本文介绍了一种新型物料自动化存储管理生产线,可实现汽车底盘车架纵梁高效连续的自动化存储、生产。该生产线占地空间小,可并行运行,并能够自动化连线运行,可帮助汽车生产企业降低劳动成本,提高生产效率。
为实现汽车底盘车架纵梁高效连续的自动化生产,我们研发设计了一种新型物料管理生产线。该生产线运料机构多元化,占地空间小,可直接给加工设备配料、送料,也可并行给各存储区配料、存储,还可由存储区向加工设备配料、送料,可实现在线、并行和全自动化的运行,在降低劳动成本的同时有效提高了生产效率。
本文对这一新型纵梁自动化存储管理生产线的结构组成、工作原理进行了详细介绍。
结构组成
新型纵梁自动化存储管理生产线(见图1)的结构特点是:送料辊道机构、端头定位装置、升降机构、推料定位机构和链式上料输送机构;在送料辊道机构两侧设置有纵梁固定存料区;在送料辊道机构和纵梁固定存料区的上方,设置有工作范围覆盖整个区域的龙门吸盘行吊;右侧夹钳送进机构和左侧夹钳送进机构设置在送料辊道机构的两侧,与送料辊道机构衔接,可以提供加工生产时所需要的梁。
1.送料辊道机构
送料辊道机构(见图2)的结构特点是:在送料辊道机构中安装有端头定位机构,辊道支架底部装有减速电动机;辊道支架上每隔一定的间距装有导向板和侧压辊轮装置;辊道上设置对射开关,用于检测不同位置上是否有梁(梁的长度4~12m);辊道支架上装有导向板和侧压辊轮装置起到导向和防止梁发生偏移的作用。在辊道支架上设置有若干个动力辊,动力辊通过链轮、链条与电动机连接进行传动。
2.推料定位机构
推料定位机构(见图3)的结构特点是:在有导轨的安装架上安装有推料定位气缸;推料定位气缸的活塞杆前端与连接板连接,连接板侧面通过螺钉跟滑块连接,连接板的后端安装有固定销块;在固定销块上安装定位销,通过推料定位气缸的伸缩推动连接板上的定位销来完成推料和定位的动作。该推料定位机构主要起到两方面的作用,即:定位和推料。
3.升降机构
升降机构(见图4)的结构特点是:包括一端安装在送料辊道机构上的支撑架,通过销轴固定在支撑架上的升降支撑件;升降气缸的前端与关节轴承连接,通过关节轴承与升降支撑件铰接;升降气缸尾端铰接在送料辊道机构上;耐磨板固定在升降支撑件上;接近开关固定在挡块上。
该机构是通过升降气缸的伸缩来完成纵梁的抬起和放下动作。
4.端头定位机构
端头定位机构(见图5)的结构特点是:包括固定在送料辊道机构端头上的支座,支座上装有导向机构和挡板;导向机构含两个导柱和复位弹簧,挡板通过弹簧、导柱连接,可沿导柱移动。工作时,安装在支座上的检测开关,检测挡板是否被梁推动到位,确认梁端头到位后发信号停止送料,完成对纵梁的纵向定位。
5.链式上料输送机构
链式上料输送机构(见图6)的结构特点是:安装在链条支架上的联轴器、减速电动机和长短不一的轴将5条链条支架连接在一起,链条的端头,靠近送料辊道机构上的端头定位机构设定为第一接料位,通过检测装置检测有无梁存在;固定支座的一侧(即装有减速电动机的一侧)安装有行程开关,用于检测梁是否到达此位置(即终点),并发出信号。
6.龙门吸盘行吊
龙门吸盘行吊(见图7)的结构特点是:包括6个支撑主架,支撑主架通过长梁和跨接横撑连接组成一个龙门框架;移动行吊横梁可沿长梁上的导轨移动,横梁上装有由水平驱动装置、竖直提升驱动装置和吸盘组成的吸盘行吊传动机构,水平驱动装置安装在吸盘行吊传动机构的外侧,竖直提升驱动装置安装在吸盘行吊传动机构的内侧,吸盘装在竖直提升驱动装置的下端。
吸盘为电永磁铁,给短时正向脉冲后励磁并保持,断电后不失磁,需反向通电去磁; 两套水平驱动装置的吸盘可以在纵梁存料区任意位置(就近原则)取梁,并且在规定的存料区范围内放料。水平驱动装置的中间分别加检测开关、感应块,防止水平驱动装置相撞。
工作原理
放在链式上料输送机构两侧的上料支撑辊上面的两根纵梁,由上一道工序的辊压出料道进入纵梁存料区的送料辊道机构之前,首先需要进行定位,由控制系统确定:纵梁运往加工设备1号线(或2号线)直接加工,还是直接放到固定存料区。在纵梁还没有进入进料辊道之前,安装在送料辊道机构上的推料定位机构的推料气缸的活塞杆需要伸到最长状态,将定位销移到进料辊道的另一侧以便完成定位动作;等纵梁到达端头停止后,推料定位气缸的活塞杆缩回将定位销靠近推动纵梁,完成对纵梁的定位。再由龙门式吸盘机构上的吸盘将纵梁放到1号线(或2号线)上进行加工,或者放到固定存料区上暂存。根据上面的工序循环进行,直到存料区上放满纵梁为止。
确定纵梁需要放到链式上料输送机构上暂存时,推料定位机构的推料定位气缸保持初始状态,当纵梁到达端头定位机构停止后,通过安装在送料辊道机构一侧的梁端检测装置上的检测开关进行检测。靠近送料辊道机构一侧的位置设定为第一接料位,当第一接料位上没有纵梁时,升降机构将纵梁抬起,推料定位机构的推料定位气缸的活塞杆伸出带动定位销,将纵梁沿着耐磨板推到升降机构上安装的挡块内侧定位后,安装在端头上的接近开关发出信号,推料定位机构停止推料,推料定位机构的推料定位气缸缩回;升降机构中的升降气缸活塞杆缩回,升降机构降到初始状态。纵梁恰好落在链式上料输送机构上,链条带动纵梁开始运动。通过减速电动机控制传动链条移动,将纵梁运到指定位置(此距离根据梁的宽度来设定)时停止,在减速电动机轴末端加一个编码器,通过编码器能准确地确定纵梁移动的距离。反复循环直到链条上放满纵梁为止。固定支座的一侧(即装有减速电动机的一侧)安装有发信开关,用于检测纵梁到达此位置(即终点)后,即纵梁已排满,此时循环停止不再放梁。
结语
本生产线与纵梁加工设备嵌入式配置,并有专门的推料定位机构和升降机构、链式上料输送机构,既能起到输送纵梁的作用,又能起到存放纵梁的作用。龙门式吸盘行吊横跨整个存料区域,两组吸盘行吊能在U形梁存料区范围内的任何位置(就近原则)进行吸梁。此外,本生产线运料机构多元化,既可直接给加工设备配料、送料,也可并行给各存储区配料、存储,还可由存储区向加工设备配料、送料;可实现在线、并行和全自动化运行。
本生产线采用新型分料机构,对汽车U形纵梁进行分流存储管理,综合优势突出:
(1)自动分料机构嵌入式安装在传输辊道中,不占用其他场地空间;
(2)固定存料区和移动存料区结合使用。固定存料区可自动分层垛料;移动存料区,采用循环链式传动机构,使物料平铺移动,实现物料长距离转运;两种存料区可互相调用、协调供给。
(3)独具特色的龙门式的吸盘搬运装置,可以在各个存料区间实现跨区转运,并可实现任意位置(一般采取就近原则)取梁、任意位置放下纵梁。
(4)工作节拍适合纵梁车间最快的工序要求:来料即运离,生产无停顿,极大地缩短了物料加工运输中所需要的时间。
如上所述,新型纵梁自动化存储管理生产线在送料辊道机构、推料定位机构、升降机构、端头定位机构、链式上料输送机构和龙门式吸盘行吊等方面采用了设计创新,使以上几个机构有效地结合在一起,形成一个能满足高效率、高速度和高精度需求的自动化生产线,打破了以前那种单独存储、单独运料的局面。
实践证明,该系统能够快速地将梁吊离并搬运至固定存料区或者加工生产线上,大大地缩短了纵梁的运输和加工时间,极大地提高了生产效率。