活动轨四带升降机的设计与应用

摘 要：活动轨四带升降机融合了变频闭环控制技术，直线编码尺定位、RFID电子标签等技术可对工件实行自动化、智能化的精确管理。四点提升、皮带传动可使工件平稳高效的升降。采用吊点安装方式能节省大量时间、人工、材料等成本。在汽车、仓储、轻工、家电、烟草等众多领域生产线上有很大的应用价值。

关键词：四个吊点；直线编码尺定位；RFID读写器；皮带传动

在现代化工业企业中，智能输送装备融合了机械、电气、计算机、自动控制四大技术精髓，主要應用于车间内部或车间与车间之间输送各种设备或零部件，实现在生产线上对各工位之间工件的一系列不同工艺处理和加工。已经成为现代自动化生产流程中工艺过程所不可缺少的组成部分，在许多行业的生产线上广泛应用。特别是在汽车、工程机械等制造业中，智能输送装备的优劣对他们的生产效率、产品质量有着很大的影响。但随着信息技术的发展，在大规模、快节拍、柔性化、高精度的生产制造要求下，对具有自动化、智能化，并兼具起重、运输、装卸、工艺操作、组织生产、贮存等功能的智能输送装备的呼声越来愈高。

升降机是用来解决智能输送线上工位水平高度落差而设置的部件，可以用来构成多层次的立体输送网络。升降机运行的平稳性和精确性直接影响到整个输送线的运行速度和质量，是智能输送装备的关键部位。文章着眼于现代生产中越来越高的物流输送要求与传统输送线升降机落后之间的矛盾，力求设计一种高效高精低成本的新型升降机。该升降机可在汽车、仓储、轻工、家电等众多领域具有很大应用价值。

1 总体结构

通过对市场需求的调研结果进行分析，重新设计此升降机的架构方案。

1.1 机械部分

主要由升降机驱动总成、从动带轮总成、升降机上框架、下框架、皮带提升装置、升降机导向轨、钢结构组成。驱动采用双出轴电机减速机作为动力源，驱动部分主要由滚子联轴器、皮带轮、制动盘、主轴、制动机构等构成，驱动机构整体布置于上框架上。升降机通过提升皮带连接下框架。下框架主要由升降机段活动轨道、导向轮组成。

电机运行带动皮带，将下框架沿升降机导向轨提升至需要的位置，升降机段活动轨道与智能输送装备线的固定轨道高精度对接后，智能小车组（小车组安装的吊具抓持着工件）顺利通过，进入下一工序。

驱动双出轴电机减速机的左右两边对称装有皮带提升装置，每个皮带提升装置包括传动轴、双槽主动皮带轮、导向皮带轮组、皮带、带座轴承、皮带接头、连接座和螺栓等。双出轴电机减速机通过联轴器与传动轴连接，双槽主动皮带轮装于二个带座轴承之间且装于传动轴上。

该结构升降同步性能好，提升安全平稳，对轨精度高，易于调整且调整工作量小。

1.2 电控部分

升降机电缆桥架采用履带式拖缆供电，履带安装导向槽。变频器至电机端电缆采用屏蔽电缆，所有电缆均为柔性电缆。

升降机电机可采用配置相同的一用一备形式。升降机具备减速位、停止限位、超限位、断链检测开关，减速位、停止限位采用接近开关，超限位采用带灯式行程开关；升降机升降驱动电机需配置编码器、抱闸（由变频器直接控制），编码器安装方式与电机同轴，变频器配置编码器卡，以实现速度闭环控制；升降机升降电机配现场维修开关，维修开关需配置辅助触点反馈PLC输入模块，电机的抱闸模块线路需接入维修开关，避免电机维修时误操作引起抱闸得电产生危险。

整条输送线采用滑触线来实现数据信息的交换和供电。活动轨道与固定轨道间对接精度高，滑触线可以稳定过渡，降低了集电器卡阻、折断、磨损快的风险，提高了设备的安全可靠性。

活动轨四带升降机运用了RFID电子标签技术，在升降机段活动轨道上装有RFID读写器。读写器通过射频信号，非接触式，自动识别目标对象并获取相关数据，能根据每台智能输送小车标签信息判定工件是否需要升降。整个升降工作无需人工干预，操作快捷方便，可工作于恶劣工作环境中。

2 创新点

（1）传统立柱式升降机采用二个吊点提升，碰到偏心工件其重心就会偏离吊点，会产生较大偏心力矩，只能依靠立柱上的导向机构强行纠偏，结果就造成：a.浪费超过50%功耗；b.加速导向轮或升降立柱的磨损；c.升降机段活动轨道对位偏差加大；d.升降速度和加速度受到限制；e.升降机稳定性差。活动轨四带升降机能保证工件重心始终在四个吊点内，升降和导向都很轻松平稳，对升降速度和加速度没有限制性，成倍提高工作效率，使用寿命长、维护成本低。

（2）采用驱动变频闭环控制技术，直线编码尺定位和双层轨道锁紧装置，能够保证对轨的平行度，定位精度能达到±1mm。导向机构对升降机起导向作用，保证升降平稳。

（3）采用皮带传动。皮带运行速度可达60M/min以上大大的提高了汽车生产车间的工作节拍。且皮带传动不会出现链条传动所出现的链条卡死等现象，省去了链条润滑等环节，运行更可靠。

（4）升降机运用了RFID电子标签技术、在升降机活动轨道上装有RFID 读写器，读写器能根据每台智能输送小车的标签信息判定工件是否需要升降，合理安排生产线流程，节约工件等待时间，加快生产节奏。

（5）活动轨四带升降机的整体重量只有普通立柱式升降机的25%，不需要地面架立柱方式安装，只需要利用屋顶吊点安装就可以了，能节省大量安装时间、人工、材料等成本。

（6）活动轨四带升降机的升降机段活动轨道采用铝合金型材，既减轻了质量，又可提高对轨精度，也减少了故障率。

3 结束语

活动轨四带升降机是一种融合机械、电气、计算机、自动控制四大技术的新产品，能很好的满足现在各种生产线层间衔接的需求，能高速度、高质量、高效率地完成工件升降转运任务，在汽车、仓储、轻工、家电等领域生产线上有很大的应用推广价值。

参考文献

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作者简介：郭永萍（1979-），女，民族：汉，籍贯：陕西省渭南市，现供职单位：黄石市华天自动化设备有限公司，职称：机械设计制造中级工程师，学位：大学本科，研究方向：机械设计制造。