异步循环物料交换库的制作方法

本发明涉及一种物料存放交换装置，特别是一种异步循环物料交换库。

背景技术：

在大型的装备制造行业(例如汽车制造厂等)，多种零部件进入总装线时，需要分类，集中，存放备用。多种备用材料堆放在总装线边，占地面积大，品种型号搁置没规律，工位操作人员选用工件时要在许多材料筐或架中无序行走，因而存在大量的无效作业和无效时间的支出，增加了劳动强度，降低了工作效率。并且，这种状况无法实现总装线边物料配备和选用的自动化改造，严重制约了生产效率的提高。虽然人们一直在寻求解决这种困境的方法，但由于这类工件的体积大，重量大，线边空间有限，所以目前尚未有较理想的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的既是设计一种方便使用的物料存放和转换装置，以提高场地利用率，使工人避免无效作业，减少无效时间支出，从而降低劳动强度，提高工作效率。同时，为实现总装线边物料配备自动化创造条件，以提高生产效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种异步循环物料交换库，包括同轴双层链轮及链轮组，双层四边形链环，吊篮，断口式四边形导轨环，框架，传动装置及电控装置。

所述的同轴双层链轮，是在一个轴杆上分前后连接了两个链轮，链轮与轴杆连接形式有三种：一种是前链轮通过销键与轴杆固定连接，后链轮与轴杆活动连接，在轴杆的另一端固定连接有传动轮；一种是后链轮与轴杆固定连接，而前链轮与轴杆活动连接，轴杆的另一端也连接有传动轮；还有一种是前后两个 链轮都与轴杆活动连接，轴杆的另一端不连接有传动轮。这种结构，使前轮和后轮都在同一个轴心上旋转，但前轮与后轮的旋转动作又是各自独立的，彼此互不联动和影响。当在轴杆的另一端上连接的传动轮被驱动时，与轴杆固定连接的链轮转动，而与轴杆活动连接的链轮则不转动。

所述的同轴双层链轮组，就是在框架的一个面上，有四个如前述的同轴双层链轮，相对应装在四个角上，形成一个组合。在这个组合中，其中一个是前轮固定连接，后轮活动连接，轴杆的另一端延长至框架外，连接有传动轮并与驱动电机连接；一个是后轮固定连接，而前轮活动连接，轴杆另一端延长至框架外，连接有传动轮并与驱动电机连接；另外两个则是前后轮均为活动连接，轴杆的另一端固定连接在框架上。

所述的双层四边形链环，既是两个链环，一个配合在前述同轴双层链轮组的前轮组上；一个配合在后轮组上；前后两个链环均呈四边形状。在所述前后两个链环上，分别等距离连接了两个挂轴件，而前链环上的两个挂轴件与后链环上的两个挂轴件，在链条延伸方向上，也有差位距离，这个差位距离在链条行走过程中会有变化，但不能重叠或相交。

所述的吊篮是承载物料(料筐)的装置，它有一个底，有立起的边框，在底边的四角外侧装有导向轮，在边框上部中间位两边外侧有挂轴，挂轴与链环上的挂轴件配合。其中有两个吊篮的挂轴较短，穿挂在前链环的挂轴件上；另外两个吊篮的挂轴较长，穿挂在后链环的挂轴件上。当链环运行时，即牵动吊篮行走移位。

所述的断口式四边形导轨环，是依据吊篮底部导向轮的行走路线设计的，吊篮上的导向轮嵌入轨道的道槽内，限制了吊篮在被链条牵动行走时可能产生的摆动、倾斜或错位，保证了吊篮运行动作的平稳和准确。所述四边形导轨环的 上边轨道，有两个与前述双层链条的交叉点，在这里有断口，可以使挂在链条上的吊篮挂轴顺利通过。该导轨环的四角均为90°弧形。在导轨环的上边轨道和下边轨道的内侧槽边上，对应的有两个开口，是为了吊篮竖向行走时其内侧导向轮通过。

所述的框架是承载和连接前述各部件的主体，其两内侧壁上连接装配前述诸部件，使形成一个完整的库，其前方是上料口，料筐从这个方向装入吊篮；其后方是取料口，操作人员从这个位置把工件取走。

所述的传动装置和电控装置均设计在框架外侧，这样是使链轮、链条、吊篮、导轨等部件的机械动作能有更好的运行空间。

综上所述，在一个大的框架里，其内测两壁对称装配了同轴双层链轮组和双层四边形链环，在对称的前链环上通过链条上连接的挂轴件等距离悬挂了两个吊篮；在对称的后链环上也等距离悬挂了两个吊篮，前后两链条上的吊篮保持差位距离。前轮组及链环与后轮组及链环，不同步运转，而以每次六分之一环长的节奏差时运转。既如果前轮组及链环运转时，后轮组及链环停止不动，而前轮组及链环牵引吊篮运行六分之一环距后停止，让出空位，此时后轮组及链环牵引吊篮运转，补位，运转六分之一环距后停止，前轮组及链环再开始运行，补位...........如此循环运转，则每一个吊篮都可以转换到框架前方的入料口和框架后方的取料口。为防止吊篮在运行中有摆动、倾斜或错位，设计了四边形导轨环，在其与双层链条交叉点上有断口，使吊篮上的挂轴可以通过。

本发明的优点在于

其一，是使物料存放立体化，使地面和空间的利用率提高一倍；其二，是使物料存放不再受摆放秩序的影响和限制，每一种集装的物料都可以自由的立体流动到设定位置，无需刻意规定每种物料的固定编排位置，这为投送和选取物 料都提供了极大方便；其三，是减少了工位操作人员的无效作业和无效时间的支出，人在取料口一个位置上操作就可以了，不再为选料取料在料架中往复行走，这大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率；其四，是为实现总装线边物料的输送和配备的自动化，创造了条件。例如，在本装置上设计了自动上料和退出空筐的装置，再配以agv小车，即可实现输送和配备物料的自动化。

附图说明

图1是同轴双层链轮以及前轮固定连接的剖视图；

图2是同轴双层链轮以及后轮固定连接的剖视图；

图3是同轴双层链轮以及前后轮均为活动连接的剖视图；

图4是同轴双层链轮组和双层四边形链环示意图；

图5是断口式四边形导轨环视图；

图6是链轮组、链环和导轨环配合的示意图；

图7是吊篮示意图；

图8是吊篮悬挂示意图；

图9是主要部件配合连接示意图；

图10是整体组装简化视图；

图11、图12、图13、图14是承物吊篮循环动作程序示意图。

具体实施方案

参见图1，图2，图3，本发明中的重要部件同轴双层链轮，有三种形式：

参见图1，是在轴杆1上分前后连接了两个链轮2和3，其中前链轮2通过销键5与轴杆1固定连接，而后链轮3与轴杆活动连接，在轴杆1的另一端通过销键6固定连接了传动轮4。这种形式，如果传动轮4被驱动时，则前轮2转动，而后轮3不转动；

参见图2，是在轴杆1′上连接了前链轮2′和后链轮3′，其中的后轮3′通过销键5′与轴杆固定连接，而前轮2′与轴杆活动连接，轴杆另一端通过销键6′固定连接了4′，这种形式，如果传动轮4′被驱动，则后轮3′转动，而前轮2′不转动；

参见图3，是在轴杆7上同样活动连接了前链轮8和后链轮9，轴杆的另一端不连接有传动轮，这是一种从动形式，与主动轮形成配合。

上述几种形式的双层链轮，前后轮都可在同一个轴心上旋转，但它们的旋转动作又是相对独立的，彼此互不联动和影响。

参见图4，有4个同轴双层链轮构成一个组合，其中一个是前轮2与轴杆1固定连接，后轮3与轴杆活动连接，轴杆另一端连接有传动轮4；其中一个是后轮3′与轴杆1′固定连接，前轮2′与轴杆活动连接，轴杆另一端连接有传动轮4′；而另外两个则是前后轮同为活动连接，轴杆另一端不连接有传动轮。这样，前轮2，2′，8′，8既形成一个前轮组，而后轮3，3′，9′，9既形成一个后轮组。在前轮组上配合了四边形链条环10，成为前链环；在后轮组上配合了四边形链条环11，成为后链环。在前链环10上，等距离连接了挂轴件12和12′，在后链环11上，也等距离连接了挂轴件13和13′。而挂轴件12、12′与挂轴件13、13′之间，在链条延伸方向上也有差位距离，这个距离可能随链条的运行而发生变化，但不能无限小和重叠。当传动轮4被驱动时，与轴杆1固定连接的前轮2开始旋转，从而带动前轮组及链环运转，而此时后轮组及链环不动；当传动轮4′被驱动时，与轴杆1′固定连接的3′开始旋转，从而带动后轮组及链环运转，此时前轮组及链环则不动。

参见图5，图6，本发明的断口式四边形导轨环14，与前述链轮组及链环匹配连接在框架边壁上，轨道环14的上边轨道与双层链环的链条有两个交叉点， 在这里设计了两个断口15和15′；在轨道环的上边道槽和下边道槽的内侧槽壁上，有对称的开口16和16′，轨道环14的四角为90°弧形。

参见图7，本发明的吊篮17，其底部四角外侧装有导向轮18，在其边框上部的中间部两外侧有挂轴杆19。

参见图8，本发明的吊篮挂轴杆与链环上的挂轴件配合，其中有较短的挂轴杆与前链环10上的挂轴件12、12′(吊篮图形略)穿挂；有较长的轴杆与后链环11上的挂轴件13、13′(吊篮图形略)穿挂。

根据对图5、图6、图7、图8的描述，参见图9，本发明的吊篮17在全套装置中有4只，其中有两只通过短的挂轴杆连接在前链环上；有两只通过长的挂轴杆连接在后链环上。当吊篮上的挂轴杆被链条牵引行走到与导轨交叉处时，导轨上的断口15、15′可以令其通过。当每只吊篮竖向行走时，其外侧底边上的导向轮嵌入导轨环竖向道槽里，其内侧底边上的导向轮，通过导轨环横向道槽内侧边上的开口16和16′，走出或进入横向导轨；当每只吊篮横向行走时，则两侧导向轮同时嵌入轨道的道槽。

参见图10，本发明的同轴双层链轮组、双层四边形链环、断口式四边形导轨环，均为双副，对称的装配在框架双侧内壁上，平行的悬挂吊篮。

参见图11、图12、图13、图14，是本发明的承物吊篮异步循环动作程序分解。如果把图11的吊篮位置设为初始状态，若吊篮20、20′等距离挂在前链环上，则吊篮21、21′就等距离挂在后链环上，(反之，若20、20′在后链环上，则21、21′就在前链环上)此时，吊篮20所处位置a，是上料位，既物料或工件在这个位置装入吊篮；吊篮21′所处的位置f，是取料位，既工人操作位，其他位置b，c，d，e，都是存储和过度位。如果链条运行方向是逆时针的，则前链环先运行自身周长的1/6距离，吊篮20上行到b位，吊篮20′下行到e位， 呈图12所示形状，然后停顿；这时后链环开始运转1/6环距，吊篮21左横向行走到d位，吊篮21′右横向行走到a位，呈图13形状，然后停顿；这时前链环再开始运行，使吊篮20上行到c位，吊篮20′下行到f位，呈图14形状，然后停顿；后链环再开始运行……

以此类推，用这样的差时异步动作，循环运行，每一个位置上的吊篮都可以交换到a位，既上料位，或者f位，既取料位。

这种动作的循环，以逆时针或顺时针方向运行均可，故此，在实际操作中，可以根据要选用的材料从所处的位置转到取料位，或使空筐转到上料位，动作最快，用时最少为标准，来混合调控机构运行方向，实现物料交换的目的。