多托盤柔性加工中心單元的托盤交換技術(shù)*

王世鵬 邵連英 王俸林

(①大連華根機(jī)械有限公司，遼寧大連 116620;②大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧大連 116024)

柔性制造單元(FMC)在早期是作為簡單和初級的柔性制造技術(shù)而發(fā)展起來的。它在MC的基礎(chǔ)上增加了托盤自動交換裝置或機(jī)器人、刀具和工件的自動測量裝置、加工過程的監(jiān)控功能等。其一般由1～2臺數(shù)控機(jī)床與物料傳送裝置組成，有獨(dú)立的工件儲存站和單元控制系統(tǒng)，能在機(jī)床上自動裝卸工件，甚至自動檢測工件，可實(shí)現(xiàn)有限工序的連續(xù)生產(chǎn)，適于多品種小批量生產(chǎn)應(yīng)用。通常FMC有兩種結(jié)構(gòu)形式:托盤交換式和工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)式。本文提出了采用托盤鏈?zhǔn)捷斔徒粨Q結(jié)構(gòu)形式。

1 托盤鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)概述

鏈?zhǔn)酵斜P交換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。托盤上裝夾有工件，在加工過程中，它與工件一起流動，類似通常的隨行夾具。環(huán)形工作臺用于工件的輸送與中間存儲，托盤座在環(huán)形導(dǎo)軌上由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈拖動而回轉(zhuǎn)，每個托盤座上有地址識別碼。

當(dāng)一個工件加工完畢，數(shù)控機(jī)床發(fā)出信號，由上下料驅(qū)動裝置將加工完的工件(包括托盤)拖至回轉(zhuǎn)臺的空位處，然后由托盤驅(qū)動裝置將加工完的工件(包括托盤)轉(zhuǎn)至手動上下料區(qū)對應(yīng)工位，再由上下料驅(qū)動裝置拖至手動上下料區(qū)，由操作者進(jìn)行卸料，并裝上待加工工件;同時待加工工件(包括托盤)轉(zhuǎn)至上下料區(qū)對應(yīng)工位，然后將待加工工件推至上下料區(qū)，由上下料驅(qū)動裝置拖至交換區(qū)，再由加工中心的交換裝置將待加工工件移至加工區(qū)定位加工。

2 托盤識別技術(shù)

托盤座在環(huán)形導(dǎo)軌上由內(nèi)側(cè)的環(huán)鏈拖動而回轉(zhuǎn)，每個托盤座上都有獨(dú)有的地址識別碼，在托盤座(帶托盤及工件)回轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)需要某地址碼的托盤座停在組合行程開關(guān)處的工位上時，組合行程開關(guān)首先檢測到該地址碼的托盤座(帶托盤及工件)要通過組合行程開關(guān)處，就向系統(tǒng)發(fā)出信號，系統(tǒng)收到信號后就發(fā)出指令，通過圖1的托盤驅(qū)動裝置6制動，使該地址碼的托盤座(帶托盤及工件)停在組合行程開關(guān)處。

3 上下料的鏈?zhǔn)津?qū)動機(jī)構(gòu)

圖3中的驅(qū)動鏈輪3推動鏈條運(yùn)動，鏈條沿上下料軌道6運(yùn)動，同時(圖4)壓板1壓緊滾輪4，壓板和上下料軌道2控制鏈條沿上下料軌道運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)鏈條的“推”動作。

某地址碼的托盤座停在組合行程開關(guān)處的工位上后，根據(jù)需要系統(tǒng)發(fā)出上下料指令，圖3中的驅(qū)動鏈輪3運(yùn)轉(zhuǎn)推動托盤1和托盤座2沿上下料軌道6直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)上下料功能。

4 結(jié)語

本文提出了托盤交換的鏈?zhǔn)津?qū)動機(jī)構(gòu)，鏈條環(huán)形驅(qū)動，可以節(jié)約空間;鏈可隨意增長或縮短，便于系列化工位擴(kuò)展。鏈條驅(qū)動推拉傳動上料機(jī)構(gòu)，占用空間小，且結(jié)構(gòu)布置靈活;該上下料機(jī)構(gòu)運(yùn)動靈活，應(yīng)用廣泛、具有很強(qiáng)的通用性;鏈條的“推”動作實(shí)現(xiàn)，防止鏈條翻擺，實(shí)現(xiàn)托盤準(zhǔn)停功能。該結(jié)構(gòu)技術(shù)要求低，結(jié)構(gòu)簡單，便于生產(chǎn)、裝配、調(diào)試、維護(hù);生產(chǎn)成本低;具有較好市場前景。

［1］武振業(yè).柔性制造單元(FMC)及其優(yōu)化研究［J］.西南交通大學(xué)學(xué)報，1989(4):57 －64.

［2］趙葛霄.FMS的運(yùn)儲系統(tǒng)及搬運(yùn)機(jī)構(gòu)選擇［J］.機(jī)械制造，2001(12):30－32.

［3］鮑可進(jìn).柔性制造單元中的托盤交換［J］.機(jī)械工業(yè)自動化，1995(2):24－26.

［4］孫大海.FMC托盤交換中對共面度問題的解決［J］.機(jī)械工程師，1995(5):17－18.