ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ НЕСИНХРОННЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ Российский патент 1997 года по МПК B23Q41/02 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано в несинхронных автоматических линиях, включающих различное оборудование для изготовления изделий, а также операции, выполняемые вручную, в которых последовательное перемещение изделия от операции к операции согласно техпроцессу осуществляют на каретках-спутниках.

Известны несинхронные вертикально-замкнутые транспортные системы, например фирмы "Bosch" (см. проект фирмы "Bosch"), включающие два транспортера с гибким тяговым органом, например в виде двухрядной полиамидной ленты, осуществляющих взаимопротивоположное перемещение спутников и расположенные один над другим, а также два лифтовых механизма, осуществляющих вертикальное перемещение спутников с одного транспортера на другой.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемой транспортной системе являются известные несинхронные вертикально-замкнутые транспортные системы с гибким тяговым органом, в которых перемещение спутников осуществляется по траектории, эквидистантной контуру тягового элемента, а сцепление спутника с тяговым элементом обеспечивается за счет веса спутника и специальных конструктивных элементов, обеспечивающих сцепление [1]
Так, например, транспортер по авт. св. СССР N 567588 кл. МКИ В 23 Q 41/02, включающий гибкий тяговый орган в виде бесконечной цепи, установленной на двух звездочках, спутники и направляющие спутников, оснащен постоянными магнитами, закрепленными на приводной цепи, и скобами из ферромагнитного материала, установленными на спутниках, а также оснащен подпружиненным рычагом, шарнирно установленным на звездочке цепи, который осуществляет подъем спутников по направляющим с нижней ветви транспортера на верхнюю.

Недостатком данных транспортных систем является их сложность, обусловленная наличием лифтовых механизмов (конвейер фирмы "Bosch") или оснащением тягового органа постоянными магнитами необходимой мощности и обеспечения условий гарантированного контакта ферромагнитных скоб спутника с магнитами, установленными на цепи (транспортер по авт.св. СССР N 567588 кл. МКИ В 23 Q 41/02). Кроме того, последнее техническое решение подразумевает перенос спутников с верхней ветви на нижнюю по направляющим под действием собственного веса (поскольку мощности магнитов недостаточно для осуществления подъема спутников, то, соответственно, при их опускании неизбежен отрыв от тягового элемента и динамическое соскальзывание спутников по направляющим), что влечет за собой ускоренный износ элементов транспортера и, как следствие, сокращение срока его службы.

Цель изобретения упрощение конструкции транспортной системы.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой транспортной системе, содержащей приводную и натяжную станции, образующие вертикально-замкнутый контур тягового элемента и выполненные, например, в виде двух барабанов, один из которых является приводным, а другой натяжным; гибкий тяговый элемент, образующий, как правило, два параллельных бесконечных гибких контура равной длины и выполненный, например, из двух бесконечных плоских износостойких полиамидных лент; приспособление-спутник для перемещения изделий, линейные направляющие для приспособлений- спутников и тягового элемента, механизмы останова и фиксации приспособлений-спутников; приспособление-спутник оснащено скобами, которые охватывают тяговый элемент с внутренней стороны образуемого им бесконечного контура и направляющие для тягового элемента и спутника, что обеспечивает перемещение спутника под действием собственного веса на нижней ветви тягового элемента, подъем приспособления-спутника с нижней ветви на верхнюю и опускание его с верхней ветви на нижнюю; при этом скобы приспособления-спутника могут быть выполнены, например, в виде двух п-образных кронштейнов из проволоки круглого сечения, а рабочие поверхности приводного и натяжного барабана выполнены из упругого материала, например полиуретана. Кроме того, транспортная система может быть оснащена двумя устройствами синхронизации, каждое из которых состоит из по крайней мере одного стопора, установленного на направляющих и осуществляющего задержку перемещенного тяговым элементом приспособления-спутника перед приводным (натяжным) барабаном, и по крайней мере одного ловителя, установленного на приводном (натяжном) барабане, кроме того, на рабочей поверхности приводного (натяжного) барабана могут быть выполнены канавки, а стопор и ловитель устройства синхронизации могут быть выполнены, например, в виде подпружиненных рычагов.

На фиг.1 представлена конструктивная схема транспортной системы; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вариант конструкции приспособления-спутника для радиотехнических изделий; на фиг.4 иллюстрация момента перемещения приспособления-спутника с одной ветви транспортной системы на другую; на фиг.5 вид по схеме Б на фиг.4; на фиг. 6 разрез В-В на фиг.5.

На несущем каркасе транспортной системы (не показан) установлены приводная станция с приводным барабаном 1 (привод не показан), натяжная станция с натяжным барабаном 2 и направляющие 3. Барабаны 1 и 2 охватываются тяговым элементом в виде двух бесконечных транспортных полиамидных лент 4, установленных параллельно. Направляющие 3 для транспортных лент 4 являются также и направляющими спутника 5, несущего изделия 10. На каждой рабочей позиции, а также перед барабанами 1 и 2 установлены механизмы останова 6 с двумя парами выдвижных штырей 7, приводимых в движение пневмоцилиндром 8. Механизмы останова управляются автоматически, при необходимости высокоточной фиксации спутника рабочая позиция может быть оснащена иными механизмами останова и точной фиксации спутника, например может быть установлен механизм, останавливающий и поднимающий спутник над поверхностью транспортной ленты и фиксирующий спутник при подъеме на точных технологических базах, например на двух цилиндрических пальцах и плоскости (технические решения подобных механизмов общеизвестны и здесь не приводятся).

Спутник 5 (фиг. 2, 3) на консольной оправке несет изделие 10 и оснащен двумя п-образными кронштейнами 11, охватывающими направляющие 3 и транспортные ленты 4. Кронштейны 11 закреплены в платформе спутника 5. Кроме того, транспортная система (фиг. 1) оснащена двумя устройствами синхронизации, каждое из которых включает пару ловителей 12, установленных симметрично на барабане 1 или 2, и пару подпружиненных стопоров 13, установленных симметрично на направляющих 3 вблизи барабанов 1 и 2. Ловители 12 и стопоры 13 выполнены в виде подпружиненных рычагов, установленных на осях. Взаимное расположение ловителей 12 и стопоров 13 обеспечивает возможность взаимодействия пары ловителей 12 с кронштейнами 11 спутника 5, задержка которого осуществляется парой стопоров 13 также за кронштейны 11 спутника. Ловители 12 и стопоры 13 установлены попарно и симметрично относительно направляющих 3 с целью исключения возможности перекоса спутника 5 в направляющих 3.

На рабочих поверхностях барабанов 1 и 2 выполнены канавки 14 и 15, предназначенные для размещения в них кронштейнов 11 спутника 5 при его подъеме на верхнюю или опускании на нижнюю ветви транспортных лент (конфигурация канавок 14 и 15 соответствует форме кронштейнов 11). Рабочие поверхности барабанов 1 и 2 выполнены из полиуретана.

Транспортная система работает следующим образом. При включении приводной станции приводной барабан 1 приводит в движение обе транспортные ленты 4 (фиг.1). Движущаяся вправо верхняя ветвь транспортной ленты 4 увлекает находящиеся на ней спутники 5 с изделиями и перемещает их в направлении к ведущему барабану 1. Спутник 5 последовательно проходит рабочие позиции, на каждой из которых он задерживается механизмом останова 6 (или другим механизмом фиксации) на время, необходимое для выполнения соответствующей технологической операции. На рабочей позиции может накапливаться несколько спутников. Транспортная лента при остановке спутника проходит под ним, преодолевая силу его сцепления от собственного веса. После окончания рабочего цикла срабатывает пневмоцилиндр 8 механизма останова 6, перемещающий коромысло, поднимающее левую пару штырей 7 механизма 8 и опускающее правую. Спутник освобождает рабочую позицию, перемещаясь к следующей. При включении пневмоцилиндра 8 механизм под действием возвратной пружины приходит в исходное положение (правые штыри 7 механизма 8 подняты) и следующий спутник занимает рабочую позицию, определяемую правыми штырями.

Ближайший к барабану 1 механизм останова 6 осуществляет останов всех прошедших рабочие позиции спутников и их единичную подачу к барабану 1. Спутник, идущий от механизма останова 6 к барабану 1, задерживается стопором 13, т. к. усилие пружины стопора 13 превышает силу сцепления спутника 5 с транспортной лентой 4. Ловители 12, установленные на барабане 1, при подходе к стопорам 13 захватывают спутник 5 за кронштейны 11, преодолевая усилие пружин стопоров 13. Кронштейны 11 спутника 5 в клиновидном пространстве между поверхностью барабана и транспортной лентой попадают в канавки, выполненные на барабане 1, и при дальнейшем движении барабана 1 накрывают транспортной лентой 4. Таким образом, кронштейны 11 спутника 5 оказываются в пространстве канавок между поверхностью барабана 1 и транспортной лентой 1. Этим обеспечивается полная ориентация спутника 5 на барабане 1. Спутник 5, вращаясь вместе с барабаном 1, доходит до нижней точки барабана 1, где происходит раскрытие канавок в клиновидном пространстве, образуемом нижней ветвью транспортной ленты 4 и поверхностью барабана 1, и, таким образом, перемещается уже на нижней ветви транспортной системы под действием силы сцепления от собственного веса. Происходит возврат спутника 5 в начало транспортной системы к барабану 2. Механизм останова 6, находящийся вблизи барабана 2, осуществляет останов спутников 5 и их единичную подачу к барабану 2. Далее, спутник 5 транспортируется наверх, на верхнюю ветвь тягового элемента аналогично изложенной выше последовательности перемещения на барабане 1. Таким образом, осуществляются несинхронное автоматическое транспортирование спутников по траектории, эквидистантной траектории движения тягового элемента.

Оснащение транспортной системы двумя устройствами синхронизации описанной конструкции обусловлено следующим. Транспортная система принципиально является работоспособной и при отсутствии подобных устройств, и в этом случае транспортирование спутников с верхней ветви на нижнюю и наоборот осуществлялось бы за счет затягивания кронштейнов спутника в клиновидный зазор между транспортной лентой и барабаном, с их дальнейшим защемлением тяговым элементом на поверхности барабана, перемещение спутника вместе с барабаном и дальнейшим высвобождением в расширяющемся клиновидном пространстве при сходе с барабана. Однако такой принцип работы создает условия для повышенного износа и повреждений тягового элемента, кронштейнов спутника и поверхности барабана, поскольку скобы спутника, обладая реальной толщиной, неизбежно создавали бы повышенные напряжения в местах их защемления между тяговым элементом и поверхностью барабана.

Поэтому для увеличения срока службы транспортной системы оба барабана оснащены специальными канавками для размещения скоб спутника, что исключает повышенный износ от вышеуказанных причин. Для обеспечения точного попадания скоб спутника в канавки, предусмотренные на барабане, транспортная система оснащена двумя устройствами синхронизации. Ловители барабанов установлены в местах размещения канавок и обеспечивают попадание скоб спутника в канавки, синхронизируя движение барабана с перемещением спутника, осуществляемого в начальной фазе подъема (опускания) спутника ловителя. В дальнейшем положение спутника на поверхности барабана определяется канавками барабана. Ловители выполнены в виде подпружиненных рычагов, усилие пружин которых превышает усилие пружин стопоров. В случае возникновения аварийных ситуаций, связанных с перегрузкой транспортной системы, стопоры могут быть автоматически заблокированы от поворота на своей оси, чем исключается возможность перемещения спутника к барабану (механизм блокировки не показан, возможные технические решения известны). При этом ловители, проскальзывая в момент взаимодействия на скобах заблокированного от перемещения спутника, поворачиваются на своих осях, преодолевая усилие своих возвратных пружин. Таким образом, подпружиненные ловители позволяют исключить подъем или опускание спутников на барабанах при нештатных ситуациях переполнения принимающей спутник ветви транспортной системы.

Поверхность барабана выполнена из упругого материала, в частности полиуретана, с целью исключения повреждений тягового элемента при транспортировании спутников на поверхности барабана, а также с целью частичной компенсации неравномерности естественного удлинения обеих транспортных лент.

Предлагаемая транспортная система существенно проще по конструкции в сравнении с аналогами и прототипами, т. к. несинхронное автоматическое транспортирование спутников по замкнутому контуру здесь достигается оснащением спутников скобами простейших конструкций, а механизмы и устройства предлагаемой транспортной системы также конструктивно предельно просты. Кроме того, по сравнению с прототипом предлагаемая транспортная система имеет преимущества в отношении долговечности, т.к. предлагаемое техническое решение исключает динамическое опускание спутников под действием собственного веса (прототип) на нижнюю ветвь транспортной системы и как следствие повышенный износ элементов транспортной системы по этой причине.

Таким образом, применение предлагаемой транспортной системы в автоматических линиях позволит упростить конструкцию и снизить стоимость изготовления и эксплуатации несинхронных автоматических линий и как следствие себестоимость изготавливаемых на них изделий. Этим и достигается положительный экономический эффект от использования предлагаемого технического решения.

Использование: машиностроение, в частности транспортные системы для автоматизированных производств. Сущность изобретения: приспособления-спутники 5 снабжены скобами, которые охватывают гибкие тяговые элементы 4 с внутренней стороны образуемого ими бесконечного контура. При перемещении приспособлений-спутников 5 с одной ветви транспортной системы на другую отогнутые концы скоб размещаются между гибким тяговым элементом и поверхностью натяжного (приводного) барабана 1 (2). 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Транспортная система для несинхронных автоматических линий, содержащая опорную раму, два бесконечных гибких тяговых элемента, образующих вертикально-замкнутый контур и огибающих приводное и натяжное устройства, установленные на раме с возможностью вращения, приспособление-спутник для перемещения изделий с закрепленными на его нижней части кронштейнами с отогнутыми в противоположные стороны концами, охватывающими с внутренней стороны соответствующие гибкие тяговые элементы и направляющие, и механизмы останова и фиксации приспособлений-спутников, отличающаяся тем, что гибкие тяговые элементы выполнены в виде плоских лент, а приводное и натяжное устройства в виде барабанов, при этом кронштейны закреплены с возможностью размещения своих отогнутых концов между плоскими лентами и поверхностью барабанов при перемещении приспособлений-спутников с верхней ветви транспортной системы на нижнюю и обратно. 2. Cистема по п. 1, отличающаяся тем, что кронштейны приспособлений-спутников имеют П-образную форму и выполнены из проволоки круглого сечения. 3. Cистема по п. 1, отличающаяся тем, что рабочие поверхности приводного и натяжного барабанов выполнены из упругого материала, например полиуретана. 4. Cистема по п. 1, отличающаяся тем, что гибкие тяговые элементы выполнены из износостойких полиамидных лент. 5. Cистема по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена двумя устройствами синхронизации, каждое из которых выполнено по крайней мере из одного стопора, установленного на направляющих для задержки приспособления-спутника перед приводным (натяжным) барабаном и по крайней мере одного подпружиненного ловителя, установленного на приводном (натяжном) барабане посредством дополнительно введенной оси с возможностью взаимодействия своим свободным концом с отогнутым концом кронштейна приспособления-спутника, при этом на рабочей поверхности барабанов выполнены продольные канавки для размещения в них отогнутых концов кронштейнов приспособлений-спутников.