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高效的升降。采用吊點安裝方式能節省大量時間、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

在現代化工業企業中，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，主要應用于車間內部或車間與車間之間輸送各種設備或零部件，實現在生產線上對各工位之間工件的一系列不同工藝處理和加工。已經成為現代自動化生產流程中工藝過程所不可缺少的組成部分，在許多行業的生產線上廣泛應用。特別是在汽車、工程機械等制造業中，智能輸送裝備的優劣對他們的生產效率、產品質量有著很大的影響。但隨著信息技術的發展，在大規模、快節拍、柔性化、高精度的生產制造要求下，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、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，可以用來構成多層次的立體輸送網絡。升降機運行的平穩性和精確性直接影響到整個輸送線的運行速度和質量，是智能輸送裝備的關鍵部位。文章著眼于現代生產中越來越高的物流輸送要求與傳統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 總體結構

通過對市場需求的調研結果進行分析，重新設計此升降機的架構方案。

1.1 機械部分

主要由升降機驅動總成、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、鋼結構組成。驅動采用雙出軸電機減速機作為動力源，驅動部分主要由滾子聯軸器、皮帶輪、制動盤、主軸、制動機構等構成，驅動機構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。

該結構升降同步性能好，提升安全平穩，對軌精度高，易于調整且調整工作量小。

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，以實現速度閉環控制；升降機升降電機配現場維修開關，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生危險。

整條輸送線采用滑觸線來實現數據信息的交換和供電。活動軌道與固定軌道間對接精度高，滑觸線可以穩定過渡，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據，能根據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境中。

2 創新點

（1）傳統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，會產生較大偏心力矩，只能依靠立柱上的導向機構強行糾偏，結果就造成：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.升降機穩定性差?；顒榆壦膸禉C能保證工件重心始終在四個吊點內，升降和導向都很輕松平穩，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）采用驅動變頻閉環控制技術，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。導向機構對升降機起導向作用，保證升降平穩。

（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車間的工作節拍。且皮帶傳動不會出現鏈條傳動所出現的鏈條卡死等現象，省去了鏈條潤滑等環節，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，合理安排生產線流程，節約工件等待時間，加快生產節奏。

（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，只需要利用屋頂吊點安裝就可以了，能節省大量安裝時間、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，既減輕了質量，又可提高對軌精度，也減少了故障率。

3 結束語

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品，能很好的滿足現在各種生產線層間銜接的需求，能高速度、高質量、高效率地完成工件升降轉運任務，在汽車、倉儲、輕工、家電等領域生產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.汽車涂裝車間產能提升過程中升降機瓶頸問題的解決[J].現代涂料與涂裝，2014，4：53-55.

[2]楊海燕.載重升降機PLC控制系統的設計[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。