降機的架構(gòu)方案。
1.1 機械部分
主要由升降機驅(qū)動總成、從動帶輪總成、升降機上框架、下框架、皮帶提升裝置、升降機導向軌、鋼結(jié)構(gòu)組成。驅(qū)動采用雙出軸電機減速機作為動力源,驅(qū)動部分主要由滾子聯(lián)軸器、皮帶輪、制動盤、主軸、制動機構(gòu)等構(gòu)成,驅(qū)動機構(gòu)整體布置于上框架上。升降機通過提升皮帶連接下框架。下框架主要由升降機段活動軌道、導向輪組成。
電機運行帶動皮帶,將下框架沿升降機導向軌提升至需要的位置,升降機段活動軌道與智能輸送裝備線的固定軌道高精度對接后,智能小車組(小車組安裝的吊具抓持著工件)順利通過,進入下一工序。
驅(qū)動雙出軸電機減速機的左右兩邊對稱裝有皮帶提升裝置,每個皮帶提升裝置包括傳動軸、雙槽主動皮帶輪、導向皮帶輪組、皮帶、帶座軸承、皮帶接頭、連接座和螺栓等。雙出軸電機減速機通過聯(lián)軸器與傳動軸連接,雙槽主動皮帶輪裝于二個帶座軸承之間且裝于傳動軸上。
該結(jié)構(gòu)升降同步性能好,提升安全平穩(wěn),對軌精度高,易于調(diào)整且調(diào)整工作量小。
1.2 電控部分
升降機電纜橋架采用履帶式拖纜供電,履帶安裝導向槽。變頻器至電機端電纜采用屏蔽電纜,所有電纜均為柔性電纜。
升降機電機可采用配置相同的一用一備形式。升降機具備減速位、停止限位、超限位、斷鏈檢測開關,減速位、停止限位采用接近開關,超限位采用帶燈式行程開關;升降機升降驅(qū)動電機需配置編碼器、抱閘(由變頻器直接控制),編碼器安裝方式與電機同軸,變頻器配置編碼器卡,以實現(xiàn)速度閉環(huán)控制;升降機升降電機配現(xiàn)場維修開關,維修開關需配置輔助觸點反饋PLC輸入模塊,電機的抱閘模塊線路需接入維修開關,避免電機維修時誤操作引起抱閘得電產(chǎn)生危險。
整條輸送線采用滑觸線來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交換和供電?;顒榆壍琅c固定軌道間對接精度高,滑觸線可以穩(wěn)定過渡,降低了集電器卡阻、折斷、磨損快的風險,提高了設備的安全可靠性。
活動軌四帶升降機運用了RFID電子標簽技術,在升降機段活動軌道上裝有RFID讀寫器。讀寫器通過射頻信號,非接觸式,自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),能根據(jù)每臺智能輸送小車標簽信息判定工件是否需要升降。整個升降工作無需人工干預,操作快捷方便,可工作于惡劣工作環(huán)境中。
2 創(chuàng)新點
(1)傳統(tǒng)立柱式升降機采用二個吊點提升,碰到偏心工件其重心就會偏離吊點,會產(chǎn)生較大偏心力矩,只能依靠立柱上的導向機構(gòu)強行糾偏,結(jié)果就造成:a.浪費超過50%功耗;b.加速導向輪或升降立柱的磨損;c.升降機段活動軌道對位偏差加大;d.升降速度和加速度受到限制;e.升降機穩(wěn)定性差。活動軌四帶升降機能保證工件重心始終在四個吊點內(nèi),升降和導向都很輕松平穩(wěn),對升降速度和加速度沒有限制性,成倍提高工作效率,使用壽命長、維護成本低。
(2)采用驅(qū)動變頻閉環(huán)控制技術,直線編碼尺定位和雙層軌道鎖緊裝置,能夠保證對軌的平行度,定位精度能達到±1mm。導向機構(gòu)對升降機起導向作用,保證升降平穩(wěn)。
(3)采用皮帶傳動。皮帶運行速度可達60M/min以上大大的提高了汽車生產(chǎn)車間的工作節(jié)拍。且皮帶傳動不會出現(xiàn)鏈條傳動所出現(xiàn)的鏈條卡死等現(xiàn)象,省去了鏈條潤滑等環(huán)節(jié),運行更可靠。
(4)升降機運用了RFID電子標簽技術、在升降機活動軌道上裝有RFID 讀寫器,讀寫器能根據(jù)每臺智能輸送小車的標簽信息判定工件是否需要升降,合理安排生產(chǎn)線流程,節(jié)約工件等待時間,加快生產(chǎn)節(jié)奏。
(5)活動軌四帶升降機的整體重量只有普通立柱式升降機的25%,不需要地面架立柱方式安裝,只需要利用屋頂?shù)觞c安裝就可以了,能節(jié)省大量安裝時間、人工、材料等成本。
(6)活動軌四帶升降機的升降機段活動軌道采用鋁合金型材,既減輕了質(zhì)量,又可提高對軌精度,也減少了故障率。
3 結(jié)束語
活動軌四帶升降機是一種融合機械、電氣、計算機、自動控制四大技術的新產(chǎn)品,能很好的滿足現(xiàn)在各種生產(chǎn)線層間銜接的需求,能高速度、高質(zhì)量、高效率地完成工件升降轉(zhuǎn)運任務,在汽車、倉儲、輕工、家電等領域生產(chǎn)線上有很大的應用推廣價值。
參考文獻
[1]張大彪,李利銳,李明,等.汽車涂裝車間產(chǎn)能提升過程中升降機瓶頸問題的解決[J].現(xiàn)代涂料與涂裝,2014,4:53-55.
[2]楊海燕.載重升降機PLC控制系統(tǒng)的設計[D].山東大學,2012.
[3]楊報軍,章小年.汽車涂裝升降機設計方案及特點[J].現(xiàn)代涂料與涂裝,2013,2:36-38+56.
[4]王崇慶.新型升降機的設計[J].起重運輸機械,2012,9:86-88.
[5]周丹誠.雙帶式垂直升降機的設計及使用場合探討[J].起重運輸機械,2010,8:68-71.
作者簡介:郭永萍(1979-),女,民族:漢,籍貫:陜西省渭南市,現(xiàn)供職單位:黃石市華天自動化設備有限公司,職稱:機械設計制造中級工程師,學位:大學本科,研究方向:機械設計制造。