CN104097894B - 一种自动升降辊床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动升降辊床。包括升降驱动机构、升降导向机构、水平输送辊床。所述的升降驱动机构包括基座、升降驱动变频电机及减速机、齿轮齿条传动机构、升降摆轮机构；所述的升降导向机构包括导轮、导轨、导轨安装座及导轮安装座；所述的基座上安装有辊床上升和下降到位检测开关，所述的水平输送辊床包括传动辊子、传动辊安装支架、输送驱动装置等。本发明在升降过程中运行平稳，可以实现任意位置瞬间停止，并且结构简单、安装方便。相对于同步带式传动，承载大，精度高，升降距离大，使用安全，稳定，经久耐用，适合于汽车白车身总成生产线各种工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车白车身焊装线领域，尤其涉及一种自动升降辊床。
背景技术
在现有汽车白车身焊接生产线中，白车身的顶升与输送有多工位同时升降往复杆式输送、单工位升降划撬式输送。前者设计、安装控制复杂，后者控制简单、灵活，焊装线中多采用后者的方式。针对后者，结构也有多种形式。包括气缸顶升式驱动辊床、电机驱动同步带轮及同步带传动式升降辊床和电机驱动连杆式升降辊床。此三种结构升降不平稳，精度低。气缸顶升式驱动辊床升降停止位置少，升降速度慢，受气压影响过程不稳定，停止位置冲击力大。电机驱动同步带轮及同步带传动式升降辊床精度受升降高度的影响，升降位置越高，精度越低；由于使用两根同步带，很难保证两根同步带的负载相同，因此使用过程中，容易出现一根同步带断裂，造成辊床一头摆臂下落，辊床倾斜，出现安全事故。而且同步带在辊床下部很难安装与更换，后期维护成本高。电机驱动连杆式升降辊床电机驱动连杆式升降辊床由于连接部分铰链较多，各个铰链轴负载较大，容易出现断铰链轴的现象。而且，连接机构晃动比较大，对驱动电机轴造成一定冲击，安全隐患较大。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种具备外观简洁、紧凑、运行平稳，精度高、后期维护方便，适合各种白车身焊装线等特点的自动升降辊床。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种自动升降辊床，包括升降驱动机构、升降导向机构、水平输送辊床，所述的升降驱动机构包括基座、升降驱动变频电机及减速机、齿轮齿条传动机构、摆轮机构，所述的变频电机尾部安装有绝对值旋转编码器，所述的齿轮齿条传动机构包括主动齿轮、齿条、从动齿轮和摆臂，所述的变频电机及减速机安装在基座一侧，所述的变频电机及减速机的输出轴与主动齿轮通过键方式连接，所述的变频电机及减速机的旋转带动主动齿轮旋转，所述的主动齿轮旋转带动齿条水平线性运动，所述的齿条底部安装有三个滑块，所述的基座上水平安装有滑轨，所述的滑块与滑轨的精密配合，所述的齿条线性运动带动辊床两头两个从动齿轮同步转动，从动齿轮与摆臂同时安装在同一从动齿轮的轴上， 所述的摆臂的偏心轮由滚针轴承等组成，通过摆臂在180度内旋转，带动辊床Z方向升降。所述的水平输送辊床两侧均匀分布有四个升降导向机构，导轮安装方式是其径向朝向导轨X或Y方向，沿精加工导轨Z向滚动。所述的X方向指辊床的长度方向，所述的Y方向指辊床的宽度方向，所述的Z方向指辊床的高度方向。
所述的基座上安装有辊床上升和下降到位检测开关，所述的主动齿轮靠近安装在减速机轴肩上，所述的齿条分成三段式安装：一段与主动齿轮啮合，另外两端两段齿条与从动齿轮啮合，所述的主动齿轮和从动齿轮与齿条啮合部分均安装有防尘保护装置，所述的滑轨两端安装有齿条线性运动的超程检知开关，所述的主动齿轮和从动齿轮与齿条啮合部分均安装有防尘保护装置，所述的滑轨两端安装有齿条线性运动的超程检知开关。
所述的从动齿轮与摆轮机构同轴，所述的从动齿轮两侧均设置两铸钢轴承座，所述的摆轮机构设置在轴承座外侧，所述的摆轮机构与从动齿轮的轴通过张紧套连接，所述的摆轮机构端部安装有滚针轴承，所述的升降导向机构包括活动导向轮、固定导轨及导轨安装座，所述的导轮安装座均设置有垫片进行调整，所述的垫片保证导轮与导轨的滚动间隙，所述的活动导向轮都采用印花式弹性垫圈锁紧，所述的四组固定导轨通过定位销垂直安装在基座上。
所述的水平输送辊床包括传动辊子、传动辊安装支架、输送驱动装置，所述的输送驱动装置包括输送变频电机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步带，所述的输送变频电机安装在水平输送辊床下部，所述的传动辊子包括传动轴、传动带轮、传动包胶辊轮、轴承、连接板，所述的传动带轮及传动包胶辊轮与传动轴通过键连接，所述的传动轴两端设置连个轴承，所述的轴承与连接板一起固定在传动辊安装支架上，所述的传动辊子安装支架由薄板折弯而成。
采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：（1）本发明采用齿轮齿条传动，升降过程平稳、精度高、机构性能稳定、安装简单、后期维护方便。（2）本发明升降导向机构安装方便、承载力高，摩擦力小，运行灵活。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明齿轮齿条传动升降机构图；
图3为本发明输送辊床结构示意图；
图4为本发明升降导向机构示意图；
图5为本发明的参数列表；
图中：1、升降驱动机构；2、升降导向机构；3、水平输送辊床；10、升降驱动变频电机及减速机；11、主动齿轮；12、齿条；13、从动齿轮；14、滑块滑轨；15、摆轮机构；16、基座； 20、输送变频电机；21、主动同步带轮； 22、从动同步带轮；23、同步带；24、耐磨板；25、辊床支架；30、导轮；31、导轨；32、导轨安装座；33、导轮安装座。
具体实施方式
下面根据说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的解释。
如图1所示，一种自动升降辊床，包括升降驱动机构1、升降导向机构2、水平输送辊床3，通过升降驱动机构1，水平输送辊床3在升降导向机构2导引下，实现升降。
如图2、3、4所示，所述的升降驱动机构1包括基座16、升降驱动变频电机及减速机10、齿轮齿条传动机构、摆轮机构15，所述的变频电机尾部安装有绝对值旋转编码器，它可以准确记录电机停止位置并反馈给PLC，PLC可以自动控制电机任意位置启动、运行、停止。所述的齿轮齿条传动机构包括主动齿轮11、齿条12、从动齿轮13和摆臂，所述的变频电机及减速机安装在基座16一侧，所述的变频电机及减速机的输出轴与主动齿轮11通过键方式连接，所述的变频电机及减速机的旋转带动主动齿轮11旋转，所述的主动齿轮11旋转带动齿条12水平线性运动，所述的齿条12底部安装有三个滑块，所述的基座16上水平安装有4米左右长滑轨，所述的滑块滑轨14的精密配合，从而保证了齿条12在水平方向线性运动的精度与平稳性。所述的齿条12线性运动带动辊床两头两个从动齿轮13同步转动，从动齿轮13与摆臂同时安装在同一从动齿轮13的轴上， 所述的摆臂的偏心轮由滚针轴承等组成，通过摆臂在180度内旋转，带动辊床Z方向升降。所述的水平输送辊床3两侧均匀分布有四个升降导向机构2，导轮30安装方式是其径向朝向导轨31X或 Y方向，沿精加工导轨31Z向滚动。所述的X方向指辊床的长度方向，所述的Y方向指辊床的宽度方向，所述的Z方向指辊床的高度方向。在辊床升降过程中，保证了前后与左右方向的稳定，从而保证辊床升降过程任意位置停止时的精度。
所述的基座16上安装有辊床上升和下降到位检测开关，它们及时反馈给PLC辊床升降到位后信号，然后PLC再进行下一步指令。所述的升降驱动方式是齿轮齿条加摆轮式。减速机输出轴通过键直接与主动小齿轮相连接，在满足减速机输出轴许用径向力条件下，所述的主动齿轮11靠近安装在减速机轴肩上，在传动距离范围内，为了减少了齿条12加工成本并且简化了齿条12的安装方式，所述的齿条12分成三段式安装：一段与主动齿轮11啮合，另外两端两段齿条12与从动齿轮13啮合，根据辊床升降速度要求，经过计算减速比选择2:1，所述的主动齿轮11和从动齿轮13与齿条12啮合部分均安装有防尘保护装置，所述的滑轨两端安装有齿条12线性运动的超程检知开关及防撞挡块，它们为传动过程提供双重安全保护。所述的主动齿轮11和从动齿轮13与齿条12啮合部分均安装有防尘保护装置，所述的滑轨两端安装有齿条12线性运动的超程检知开关。
所述的从动齿轮13与摆轮机构15同轴，所述的从动齿轮13两侧沿轴向均匀分布设置两铸钢轴承座，其具有很高的支撑精度，从而保证了摆臂的回转精度，并且具有很小的摩擦力矩，使摆臂回转灵活。摆轮机构15与从动轴通过张紧套连接，摆轮机构15端部安装有高精密滚针轴承，单个轴承径向动态载荷达3.2吨，便于安装时调整四个摆轮在同一高度。摆臂与辊床接触点由重载滚针轴承等组件组成，在顶升过程中，由于轴承的自转，大大减少了与辊床的摩擦，降低了噪音。此种升降驱动方式运行承载大，升降距离大，精度高，使用安全，稳定，安装方便。我公司承接的某汽车厂海外项目已经采用本发明辊床：升降辊床及相关总重量1.7吨；升降距离550mm；升降驱动变频电机采用3KW；应用结果显示，升降时间分别是2.95秒。满足参数要求。
后期维护不需要安排备件，一次性投入，经久耐用。所述的摆轮机构15设置在轴承座外侧，所述的摆轮机构15与从动齿轮13的轴通过张紧套连接，所述的摆轮机构15端部安装有滚针轴承，所述的升降导向机构2包括活动导向轮、固定导轨31及导轨安装座32，所述的导轮30安装座均设置有垫片进行调整，所述的垫片保证导轮30与导轨31的滚动间隙，所述的活动导向轮都采用印花式弹性垫圈锁紧，所述的四组固定导轨31通过定位销垂直安装在基座16上。
升降导轮30内部采用精密滚针轴承，精度与承载力高，摩擦力小，运行灵活。设置四组升降导轮30均匀安装在辊床侧面，每个导轮30安装座均有垫片进行调整，保证导轮30与导轨31的滚动间隙；每个导轮30都采用印花式弹性垫圈锁紧，保证导轮30连续转动的可靠性。导轨31采用45#钢经过热处理，保证高硬度和耐磨性，对应的四组导轨31垂直安装在基座16上；导轨31安装时保证一定的平行度和垂直度，从而保证导轮30顺畅的升降。
如图3所示，所述的水平输送辊床3包括传动辊子、传动辊安装支架、输送驱动装置，所述的输送驱动装置包括输送变频电机20、主动同步带轮21、从动同步带轮22、同步带23，所述的输送变频电机20安装在水平输送辊床3下部，所述的传动辊子包括传动轴、传动带轮、传动包胶辊轮、轴承、连接板，所述的传动带轮及传动包胶辊轮与传动轴通过键连接，保证了传动辊轮的稳定性。包胶辊轮包胶硬度达90-93，承载1吨。辊床支架25主要由6mm板折弯件组成，在保证刚度的前提下，有效减轻了辊床的重量。输送变频电机20采用1KW；输送距离6米；输送时间7.8秒；满足参数要求。
所述的传动轴两端设置连个轴承，所述的轴承与连接板一起固定在传动辊安装支架上，所述的传动辊子安装支架由薄板折弯而成。可以有效降低辊床重量，符合节能减排的要求。
如图4所示，升降导向机构2包括辊床长度和宽度；两方向导轮30、导轨31、导轨安装座32、导轮安装座33。升降导向机构2均匀分布在辊床前后、左右四个位置。此机构中导轮30作为活动组件，活动组件通过垫片调整与导轨31的配合间隙。导轨31采用45#钢经过热处理，具有高硬度和耐磨性，并通过发蓝处理达到防锈的效果。导轨31作为固定组件通过连接销固定安装在基座16上，安装时通过专用设备检测4根导轨31平行度。辊床与导轮组件连接，沿精密导轨31上下运动，大大保证辊床升降过程精度。
所述的齿轮齿条传动机构以精度高、结构简单、传动平稳、安全可靠为目标设计。所述的升降导向机构2导轮30采用精密滚针轴承，精度与承载力高，摩擦力小，运行灵活。本发明重点考虑这两个方面，可以广泛用于各种白车身焊接工艺。
Claims (1)
1.一种自动升降辊床，包括升降驱动机构、升降导向机构、水平输送辊床，其特征在于所述的升降驱动机构包括基座、升降驱动变频电机及减速机、齿轮齿条传动机构、摆轮机构，所述的变频电机尾部安装有绝对值旋转编码器，所述的齿轮齿条传动机构包括主动齿轮、齿条、从动齿轮和摆臂，所述的变频电机及减速机安装在基座一侧，所述的变频电机及减速机的输出轴与主动齿轮通过键方式连接，所述的变频电机及减速机的旋转带动主动齿轮旋转，所述的主动齿轮旋转带动齿条水平线性运动，所述的齿条底部安装有三个滑块，所述的基座上水平安装有滑轨，所述的滑块与滑轨的精密配合，所述的齿条线性运动带动辊床两头两个从动齿轮同步转动，从动齿轮与摆臂同时安装在同一从动齿轮的轴上， 所述的摆臂的偏心轮由滚针轴承等组成，通过摆臂在180度内旋转，带动辊床Z方向升降，所述的水平输送辊床两侧均匀分布有四个升降导向机构，导轮安装方式是其径向朝向导轨X或Y方向，沿精加工导轨Z向滚动,所述的X方向指辊床的长度方向，所述的Y方向指辊床的宽度方向，所述的Z方向指辊床的高度方向，所述的基座上安装有辊床上升和下降到位检测开关，所述的主动齿轮靠近安装在减速机轴肩上，所述的齿条分成三段式安装：一段与主动齿轮啮合，另外两端两段齿条与从动齿轮啮合，所述的主动齿轮和从动齿轮与齿条啮合部分均安装有防尘保护装置，所述的滑轨两端安装有齿条线性运动的超程检知开关，所述的从动齿轮与摆轮机构同轴，所述的从动齿轮两侧均设置两铸钢轴承座，所述的摆轮机构设置在轴承座外侧，所述的摆轮机构与从动齿轮的轴通过张紧套连接，所述的摆轮机构端部安装有滚针轴承，所述的升降导向机构包括活动导向轮、固定导轨及导轨安装座，所述的导轮安装座均设置有垫片进行调整，所述的垫片保证导轮与导轨的滚动间隙，所述的活动导向轮都采用印花式弹性垫圈锁紧，四组所述的固定导轨通过定位销垂直安装在基座上，所述的水平输送辊床包括传动辊子、传动辊安装支架、输送驱动装置，所述的输送驱动装置包括输送变频电机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步带，所述的输送变频电机安装在水平输送辊床下部，所述的传动辊子包括传动轴、传动带轮、传动包胶辊轮、轴承、连接板，所述的传动带轮及传动包胶辊轮与传动轴通过键连接，所述的传动轴两端设置连个轴承，所述的轴承与连接板一起固定在传动辊安装支架上，所述的传动辊子安装支架由薄板折弯而成。
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