活動軌四帶升降機的設計與應用

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。

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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。