一種車架縱梁自動(dòng)翻轉(zhuǎn)輸送裝置

劉獻(xiàn)福，李永剛，李建為，武曉東，張建設(shè)

（1.山東奧太電氣有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.國(guó)機(jī)鑄鍛機(jī)械有限公司，山東 濟(jì)南 250306）

0 引言

縱梁是一種U 型槽梁，廣泛應(yīng)用于商用車的車架，如輕卡、重卡等，車架主要用來承載負(fù)荷，而縱梁是車架的重要組成部分。根據(jù)車型不同，車架種類有很多，相應(yīng)縱梁的種類也有多種，從而給生產(chǎn)制造帶來諸多不便。實(shí)際生產(chǎn)中，往往會(huì)根據(jù)種類的不同，設(shè)置不同的生產(chǎn)線來滿足生產(chǎn)要求。

目前，在縱梁生產(chǎn)中，工序之間的轉(zhuǎn)運(yùn)主要通過天車（或臺(tái)車）集中轉(zhuǎn)運(yùn)，或者輸送輥道單根轉(zhuǎn)運(yùn)。有的縱梁需要翻轉(zhuǎn)之后組裝部分零件再轉(zhuǎn)運(yùn)至下一工位，而有的縱梁不需翻轉(zhuǎn)直接進(jìn)入下一工位。此類工作方式的不同，易造成物流不暢，帶來生產(chǎn)效率低下的問題。

1 裝置結(jié)構(gòu)

本文所述縱梁自動(dòng)翻轉(zhuǎn)輸送裝置[1]，其結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)架1、輸送輥道2、翻轉(zhuǎn)單元3、氣動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，如圖1 所示。機(jī)架用于支撐整個(gè)裝置，輸送輥道設(shè)置于機(jī)架內(nèi)，在輸送輥道的中間設(shè)置有多組固定于機(jī)架上的翻轉(zhuǎn)單元。

圖1 縱梁自動(dòng)翻轉(zhuǎn)輸送裝置

2 結(jié)構(gòu)詳解

車架通常至少需要兩根縱梁組成，所以在輸送縱梁的方向設(shè)置兩組平行的輸送輥道；在輸送輥道的端頭設(shè)置有端頭定位裝置，其作用一是防止縱梁輸送過程中竄出輸送輥道，二是可以使縱梁端頭齊平；在輸送輥道的中間位置設(shè)置有若干豁口，每個(gè)豁口的地方設(shè)置有安裝平臺(tái)，在每個(gè)豁口處設(shè)置翻轉(zhuǎn)裝置[2]，翻轉(zhuǎn)裝置通過螺釘固定在安裝平臺(tái)上；在靠近輸送輥道的端頭定位一端設(shè)置有低支撐輥道；在該裝置的兩側(cè)設(shè)置有安全裝置。

輸送輥道主要由機(jī)架和固定在機(jī)架上的若干包膠輥[3]組成。

包膠輥有中心軸，在中心軸上設(shè)置有包膠輥筒，包膠輥筒通過軸承與中心軸聯(lián)結(jié)。在包膠輥一端設(shè)置有雙排鏈輪。所有包膠輥通過從動(dòng)鏈條使雙排鏈輪聯(lián)結(jié)在一起，每個(gè)包膠輥從動(dòng)鏈條上都設(shè)置有鏈條漲緊裝置[4]，用于包膠輥的平穩(wěn)傳動(dòng)。

在機(jī)架的中部設(shè)置減速電機(jī)安裝平臺(tái)，減速電機(jī)固定在減速電機(jī)安裝平臺(tái)上，減速電機(jī)安裝座上端設(shè)置有兩個(gè)被動(dòng)鏈輪安裝孔，兩個(gè)被動(dòng)鏈輪分別通過軸承安裝在被動(dòng)鏈輪安裝孔中，被動(dòng)鏈輪在軸承的作用下相對(duì)于減速電機(jī)安裝座樞轉(zhuǎn)；減速電機(jī)通過調(diào)節(jié)螺柱連接在減速電機(jī)安裝座上；減速電機(jī)的輸出軸上固定有主動(dòng)鏈輪，主傳動(dòng)鏈條包繞主動(dòng)鏈輪然后包繞一個(gè)被動(dòng)鏈輪，并將所有包膠輥上的雙排鏈輪連接。

為了保證縱梁在輸送過程中不會(huì)偏離輸送輥道，在輸送輥道上設(shè)置若干立輥，輸送輥道在輸送縱梁時(shí)，立輥保證縱梁始終在立輥之間運(yùn)行，不會(huì)偏離輸送輥道。立輥包括立輥支架，立輥支架通過螺釘固定在機(jī)架上，在立輥支架上固定一根立輥導(dǎo)向軸，導(dǎo)向輥通過軸承與立輥導(dǎo)向軸連接在一起，當(dāng)縱梁輸送發(fā)生偏離時(shí)，就會(huì)碰到立輥，立輥能夠限制縱梁的繼續(xù)偏離，立輥上的導(dǎo)向輥被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，減少縱梁與立輥之間的摩擦，且有助于縱梁回正。

固定支架通過螺釘固定在機(jī)架的安裝平臺(tái)上。升降支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括在固定支架上表面設(shè)置有四個(gè)導(dǎo)向軸，導(dǎo)向軸通過螺釘固定在固定支架上且相互平行；固定支架中部設(shè)置一通孔，在固定支架上表面下方安裝有升降氣缸，升降氣缸的氣缸桿穿過上述通孔且運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)向軸軸向平行，在氣缸桿的前端固定頂塊，頂塊的前端為平面；在每個(gè)導(dǎo)向軸上套裝有軸套，軸套能在導(dǎo)向軸的作用下沿軸向滑動(dòng)。為了保證滑動(dòng)效果在軸套與導(dǎo)向軸之間設(shè)置有無油軸承[5]。軸套固定在升降支架上，升降支架的下端與升降氣缸氣缸桿固定的頂塊平面接觸，頂塊為階梯設(shè)計(jì)，一階梯狀壓塊套裝頂塊然后固定在升降支架上，靠近平面?zhèn)葹榇蠖诉@樣在氣缸桿伸出時(shí)就能把升降支架頂起，在氣缸桿收回時(shí)把升降支架拉回，頂塊的階梯設(shè)計(jì)與階梯狀壓塊為間隙配合，為了防止機(jī)械加工等因素的影響造成運(yùn)行不暢的現(xiàn)象發(fā)生。

翻轉(zhuǎn)單元主要由固定支架、升降支架驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、升降支架、翻轉(zhuǎn)臂和接料臂及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。升降支架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降支架安裝于固定支架上，在升降支架上鉸接有翻料臂和接料臂，同時(shí)在升降支架上還安裝有翻料臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和接料臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

在每個(gè)翻轉(zhuǎn)單元的外側(cè)設(shè)置有三面環(huán)繞的支撐架，在支撐架的上表面翻轉(zhuǎn)單元的兩側(cè)安裝無動(dòng)力包膠輥，無動(dòng)力包膠輥的兩端固定在支撐架上，無動(dòng)力包膠輥與輸送輥道上包膠輥平行且等高。多組無動(dòng)力包膠輥組成支撐輥道，翻轉(zhuǎn)裝置位于支撐輥道中間；在支撐架的側(cè)面設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，對(duì)安全起到防護(hù)。

翻料臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括在升降支架上設(shè)置二組第一轉(zhuǎn)軸孔。一組第一轉(zhuǎn)軸孔給翻料臂使用。在翻料臂上設(shè)置與升降支架上的第一轉(zhuǎn)軸孔相對(duì)應(yīng)的第二轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸穿過第一轉(zhuǎn)軸孔和第二轉(zhuǎn)軸孔把翻料臂和升降支架連接在一起。翻料臂能夠繞轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)。另一組第一轉(zhuǎn)軸孔給接料臂使用。在接料臂上設(shè)置與升降支架上的第一轉(zhuǎn)軸孔相對(duì)應(yīng)的第三轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸穿過第一轉(zhuǎn)軸孔和第三轉(zhuǎn)軸孔把接料臂和升降支架連接在一起。接料臂能夠繞轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)。翻料氣缸的翻料缸筒通過鉸軸組件固定在升降支架上。翻料氣缸桿通過關(guān)節(jié)軸承固定在翻料臂上，通過翻料氣缸桿的伸縮帶動(dòng)翻料臂繞轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)。當(dāng)翻料氣缸桿縮回時(shí)，翻料臂上表面與包膠輥上表面平行。

接料臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括接料氣缸的接料缸筒通過鉸軸組件固定在升降支架上。接料氣缸桿通過關(guān)節(jié)軸承[6]固定在接料臂上，通過接料氣缸桿的伸縮帶動(dòng)接料臂繞轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)。當(dāng)接料氣缸桿縮回時(shí)，接料臂上表面與包膠輥上表面平行。在翻料臂和接料臂帶動(dòng)縱梁旋轉(zhuǎn)時(shí)，為防止縱梁受重力作用下滑而不可控，在所有的翻料臂上設(shè)置安裝在同一個(gè)基準(zhǔn)上的翻料擋塊，所有翻料擋塊形成一個(gè)統(tǒng)一基準(zhǔn)。在所有的接料臂上設(shè)置接料擋塊，所有接料擋塊安裝在同一基準(zhǔn)上。當(dāng)升降氣缸縮回時(shí)，翻料氣缸和接料氣缸縮回時(shí)，翻料臂和接料臂的上表面與包膠輥平行且略低于包膠輥上表面，方便縱梁運(yùn)輸通過。同側(cè)的翻料擋塊與接料擋塊交叉布置，避免在翻料時(shí)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

本裝置在執(zhí)行運(yùn)輸、頂升和翻轉(zhuǎn)時(shí)，所有工作過程均為提前根據(jù)縱梁的工藝需求，編譯成程序輸入到控制系統(tǒng)中，由控制系統(tǒng)自動(dòng)控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成，期間無需人工干預(yù)。對(duì)翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全防護(hù)，在翻轉(zhuǎn)的周邊設(shè)置機(jī)械裝置包圍，不會(huì)因?yàn)榉D(zhuǎn)裝置外漏造成安全隱患。在每個(gè)輥道旁邊設(shè)置安全組件，當(dāng)人員進(jìn)入操作區(qū)之后，會(huì)觸發(fā)光電開關(guān)信號(hào)，此時(shí)整個(gè)裝置會(huì)進(jìn)行鎖定狀態(tài)，任何的自動(dòng)動(dòng)作均無法進(jìn)行。當(dāng)操作人員完成操作之后，兩側(cè)共同檢查操作區(qū)域是否安全，分辨復(fù)位兩邊的操作站對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行解鎖，執(zhí)行機(jī)構(gòu)才會(huì)進(jìn)行下一步的動(dòng)作，由兩側(cè)不同的人員分辨檢查，共同操作，才能對(duì)系統(tǒng)解鎖，這樣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了雙重保護(hù)，使整個(gè)裝置更加安全。