带同步升降的可伸缩精定位输送设备的制作方法

本发明创造属于自动化设备领域，具体涉及一种对大型托盘或物品的带同步升降的可伸缩精定位输送设备。

背景技术：

在某自动化项目中，需要将带有工件定位功能的托盘由烘箱外侧输送到烘箱内部，对工件进行高温加热加压，托盘大小1250mmx1200mmx50xmm，重量约120Kg。托盘在水平方向的移动距离可调整，分别为2m及2.1m，托盘在垂直方向的升降距离为65mm。由于托盘在输送过程中，整个升降机构的重心发生变动，因此输送设备必须采用同步升降的方式，在长距离输送过程中，烘箱内部无法架设导轨，因此输送设备采用可伸缩结构。

目前国外虽有类似设备，但都工期较长，价格昂贵，不适合在高温环境下应用，并且设备精度不能满足工艺要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造提出一种带同步升降的可伸缩精定位输送设备

包括精定位托盘、同步举升装置以及托盘输送装置；

所述精定位托盘包括托盘主体框架；

所述同步举升装置包括举升基座、气动举升机构、同步平衡机构以及举升框架；

举升基座包括基座主体；

气动举升机构包括两套举升气缸及其气缸安装支架，四个举升导向轴、四套轴套及其轴套安装支架；两套举升气缸的缸体分别通过各自相应的气缸安装支架安装在基座主体相对的两侧上，举升气缸的伸缩杆(活塞杆)顶部则与举升框架底部固接；四个举升导向轴安装在举升框架的四个角落下部，与四个举升导向轴相匹配的四个轴套安装在基座主体的四个角落上；

同步平衡机构包括四个剪刀叉臂，四个滚轮以及四套滚轮导向架；

每两个剪刀叉臂由一个小转轴铰接而组成一组剪刀叉机构；两组剪刀叉机构的剪刀叉臂处于小转轴后侧的上、下两端部分别与对应位于上方的举升框架和位于下方的基座主体转动连接；剪刀叉臂处于小转轴前侧的上、下两端部各自安装一滚轮，举升框架和基座主体相应位置固装有滚轮导向架，滚轮在相应的滚轮导向架内横向滑动并受到滚轮导向架在纵向方向上的移动限制；

举升框架用于安装托盘输送装置。

进一步，所述精定位托盘的托盘主体框架1的前侧和后侧各设有若干托盘定位块；

还包括托盘定位装置，托盘定位装置包括对应所述托盘定位块并限制其向外位移的托盘定位滚轮，滚轮调整组件、定位支架；

滚轮调整组件包括L块、滚轮安装架以及调整螺钉；

定位支架固定连接于基座本体上，L块以及滚轮安装架安装在定位支架上，托盘定位滚轮安装在滚轮安装架上。

所述托盘定位装置还包括到位检测元器件，其包括到位检测支架，接近开关；到位检测支架安装在定位支架上，接近开关安装在到位检测支架上，检测托盘的有无以及到位情况。

所述托盘输送装置包括：

固定框架，其包括固定基座及两组框架侧板；两组框架侧板各通过前、后两个固定基座固装于举升框架之上，且两组框架侧板相平行；

每组框架侧板中间滑动安装有一中叉，中叉下表面固装有一齿条，中叉前端、后端对应装有一前链轮、后链轮，每组框架侧板上方还滑动安装有一位于中叉上方的上叉，上叉上还装有用于对托盘主体框架限位的导向块；

每组框架侧板内还各设有前、后链条，前链条一端固接于上叉下表面中部，中间经过并与前链轮啮合，另一端固接于固定于前固定基座上的链条安装支架；后链条一端固接于上叉下表面中部，中间经过并与后链轮啮合，另一端固接于后固定基座上的链条安装支架；

还包括伺服电机、行星减速机；其中伺服电机连接行星减速机，行星减速机连接到一组框架侧板上，每组框架侧板对应安装有一传动齿轮，两组框架侧板的传动齿轮的转动轴之间通过一长联轴器连接，行星减速机输出轴与所在侧的框架侧板的传动齿轮的转动轴通过联轴器连接，每组框架侧板还设有多个与中叉下表面固装的齿条相啮合的齿条齿轮，其中一个齿条齿轮与对应的传动齿轮相啮合。

所述精定位托盘的托盘主体框架的框内还设有若干工件定位块。

所述同步举升装置限位支架，限位支架安装在基座主体上，用于举升框架在下降位置的限位。

所述举升基座还包括基座调整块、基座腿，基座腿安装在基座下部，基座调整块设于基座腿之下，基座腿与基座调整块之间装有调节螺栓，用于调整整个台面的水平度及高度尺寸。

两组剪刀叉机构的剪刀叉臂的处于小转轴同一侧的上、下两端部各自对应通过一个大转轴相连，分别位于上、下方的大转轴则与对应位于上方的举升框架和位于下方的基座主体通过轴承转动连接。

整套设备可以增加风管对从烘箱出来的托盘进行降温。

相对于现有技术，本发明创造依靠托盘定位装置进行定位，定位精度高；采用伺服电机来控制输送精度，定位准确；减少了以往设备在输送、升降过程中的震动，防止工件在输送过程中发生翻转、倾覆；可以适应特定条件下工件输送的要求，达到同步举升，同步输送的目的

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明整体的立体效果示意图；

图2为本发明精定位托盘结构示意图；

图3为本发明同步举升装置结构示意图；

图4为本发明托盘定位装置结构示意图；

图5为本发明托盘输送装置结构示意图。

图6为图5中部分局部剖视放大示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

该设备(如图1所示)主要由精定位托盘、同步举升装置、托盘定位装置以及托盘输送装置组成。

精定位托盘(如图2所示)包括托盘主体框架1，托盘主体框架1的框内设有若干工件定位块4，托盘主体框架1的边侧设有若干托盘定位块5。

工件定位块4主要用途包括工件在起始位置的定位，在烘箱内部对工件进行加热加压后的定位，并且可兼容多种尺寸工件。图中工件(2、3)放置于由工件定位块4所限定的区域内，工件定位块安装在托盘主体框架上，防止在输送过程中滑出，托盘定位块安装在托盘主体框架两侧。

同步举升装置(如图3所示)包括举升基座、气动举升机构、限位支架14、同步平衡机构以及举升框架20。

举升基座包括基座调整块6、基座腿7和基座主体8；调整块与地面连接，4个基座腿安装在基座下部，基座腿与调整块之间装有调节螺栓，用于调整整个台面的水平度及高度尺寸。

气动举升机构包括两套举升气缸9及其气缸安装支架10，四个举升导向轴11、四套轴套12及其轴套安装支架13；两套举升气缸9的缸体分别通过各自相应的气缸安装支架10安装在基座主体8相对的两侧上，举升气缸9的伸缩杆(活塞杆)顶部则与举升框架20底部固接；四个举升导向轴11安装在举升框架20的四个角落下部，与四个举升导向轴11相匹配的四个轴套12通过对应的轴套安装支架13安装在基座主体8的四个角落上。

限位支架14安装在基座主体8上，用于举升框架20在下降位置的限位。

同步平衡机构包括四个剪刀叉臂15，两个大转轴16、两个小转轴17，四个滚轮18以及四套滚轮导向架19；

每两个剪刀叉臂15由一个小转轴17铰接而组成一组剪刀叉机构。两组剪刀叉机构的剪刀叉臂15的处于小转轴17同一侧的上、下两端部各自对应通过一个大转轴16相连，分别位于上、下方的大转轴16则与对应位于上方的举升框架20和位于下方的基座主体8通过轴承转动连接，也就相当于剪刀叉臂15处于小转轴17同一侧(图3中为后侧)的上、下两端部分别与对应位于上方的举升框架20和位于下方的基座主体8转动连接；剪刀叉臂15处于小转轴17另一侧(图3中为前侧)的上、下两端部各自安装一滚轮18，举升框架20和基座主体8相应位置固装有滚轮导向架19，滚轮18在相应的滚轮导向架19内横向滑动并受到滚轮导向架19在纵向方向上的移动限制。

举升框架20用于安装托盘伸缩输送装置。

当两侧举升气缸9同时举升，举升导向轴11沿轴套12竖直向上(纵向)移动，

由于2个举升气缸会存在的不同步以及托盘输送到烘箱后整个举升结构重力发生变化，4个导向轴所受弯矩不同，因此同步平衡机构采用剪刀叉结构，随着举升框架20的向上移动，剪刀叉臂15一侧以大转轴16为轴心相对基座主体8、举升框架20转动，另一侧安装的滚轮18在气缸推力的作用下在基座主体8、举升框架20对应安装的滚轮导向架19内做横向方向上的滑动，由于受到滚轮导向架19纵向位移的限制，使得举升框架20的整体升降幅度也受到限制，但同时因两个叉臂对应端部通过大转轴16连接，单侧叉臂铰接处通过小转轴17连接，当一侧受力时，另外一侧会通过剪刀叉臂传递相应的力矩，从而使举升框架同步升降，达到同步举升的效果。

托盘定位装置(如图4所示)用于托盘在初始位置的定位，其包括16个托盘定位滚轮21，4套滚轮调整组件、定位支架22以及到位检测元器件；

滚轮调整组件包括L块23、滚轮安装架24以及调整螺钉；

到位检测元器件包括到位检测支架25，接近开关26。

定位支架22固定连接于基座本体8上，滚轮调整组件包括L块23，滚轮安装架24以及调整螺钉，L块23以及滚轮安装架24安装在定位支架22上，托盘定位滚轮21安装在滚轮安装架24上。

在本实施例中，托盘主体框架1设有四个托盘定位块5，两两为一组分别位于托盘主体框架1的前侧和后侧(如图1和图2所示，本文所称的前侧和后侧通常是以托盘被水平输送时的前进、后退的方向而定的)，每个托盘定位块5所对应的托盘定位滚轮21则分布的规律是：位于前侧的托盘定位块5的对应托盘定位滚轮21分别限制其向前和向外侧的偏移；位于后侧的托盘定位块5的对应托盘定位滚轮21分别限制其向后和向外侧的偏移，图4局部放大图中所示的四个托盘定位滚轮21则有两个限制托盘定位块5向外侧的偏移，两个限制托盘定位块5向后的偏移。

在整个托盘下降过程中，托盘上的托盘定位块5在托盘定位滚轮21滑动配合和限位的作用下，顺利滑入托盘定位装置所限定的范围内，实现精确定位；到位检测支架安装在定位支架22上，接近开关26安装在到位检测支架25上，检测托盘的有无以及到位情况。

托盘输送装置(如图5和图6所示)包括：

固定框架，其包括固定基座27及两组框架侧板28；两组框架侧板28各通过前、后两个固定基座27固装于举升框架20之上，且两组框架侧板28相平行；

每组框架侧板28中间滑动安装有一中叉38，中叉38下表面固装有一齿条36，中叉38前端、后端对应装有一前链轮41、后链轮(图中未示出)(链轮41通过链轮支架40安装在中叉38上)，每组框架侧板28上方还滑动安装有一位于中叉38上方的上叉39，上叉39上还装有用于对托盘主体框架1限位的导向块43(如图5所示，每个上叉上有两对导向块，每对导向块43分别对应托盘主体框架1的一角)；

每组框架侧板28内还各设有前、后链条(42所示为前链条)，前链条一端固接于上叉39下表面中部，中间经过并与前链轮41啮合，另一端固接于固定于前固定基座27上的链条安装支架44；后链条一端固接于上叉39下表面中部，中间经过并与后链轮(图中未示出)啮合，另一端固接于后固定基座上的链条安装支架；

还包括伺服电机29、行星减速机30；其中伺服电机29连接行星减速机30，行星减速机30连接到一组框架侧板28上，每组框架侧板28对应安装有一传动齿轮32，两组框架侧板28的传动齿轮32的转动轴之间通过一长联轴器37连接，行星减速机30输出轴与所在侧的框架侧板28的传动齿轮32的转动轴通过联轴器31连接，每组框架侧板28还设有多个与中叉38下表面固装的齿条36相啮合的齿条齿轮(33、34、35)，其中一个齿条齿轮(如图中的33)与对应的传动齿轮32相啮合。

两侧传动部件依靠万向联轴器37同步传动。伺服电机带动行星减速机传动，从而带动传动齿轮32旋转，传动齿轮32带动齿条齿轮33旋转，齿条齿轮33旋转带动齿条36向前(或向后)移动，从而带动中叉38向前(或向后)移动，随着中叉的移动，链条经过中叉链轮，上叉以2倍于中叉的速度向前(或向后)移动，从而带动托盘向前(或向后)移动。通过控制伺服电机的转速可以控制整个托盘移动的速度，而同理，伺服电机的转动的圈数也决定了上叉移动的距离。

本实施例通过托盘的输送实现对工件的加热及加压，可在完全实现自动化生产和应用。

设备的运动参数如下：

升降行程65mm，升降时间4s。

平移输送行程2000mm以及2100mm，最大可输送行程2200mm，其中输送至2000mm的时间为8s。

整套设备可以增加风管对从烘箱出来的托盘进行降温。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。