一种卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置的制作方法

本发明一种自动升降装置，具体是一种卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置。

背景技术：

目前FMS（即柔性制造系统）等数控机床领域的自动化机床加工线，多采用立体仓库普遍使用的堆垛机形式作为自动升降装置，通过该自动装置实现载货台在垂直方向上的往返运动。目前我国多数立体仓库都是采用单立柱结构的巷道堆垛机，这类堆垛机的显著优点是构造简单、巷道宽度比较小，但由于设计和计算方法的限制，这类堆垛机主要存在以下不足：一、结构参数搭配不合理，实际使用中的受力情况比较复杂，立柱通常难以满足机床行业正常工作的刚度要求，且载重小；二、动态性能较差，具体表现在载货台的升降速度及堆垛机的定位精度较低，对机床工作效率造成不利影响；三、这类堆垛机多采用钢丝绳牵拉载货台，提升钢丝绳时的摩擦、振动等使载货台在升降运行中产生较大的噪音。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种安全性及可控性好的卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置，其特征在于：包括顶梁、左立柱、右立柱、底座、载货台和传动机构，所述的左立柱和所述的右立柱的顶端分别固定在所述的顶梁的两侧，所述的底座固定在所述的左立柱和所述的右立柱的底端，所述的顶梁、左立柱、右立柱和底座构成龙门框架，所述的传动机构包括伺服电机、减速器、第一链条、第二链条、主动链轮和多个从动链轮，所述的伺服电机安装在所述的右立柱的一侧的下部，所述的减速器与所述的伺服电机的输出端相连，所述的主动链轮安装在所述的减速器的输出端，所述的多个从动链轮间隔布设在所述的右立柱、顶梁和左立柱上，所述的载货台安装设置在所述的左立柱和所述的右立柱上，所述的载货台上安装有用于叉取安放有工件的托盘的叉取机构，所述的载货台包括载货台本体，所述的载货台本体的两侧分别固定有左支臂和右支臂，所述的左支臂和右支臂分别与所述的左立柱和右立柱滚动连接，所述的第一链条和第二链条同时与所述的主动链轮相啮合，所述的第一链条沿所述的龙门框架设置，所述的第一链条的一端绕过若干所述的从动链轮与所述的载货台本体相连，所述的第一链条的另一端与所述的左支臂的顶端相连，所述的第二链条沿所述的右立柱设置，所述的第二链条的一端绕过若干所述的从动链轮与所述的载货台本体相连，所述的第二链条的另一端与所述的右支臂的顶端相连。

本发明的卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置，其顶梁、左立柱、右立柱和底座构成龙门框架，支撑刚性好，框架高度及宽度调整方便。其载货台上同时连接有第一链条和第二链条，该两根链条由同一主动链轮驱动，带动载货台完成升降动作，运行平稳，当一根链条故障时，另一根链条也能安全带动载货台升降，保证安全，并且可根据不同的承重需要对第一链条和第二链条进行选型，例如，第一链条和第二链条选择16A-2型的链条时，每根链条的承重为11吨，可确保自动升降装置的承重在5吨左右。主动链轮由伺服电机与减速器驱动及控制，运动响应性较高，且对于载货台升降启停时的加速度的可控性好，可有效降低对装置机械结构的冲击。

作为优选，所述的载货台本体与所述的第一链条的连接处设置有第一矩形弹簧，所述的第一矩形弹簧对所述的第一链条起涨紧作用，所述的载货台本体与所述的第二链条的连接处设置有第二矩形弹簧，所述的第二矩形弹簧对所述的第二链条起涨紧作用。通过第一矩形弹簧和第二矩形弹簧实现第一链条和第二链条的涨紧，保证整个链条链轮结构的涨紧度，确保自动升降装置升降动作的准确性。

作为优选，所述的左支臂为内空的筒状，所述的左支臂的底端固定在第一方钢管上，所述的第一方钢管固定在所述的载货台本体上，所述的第一链条的一端与第一连接销轴固定连接，所述的第一连接销轴由下而上穿过所述的第一方钢管，所述的第一连接销轴上套有所述的第一矩形弹簧，所述的第一连接销轴的上端设有外螺纹，所述的第一连接销轴的上端上下套有两个螺帽和一个第一垫片，所述的第一矩形弹簧由所述的第一垫片压紧，所述的第一链条的另一端与第二连接销轴固定连接，所述的第二连接销轴固定在所述的左支臂的顶端；所述的右支臂为内空的筒状，所述的右支臂的底端固定在第二方钢管上，所述的第二方钢管固定在所述的载货台本体上，所述的第二链条的一端与第三连接销轴固定连接，所述的第三连接销轴由下而上穿过所述的第二方钢管，所述的第三连接销轴上套有所述的第二矩形弹簧，所述的第三连接销轴的上端设有外螺纹，所述的第三连接销轴的上端上下套有两个螺帽和一个第二垫片，所述的第二矩形弹簧由所述的第二垫片压紧，所述的第二链条的另一端与第四连接销轴固定连接，所述的第四连接销轴固定在所述的右支臂的顶端。通过螺母和垫片压紧矩形弹簧，结构简单，定位效果好，易于安装，且通过旋紧或旋松螺母即可方便地调整矩形弹簧的压缩量，非常方便。

作为优选，所述的左支臂与所述的第一链条的连接处安装有第一行程开关，所述的第二连接销轴上安装有与所述的第一行程开关相适配的第一感应块，所述的第一链条涨紧时，所述的第一行程开关与所述的第一感应块之间产生感应信号；所述的右支臂与所述的第二链条的连接处安装有第二行程开关，所述的第四连接销轴上安装有与所述的第二行程开关相适配的第二感应块，所述的第二链条涨紧时，所述的第二行程开关与所述的第二感应块之间产生感应信号。当第一链条或第二链条断裂或受力伸长过多时，第一行程开关或第二行程开关即发出报警信号，提醒维修人员对链条进行维护。

作为优选，上述自动升降装置还包括用于测量载货台Y向位置的定位装置，所述的定位装置包括读码器和不锈钢编码尺，所述的读码器安装在所述的左支臂上，所述的不锈钢编码尺安装在所述的左立柱上。

作为优选，所述的左立柱的内侧上下安装有第一行程撞块和第二行程撞块，所述的载货台位于所述的第一行程撞块和第二行程撞块之间，所述的左支臂上安装有与所述的第一行程撞块和第二行程撞块相适配的第三行程开关。当载货台的升降超出预定行程时，第三行程开关会与第一行程撞块或第二行程撞块感应，进而实现断电保护，避免因误操作而引起的载货台运行超程现象。

作为优选，所述的左支臂上安装有左滚轮组件，所述的左滚轮组件包括两个第一导向轮和四个第一钢轮，所述的两个第一导向轮上下安装在所述的左支臂上，所述的两个第一导向轮的轮面承靠在所述的左立柱的内侧面上，所述的四个第一钢轮分两组上下安装在所述的左支臂上，每组包括两个第一钢轮，该两个第一钢轮的轮面分别前后夹紧所述的左立柱；所述的右支臂上安装有右滚轮组件，所述的右滚轮组件包括两个第二导向轮和四个第二钢轮，所述的两个第二导向轮上下安装在所述的右支臂上，所述的两个第二导向轮的轮面承靠在所述的右立柱的内侧面上，所述的四个第二钢轮分两组上下安装在所述的右支臂上，每组包括两个第二钢轮，该两个第二钢轮的轮面分别前后夹紧所述的右立柱。左立柱和右立柱作为载货台运动的导轨，本发明的自动升降装置中，通过四个第一钢轮夹紧左立柱、四个第二钢轮夹紧右立柱，可保证载货台升降动作的平稳性，而在载货台上安装叉取机构后，四个第一钢轮和四个第二钢轮能有效减小大工件力矩对左右立柱的影响，保证整个自动升降装置的稳定性。两个第一导向轮和两个第二导向轮分别与左立柱和右立柱的内侧面接触，在载货台沿左立柱和右立柱升降时，可保证载货台不会在龙门框架内左右晃动，防止链条晃动及伺服电机负载的增大。

作为优选，所述的左立柱的外侧安装有维修梯和电柜。因龙门框架整体高度较高，维修梯的设置便于工人对装置进行保养和维修。

作为优选，所述的读码器为德国倍加福公司提供的型号为WCS3B-LS211D的产品，所述的不锈钢编码尺为德国倍加福公司提供的型号为WCS3-CS70-M1的产品。上述型号的产品用于测量载货台Y向位置时，定位精度达到0.8mm，可有效避免因载货台上安放的不同重量的工件引起的链条弹性拉升所带来的定位误差。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置，其顶梁、左立柱、右立柱和底座构成龙门框架，支撑刚性好，框架高度及宽度调整方便；其载货台上同时连接有第一链条和第二链条，该两根链条由同一主动链轮驱动，带动载货台完成升降动作，运行平稳，当一根链条故障时，另一根链条也能安全带动载货台升降，保证安全，并且可根据不同的承重需要对第一链条和第二链条进行选型；主动链轮由伺服电机与减速器驱动及控制，运动响应性较高，且对于载货台升降启停时的加速度的可控性好，可有效降低对装置机械结构的冲击。

附图说明

图1为实施例中卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置的侧视图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为放大后的图2中B-B剖视图；

图4为图2中C处放大图；

图5为实施例中卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置的后视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：一种卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置，如图所示，包括顶梁11、左立柱12、右立柱13、底座14、载货台和传动机构，左立柱12和右立柱13均由方钢管焊接而成，左立柱12和右立柱13的顶端分别固定在顶梁11的两侧，底座14固定在左立柱12和右立柱13的底端，顶梁11、左立柱12、右立柱13和底座14构成龙门框架，左立柱12的外侧安装有维修梯15和电柜16；传动机构包括伺服电机31、减速器32、第一链条33、第二链条34、主动链轮35和多个从动链轮36，伺服电机31安装在右立柱13的一侧的下部，减速器32与伺服电机31的输出端相连，主动链轮35安装在减速器32的输出端，多个从动链轮36间隔布设在右立柱13、顶梁11和左立柱12上，载货台安装设置在左立柱12和右立柱13上，载货台上安装有用于叉取安放有工件的托盘的叉取机构9，载货台包括载货台本体21，载货台本体21的两侧分别固定有左支臂22和右支臂23，左支臂22和右支臂23分别与左立柱12和右立柱13滚动连接，左支臂22上安装有左滚轮组件，左滚轮组件包括两个第一导向轮41和四个第一钢轮42，两个第一导向轮41上下安装在左支臂22上，两个第一导向轮41的轮面承靠在左立柱12的内侧面上，四个第一钢轮42分两组上下安装在左支臂22上，每组包括两个第一钢轮42，该两个第一钢轮42的轮面分别前后夹紧左立柱12；右支臂23上安装有右滚轮组件，右滚轮组件包括两个第二导向轮51和四个第二钢轮52，两个第二导向轮51上下安装在右支臂23上，两个第二导向轮51的轮面承靠在右立柱13的内侧面上，四个第二钢轮52分两组上下安装在右支臂23上，每组包括两个第二钢轮52，该两个第二钢轮52的轮面分别前后夹紧右立柱13；第一链条33和第二链条34均选用16A-2型的链条，每根链条的承重为11吨，第一链条33和第二链条34同时与主动链轮35相啮合，第一链条33沿龙门框架设置，第一链条33的一端绕过六个从动链轮36与载货台本体21相连，第一链条33的另一端与左支臂22的顶端相连，第二链条34沿右立柱13设置，第二链条34的一端绕过六个从动链轮36与载货台本体21相连，第二链条34的另一端与右支臂23的顶端相连。

实施例1中，载货台本体21与第一链条33的连接处设置有第一矩形弹簧（图中未示出），第一矩形弹簧对第一链条33起涨紧作用，载货台本体21与第二链条34的连接处设置有第二矩形弹簧6，第二矩形弹簧6对第二链条34起涨紧作用；左支臂22为内空的筒状，左支臂22的底端固定在第一方钢管24上，第一方钢管24固定在载货台本体21上，第一链条33的一端与第一连接销轴（图中未示出）固定连接，第一连接销轴由下而上穿过第一方钢管24，第一连接销轴上套有第一矩形弹簧，第一连接销轴的上端设有外螺纹，第一连接销轴的上端上下套有两个螺帽（图中未示出）和一个第一垫片（图中未示出），第一矩形弹簧由第一垫片压紧，第一链条33的另一端与第二连接销轴（图中未示出）固定连接，第二连接销轴固定在左支臂22的顶端；右支臂23为内空的筒状，右支臂23的底端固定在第二方钢管25上，第二方钢管25固定在载货台本体21上，第二链条34的一端与第三连接销轴37固定连接，第三连接销轴37由下而上穿过第二方钢管25，第三连接销轴37上套有第二矩形弹簧6，第三连接销轴37的上端设有外螺纹，第三连接销轴37的上端上下套有两个螺帽61和一个第二垫片62，第二矩形弹簧6由第二垫片62压紧，第二链条34的另一端与第四连接销轴38固定连接，第四连接销轴38固定在右支臂23的顶端。

实施例2：一种卧式加工中心多托盘交换系统用自动升降装置，如图所示，包括顶梁11、左立柱12、右立柱13、底座14、载货台、传动机构和用于测量载货台Y向位置的定位装置，左立柱12和右立柱13均由方钢管焊接而成，左立柱12和右立柱13的顶端分别固定在顶梁11的两侧，底座14固定在左立柱12和右立柱13的底端，顶梁11、左立柱12、右立柱13和底座14构成龙门框架，左立柱12的外侧安装有维修梯15和电柜16；传动机构包括伺服电机31、减速器32、第一链条33、第二链条34、主动链轮35和多个从动链轮36，伺服电机31安装在右立柱13的一侧的下部，减速器32与伺服电机31的输出端相连，主动链轮35安装在减速器32的输出端，多个从动链轮36间隔布设在右立柱13、顶梁11和左立柱12上，载货台安装设置在左立柱12和右立柱13上，载货台包括载货台本体21，载货台本体21的两侧分别固定有左支臂22和右支臂23，左支臂22和右支臂23分别与左立柱12和右立柱13滚动连接，左支臂22上安装有左滚轮组件，左滚轮组件包括两个第一导向轮41和四个第一钢轮42，两个第一导向轮41上下安装在左支臂22上，两个第一导向轮41的轮面承靠在左立柱12的内侧面上，四个第一钢轮42分两组上下安装在左支臂22上，每组包括两个第一钢轮42，该两个第一钢轮42的轮面分别前后夹紧左立柱12；右支臂23上安装有右滚轮组件，右滚轮组件包括两个第二导向轮51和四个第二钢轮52，两个第二导向轮51上下安装在右支臂23上，两个第二导向轮51的轮面承靠在右立柱13的内侧面上，四个第二钢轮52分两组上下安装在右支臂23上，每组包括两个第二钢轮52，该两个第二钢轮52的轮面分别前后夹紧右立柱13；第一链条33和第二链条34均选用16A-2型的链条，每根链条的承重为11吨，第一链条33和第二链条34同时与主动链轮35相啮合，第一链条33沿龙门框架设置，第一链条33的一端绕过六个从动链轮36与载货台本体21相连，第一链条33的另一端与左支臂22的顶端相连，第二链条34沿右立柱13设置，第二链条34的一端绕过六个从动链轮36与载货台本体21相连，第二链条34的另一端与右支臂23的顶端相连；定位装置包括读码器71和不锈钢编码尺72，读码器71安装在左支臂22上，不锈钢编码尺72安装在左立柱12上，本实施例中，读码器71选用德国倍加福公司提供的型号为WCS3B-LS211D的产品，不锈钢编码尺72选用德国倍加福公司提供的型号为WCS3-CS70-M1的产品，其定位精度达到0.8mm。

实施例2中，载货台本体21与第一链条33的连接处设置有第一矩形弹簧（图中未示出），第一矩形弹簧对第一链条33起涨紧作用，载货台本体21与第二链条34的连接处设置有第二矩形弹簧6，第二矩形弹簧6对第二链条34起涨紧作用；左支臂22为内空的筒状，左支臂22的底端固定在第一方钢管24上，第一方钢管24固定在载货台本体21上，第一链条33的一端与第一连接销轴（图中未示出）固定连接，第一连接销轴由下而上穿过第一方钢管24，第一连接销轴上套有第一矩形弹簧，第一连接销轴的上端设有外螺纹，第一连接销轴的上端上下套有两个螺帽（图中未示出）和一个第一垫片（图中未示出），第一矩形弹簧由第一垫片压紧，第一链条33的另一端与第二连接销轴（图中未示出）固定连接，第二连接销轴固定在左支臂22的顶端；右支臂23为内空的筒状，右支臂23的底端固定在第二方钢管25上，第二方钢管25固定在载货台本体21上，第二链条34的一端与第三连接销轴37固定连接，第三连接销轴37由下而上穿过第二方钢管25，第三连接销轴37上套有第二矩形弹簧6，第三连接销轴37的上端设有外螺纹，第三连接销轴37的上端上下套有两个螺帽61和一个第二垫片62，第二矩形弹簧6由第二垫片62压紧，第二链条34的另一端与第四连接销轴38固定连接，第四连接销轴38固定在右支臂23的顶端。

实施例2中，左支臂22与第一链条33的连接处安装有第一行程开关（图中未示出），第二连接销轴上安装有与第一行程开关相适配的第一感应块（图中未示出），第一链条33涨紧时，第一行程开关与第一感应块之间产生感应信号；右支臂23与第二链条34的连接处安装有第二行程开关81，第四连接销轴38上安装有与第二行程开关81相适配的第二感应块82，第二链条34涨紧时，第二行程开关81与第二感应块82之间产生感应信号；左立柱12的内侧上下安装有第一行程撞块83和第二行程撞块84，载货台位于第一行程撞块83和第二行程撞块84之间，左支臂22上安装有与第一行程撞块83和第二行程撞块84相适配的第三行程开关85。

上述自动升降装置的承重在5吨左右。第一链条33和第二链条34由主动链轮35驱动，带动载货台9完成升降动作，运行平稳，当其中一根链条故障时，另一根链条也能安全带动载货台升降，保证安全。主动链轮35由伺服电机31与减速器32驱动及控制，运动响应性较高，且对于载货台9升降启停时的加速度的可控性好，可有效降低对装置机械结构的冲击。