解析幾種常用的多工位輸送機(jī)構(gòu)

彭威

摘 要：在自動(dòng)化加工、裝配中，為了把工序分散，提升產(chǎn)能，使用多工位是一種常見(jiàn)的方式，如何輸送就是實(shí)現(xiàn)多工位的核心，機(jī)構(gòu)的方式不同，對(duì)整機(jī)的尺寸、速度、精度、成本等有較大的影響。本文解析市面上幾種常見(jiàn)的多工位輸送機(jī)構(gòu)，供大家參考

關(guān)鍵詞：多工位輸送 工序分散 自動(dòng)化加工

中圖分類(lèi)號(hào)：TH22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（b）-00-02

市面上多工位輸送，基本分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是治具不動(dòng)，產(chǎn)品移動(dòng)；另一種是產(chǎn)品由于各方面的限制，不能單獨(dú)移動(dòng)，那么實(shí)現(xiàn)的方法就是和治具一起移動(dòng)。以下主要針對(duì)第二種方式，解析市面上幾種常見(jiàn)的多工位輸送機(jī)構(gòu)，供大家參考。

1 常用的多工位輸送機(jī)構(gòu)

1.1 多工位輸送機(jī)構(gòu)1

圖1就是一種常用的多工位輸送機(jī)構(gòu)，由多個(gè)治具、分度盤(pán)、分度機(jī)構(gòu)、電機(jī)組成，最常用的組合方式是減速電機(jī)+離合器+凸輪分割器+轉(zhuǎn)盤(pán)+治具的方式，正常的運(yùn)轉(zhuǎn)方式是減速電機(jī)啟動(dòng)后一直轉(zhuǎn)動(dòng)，靠離合器的通斷控制停止時(shí)間，凸輪分割器的常用的工位數(shù)可以為2，3，4，5，6，8，10，12。凸輪分割器是一種分度機(jī)構(gòu)，在主動(dòng)軸一直轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位，停止，再轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位，再停止的循環(huán)動(dòng)作，看到這里，不知道大家有沒(méi)有思考一個(gè)問(wèn)題：既然凸輪分割器本身可以實(shí)現(xiàn)分割功能，那么可不可以和電機(jī)直接連接，取消離合器，可不可行？一般來(lái)講，離合器在這里還是有作用的，因?yàn)橐话愕倪\(yùn)轉(zhuǎn)中，總是希望分割器轉(zhuǎn)的時(shí)間盡量短（<1s，甚至<0.5s），而希望停止的時(shí)間盡量長(zhǎng)（>2s，甚至>3s），而凸輪分割器由于結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)原理的限制，一般分割時(shí)間和停止時(shí)間的比值不能做的過(guò)小（一般不小于1∶1），不能滿足靈活多變的設(shè)計(jì)要求，這時(shí)，可以通過(guò)離合器的通斷，斷開(kāi)分割器和電動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力，使分割器停止的時(shí)間加長(zhǎng)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。分割的精度主要有凸輪分割器的精度決定，輸出精度一般≤±50''。高者可達(dá)≤±30''[1]凸輪分割器也可以用中空旋轉(zhuǎn)平臺(tái)替換，要和伺服電機(jī)配合使用，精度可達(dá)≤±5''，成本會(huì)增加，而且盤(pán)面尺寸不能太大（<600mm），離合器+減速電機(jī)的組合也可以用伺服電機(jī)代理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度更快。

還有一種是直接使用DDR旋轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，分割數(shù)可以人工任意調(diào)節(jié)，靈活性好，速度快，最高精度可達(dá)≤±0.5''直驅(qū)式旋轉(zhuǎn)電機(jī)（DDR）是DD馬達(dá)的一種，DD馬達(dá)也叫直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。由于其輸出力矩大，因此有些公司將該產(chǎn)品直接稱(chēng)為力矩伺服。與傳統(tǒng)的電機(jī)不同，該產(chǎn)品的大力矩使其可以直接與運(yùn)動(dòng)裝置連接，從而省去了諸如減速器、齒輪箱、皮帶輪等連接機(jī)構(gòu)，因此才會(huì)稱(chēng)其為直驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于一般該型電機(jī)都配置了高解析度的編碼器，因此使該產(chǎn)品可以達(dá)到比普通伺服高一個(gè)等級(jí)的精度。又由于采用直接連接方式，減少了由于機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的定位誤差，使得工藝精度得以保證[2]。另對(duì)于部分凸輪軸控制方式，一方面減少了由于機(jī)械結(jié)構(gòu)摩擦而產(chǎn)生尺寸方面的誤差，另一方面也對(duì)安裝，使用時(shí)的噪音等方面降低了很多。

1.2 多工位輸送機(jī)構(gòu)2

上面的布局是方形的，有時(shí)由于客戶場(chǎng)地的限制，需要布置成長(zhǎng)方形，這時(shí)就需要一種直線是多工位輸送機(jī)構(gòu)，如圖2所示。

圖2所示機(jī)構(gòu)由直線滑軌、治具、直線驅(qū)動(dòng)組件、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件、定位組件組成，整體運(yùn)動(dòng)軌跡為上部向右運(yùn)動(dòng)后旋轉(zhuǎn)到達(dá)下部再向左運(yùn)動(dòng)后旋轉(zhuǎn)回到初始位置。治具固定在滑塊上，可以在直線滑軌上運(yùn)動(dòng)，直線驅(qū)動(dòng)模組有2個(gè)動(dòng)作，一個(gè)上升，使卡塊卡住治具凹槽，另一個(gè)是向右移動(dòng)，使治具向右移動(dòng)，后下降，向左復(fù)位。同時(shí)定位氣缸將治具精定位后，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行裝配等作業(yè)，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)后直到治具到達(dá)最右邊的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件由伺服電機(jī)+中空旋轉(zhuǎn)平臺(tái)+直線滑軌+精加工件組成，會(huì)旋轉(zhuǎn)180°使自帶的上下兩條滑軌A，B與固定的上下兩條滑軌X，Y對(duì)接，由于旋轉(zhuǎn)前是A對(duì)X，B對(duì)Y，旋轉(zhuǎn)后變成A對(duì)Y，B對(duì)X，出現(xiàn)了A和B同時(shí)要對(duì)X，Y做拼接的情況，對(duì)拼接的精度提出了較高的要求，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，一是設(shè)計(jì)上要保證精加工的旋轉(zhuǎn)板與固定的滑軌固定板的外形尺寸要一致，給比較小的尺寸公差，還要保證中空旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心和精加工的旋轉(zhuǎn)板與固定的滑軌固定板的旋轉(zhuǎn)中心一致，可以在精加工的旋轉(zhuǎn)板與固定的滑軌固定板的旋轉(zhuǎn)中心加工組裝定心用的精工藝孔，并精加工一根工藝軸，實(shí)際安裝時(shí)將軸插入作為組裝的基準(zhǔn)。二是在滑軌的選型上盡量選用直徑大一些的鋼珠，原因是大些的鋼珠對(duì)拼接的不平度的包容度大一些。三是在裝配時(shí)對(duì)拼接處的毛刺使用砂紙打磨光滑，接口尺寸<0.05時(shí)可以得到良好的效果。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件將治具從上方軌道旋轉(zhuǎn)到下方軌道后，另外一套直線驅(qū)動(dòng)組件會(huì)實(shí)現(xiàn)和上方軌道的直線驅(qū)動(dòng)組件一樣動(dòng)作，將治具向左邊輸送，直到到達(dá)左邊旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件，然后重復(fù)相同的動(dòng)作，將治具移送到初始位，完成整個(gè)動(dòng)作循環(huán)。

該機(jī)構(gòu)移動(dòng)速度快，定位精度高，無(wú)沖擊，工位數(shù)可以自由設(shè)計(jì)，廣泛適用由于場(chǎng)地限制，寬度尺寸不能增加而又需要多工位的項(xiàng)目。

2 機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)分析

總結(jié)以上兩種機(jī)構(gòu)，一般對(duì)場(chǎng)地沒(méi)有限制的，優(yōu)先選用第一種方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定，成本低，若場(chǎng)地有限制，第二種方案也是一個(gè)良好的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 顏建軍.凸輪分割器：中國(guó)，CN 201455741 U[P].2010.

[2] 唐任遠(yuǎn).特種電機(jī)原理及應(yīng)用[M].2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.