一種Pickup小車平穩運行結構的應用

摘要：Pickup小車平穩運行的精確定位導向結構，能夠取代傳統的升降用剪刀架機械結構的方式，從根本上解決多層剪刀架結構易應力集中而頻繁斷裂的問題。精確定位導向裝置包括地面導向銷及固定導向柱、高位導向兩大部分，地面導向銷及固定導向柱用于小車取放件時的X/Y/Z三向高精度定位，高位導向用于小車在高位行走時的X/Y向穩定及平衡。技術應用中同時采用拉繩式編碼器，使板件Z向精確定位，提升調整便利性和定位檢測精確度。

關鍵詞：Pickup小車;剪刀架;精確定位導向;拉繩式編碼器

中圖分類號：U461

文獻標識碼：A

0 引言

多層剪刀架式Pickup小車實現白車身生產過程中分總成零部件自動運輸到主線的功能。

多層剪刀架結構用于輔助小車升降及行走運動過程中的定位及平衡，其極易受加工誤差累積導致應力集中，剪刀架橫梁中間銷孔及連接桿階梯軸處為頻繁斷裂點，且往往呈現首次斷裂后整套結構各處會加速頻繁斷裂[1]。

Pickup小車實現白車身生產過程中分總成零部件自動運輸到主線的功能，一個動作循環包括在取件位停止——下降到位——勾取零件——上升到位——平移到放件位上空——下降到位——放料——上升到位——平移到取件位。

1 單鏈葫蘆升降、多層剪刀架輔助升降和平移式的Pickup小車結構存在的缺陷

（1）Pickup小車在自動吊運零件時需要反復執行升降和平移運動，多層剪刀架結構用于輔助兩個自由度一定精度運動的平衡時極易受加工誤差累積導致應力集中，剪刀架橫梁中間銷孔及連接桿階梯軸處為頻繁斷裂點，且往往呈現首次斷裂后整套結構各處會加速頻繁斷裂，故障率高、維護耗時及維護成本高[2]。

（2）車身車間Pickup小車受限于使用空間和自重限制，剪刀架橫梁采用矩形鋼管制作，壁厚較薄，反復升降和平移運動造成的沖擊易導致橫梁在長期使用過程中變形（特別是啟停沖擊），易導致取放和搬運零件時精度不夠，造成停線和零件報廢。

（3）受限于剪刀架質量較大和易應力集中等弊端，Pickup小車的生產節拍存在一定的限制（高速啟停極易破壞結構）。

（4）單鏈葫蘆升降起吊時，起吊力只作用于剪刀架底部框架的中心點，剪刀架受力不平衡，易加劇剪刀架結構的斷裂和變形。

2 四向皮帶升降、多層剪刀架輔助升降和平移式的Pickup小車結構存在的缺陷

（1）多層剪刀架結構缺陷與前一種結構的1～3點相同。（2）四向皮帶結構在升降精確到位檢測上，利用剪刀架垂直伸縮產生的活動端水平位移變化來觸發機械式形程開關，因垂直運動距離與其產生的水平位移距離比率較大，通過調整開關位置來控制垂直精確定位點，其調整存在一定的難度，且耗時長，另剪刀架結構變形會導致垂直定位點漂移，引發取件故障。

（3）與第一種結構相比，皮帶固定于剪刀架底部四邊形框架的四個角，升降穩定性有一定提升，起吊時能夠減少對剪刀架的沖擊，但皮帶自身較軟的特性導致升降和平移運行時對剪刀架的沖擊仍然存在。

3 改進

3.1 新技術所要解決的技術問題

（1）消除多層剪刀架結構易應力集中而頻繁斷裂的問題。

（2）提升X/Y/Z三向定位精度，消除剪刀架結構輔助升降定位精度低下的弊端。

（3）解決Pickup小車運動穩定性差、維護便利性差、生產效率低、維護成本高、節拍一定程度上受限的問題。

3.2 新技術解決上述技術問題采取的技術方案

取消多層剪刀架結構，在取料位、放料位旁以及小車本體上增加精確定位導向銷及喇叭口導向柱結構，實現升降和平移過程中保持平衡和精確定位的功能。

采用拉繩式編碼器進行升降位置的精確定位，替代機械式行程開關。

3.3 新技術帶來的有益效果

（1）結構消除多層剪刀架結構易應力集中、單個部件易變形、精確定位點調整難且易漂移、節拍受限的弊端。

（2）結構采用精確定位導向結構，100%保證小車取放件精確到位，提升小車運動穩定性，大幅提升設備的運行穩定性，月均停機故障率由195min降低至45min，同時提升維護便利性，降低維護成本和設備制造成本。

（3）結構采用拉繩式編碼器替代機械式行程開關，確保板件縱向定位精準，同時提升調整便利性和定位檢測精確度（精度由1.00mm提升至0.05mm）。

（4）大幅減少Pickup小車本體負載，提升單體設備生產節拍0.5J/h。

3.4 技術創新點

（1）首次采用精確定位導向結構，取代傳統的升降用剪刀架機械結構的方式，從根本上解決多層剪刀架結構易應力集中而頻繁斷裂的問題。

（2）精確定位導向裝置包括地面導向銷及固定導向柱、高位導向兩大部分，地面導向銷及固定導向柱用于小車取放件時的X/Y/Z三向高精度定位，導向銷與導向套配合偏差≤0.15mm，確保百分之百精確入銷;高位導向用于小車在高位水平行走時的X/Y向穩定及平衡。結構簡單，可維護性強，大幅提升Pickup小車的運動穩定性。

實際生產證明：相比于剪刀架輔助結構，增加線旁及小車本體的精確定位導向，可保證Pickup小車在取件、放件過程中的精確定位，確保板件的位置一致性精度;同時中間部位增加升降拉繩式編碼器，提升定位精度，確保取放件時穩定運行。

該應用完全考慮Pickup小車的輕量化設計，降低負載及提升穩定性，同時將結構簡易化，以及維護便利性等充分考慮在內，基于以上內容完成此次優化。

4 結束語

本文基于Pickup小車自動輸送系統，介紹了一種使小車平穩運行的結構，其技術與目前相關技術相比，可大幅提升設備的運行穩定性，提升維護便利性，提升生產效率，降低維護成本和設備制造成本，具有廣泛地推廣應用價值，而且該系統已全面推廣到其他區域。

【參考文獻】

[1]余汪洋.自行小車懸掛輸送系統的研究現狀與發展趨勢[J]，中國工程機械學報，2011（3）：122-125.

[2]王燕，杜敏，李樹農.電動自行小車輸送系統的結構及選用[J].煤礦機械，2002，24（4）：130-134.