柔性制造系统物流小车结构设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Structure Design of Logistics Dolly of FMSSUN Wei，LI Jiangyan，LI Shaoping，DU Ying(Shenji Group Kunming Machine Tool Company Limited，Kunming Yunnan 650203，China)Abstract：Logistic dolly as a medium in FMS，is used to realize transportation and positioning of table on logistic line，and to re-alize the exchange between machine and storage station of table.A logistic dolly was designed.By mechanical structural comprehen-sive movement and control system，real time monitoring for table movement was conducted，and high accuracy double direction ex-change of table on logistic line was realized。

Keywords：Flexible manufacturing system；Logistics doly；Table；Double direction exchange近年来，柔性制造作为-种现代化工业生产的科学 哲理”和工厂自动化的先进模式已为国际所公认，零件精密加工的柔性化制造需要日益增多。柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统，可以根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整 ，适用于多品种、中小批量生产。制造系统的柔性大，当制造对象发生变化时，通过简单改变加工程序软件、工装夹具、刀具就能够制造出所需的零件。

对于进人规模化生产的现代化制造企业而言，使用柔性制造系统实现批量生产，既提高了生产效率，又保证了加工零件的-致性。所有需要加工的零件-次装夹到不同的工作台上，物流系统根据工艺路线自动将承载着零件的工作台送到不同的加工主机上，加工完成后又自动将工作台拉到下料区卸载零件，然后再次为工作台装载下-个零件。

柔性制造系统的物流运输小车是中间载体，既要实现工作台从缓存站到主机的交换，又要实现工作台从主机到缓存站的交换。物流小车双向交换机构设计直接关系到柔性制造系统的生产效率。

作者以某公司研制的 FMS1600柔性制造系统为例，阐述柔性制造系统的物流小车结构设计。

1 柔性制造系统简介FMS1600是以1 600 mm x 1 800 mm工作台面的双工位卧式加工中心为基础，配以物料传送装置组成，通过计算机自动控制，能够在不停机的情况下，满足多品种零件的加工要求，其实用性、匹配性、可重构性强，可满足多品种零件的加工，特别适合于中、大型箱体零件、盘件、杂件及模具等复杂零件及工序多、批量大的零件加工，可广泛应用于汽车、电子、造船、机械制造等领域。柔性制造系统以双工位卧式加工中心为基础，配合物流运输系统的合理设计和有效控制，确保了整个柔性制造系统的可靠性，有效消除零件加工过程中人为因素的影响。

FMS1600主机双工位卧式加工中心的托盘站本身就有两个工位，由链条传动和液压油缸驱动综合实现工作台在主机与托盘问的直线进出。物流系统由物流运输小车、装卸站、缓冲存储站等构成，用以实现工件及工装夹具的自动供给和装卸，完成零件工序问的自动传送和存储。其中，物流小车是工件载体，相当于-个可移动的工作台，是各主机和工件存储单元问的接口；在加工循环中，不需要人工的任何干预。

FMS1600柔性制造系统包含7台双工位卧式加工中心、1条物流运输线、3O个工作台、24个缓存站、收稿 日期 ：2011～12-19基金项目：云南势技厅重点产业创新工程项目 (2008IC003)作者简介：孙薇 (1970-)，女，工学学士，高级工程师，主要从事数控铣镗床、精密加工中心的研发。E-mail：swei0331### 163.com。

第 2期 孙薇 等：柔性制造系统物流小车结构设计 ·7·台处于中位，此时小车链条和丝杠均处于静止状态；(2)物流小车上部实现与主机、工件缓存站之间工作台的传送。 位置确定后，小车链轮转动带动链条直线运动，链条上销子进人工作台侧边导向槽，带动工作台沿 向运动，由链条的正反向转动决定工作台从物流线向主机还是向缓存站 (装卸站)传送。

链条的链节数固定，导致工作台的行程受限，达不到应该到达的交换位置；必须有另外的运动作为补偿，来实现工作台到达精准交换位置。

(3)补充运动需要正反向，采用电机通过同步齿形带减速驱动滚珠丝杠带动滑台实现。物流小车中间滑台具有 3个停止位置 (主机位、中位、缓存站位)。小车沿 轴移动时，滑台处于中位；需要交换时， 向运动停止，丝杠旋转驱动滑台带动链条及工作台移动至目标位，链条转动，将工作台输送至最终目标位置。也可以在丝杠转动的同时，链条就转动，至目标位置二者同时停止运动，进行下-步的托盘交换动作。滑台的3个位置均由触点式感应行程开关检测，进行初次定位，电气记忆滑台的z轴坐标参数，设定零点和正负向参数，滑块到位时压迫行程开关触点， 轴运动停止，滑台定位生效。

在小车的z轴运动机构中，由于小车上的链条和主机托盘上的链条运动轨迹始终-定，结构上不能设置可变的链条轨迹。为避免工作台从小车向主机托盘交换时，两边的链条轨迹发生干涉、需要将主机托盘链条位置和小车链条位置在垂直方向错开，但随之带来的是工作台的相关部分与在垂直方向高部位置上链条机构干涉、无法错开的问题，因此只能在水平方向的运动上面做文章。经过对各种结构的综合分析，确定在小车的链条上设置双插销来驱动工作台，小车链条上的插销进入外侧导向槽驱动小车上的工作台移动，主机托盘链条插销进入内槽导向槽，从而实现工作台向主机方向运动与主机托盘的链条机构顺利交接工作台，达到运动准确定位又不产生干涉的目的。

链条运动原理：插销 A和插销 B均指物流小车上链条销子，通过链条的链扣与链条联接为整体；插销A和插销B在小车链条全长上对称布置，并实现以下运动 ：(1)随着链条的反转运动，插销 A进人单槽块，带动工作台向缓存站方向移动，同时丝杠带动滑台同向移动，将工作台及工件送至对应位置的缓存站，在缓存站上完成工作台定位后，链条反转，插销A从单槽块中脱钩 (也可以是链条运动到位后，丝杠再转动，至工作台准确行程后再转动链条使插销 A从单槽块中脱钩)。

(2)反之，链条正转，插销 B进入双槽块的外槽，带动工作台向主机托盘方向移动，同时丝杠带动滑台同向移动，将工作台及工件送至对应的托盘位置，此时，主机托盘的链条运动，带动主机托盘上的插销c进人双槽块的内槽，到位后，小车链条反向转动，插销B从双槽块的外槽中脱钩，主机托盘上的链条继续转动，插销 C带动工作台到达托盘上并定位停止 (也可以是链条运动到位后，丝杠再转动，至工作台准确行程后再转动链条使插销 B从双槽块的外槽中脱钩，再插入插销 c)。

通过上述的物流小车双向交换结构与电气系统位置控制方法，解决了物流线上工作台进行多位置交换和定位的问题。

链条反转，插销A带动工作台向缓存站移动双槽块内槽插销B交换工作台 --- F 条- - l- - - - J.- 。

I f双槽块外槽f密磐 ! 外侧j 条正蓬：塑丝里堂垫三 (安装在工作台 边) - - - ·- (a)小车链条运动示意插销C链条反转，插销带动工作台向托盘站移动交换工作台 链条主机方向插销Af块台内侧边)～ 。1--链条正转，插销带动工作台向主机方向移动(b)主 机托 盘 站链 条运 动 惹图4 物流小车链条插销运动示意图4 结束语柔性制造系统属高科技产品，被公认为打开无人化工厂的金钥匙。国外工业发达，柔性线是国家的重点研发、制造项目；而在国内，仅有个别制造厂研发制造了小规格的柔性线产品，精度控制水平-般。高精度、大规格、重载、并集当今先进控制、检测技术于-体的FMS1600柔性制造系统由昆明机床股份有限公司研发制造成功，取得了良好的经济效益和社会效益。