柔性制造单元上下料机构的改进设计*

王世鹏，解艳彩，闫雪峰

(1.大连华根机械有限公司，大连辽宁 116620;2.大连理工大学 机械工程学院，大连辽宁 116024)

柔性制造单元上下料机构的改进设计*

王世鹏1，2，解艳彩1，闫雪峰1

(1.大连华根机械有限公司，大连辽宁 116620;2.大连理工大学 机械工程学院，大连辽宁 116024)

介绍了柔性制造单元(FMC)上下料机构常采用的齿轮齿条传动、液压传动等直线传动形式;直线类型上下料驱动结构，对空间要求较多，且结构布置不灵活。在原有结构基础上提出了链式结构的柔性制造单元上料机构，该机构较好的避免了原结构的不足，且具有结构简单、易生产和维护等优点。

柔性制造单元;上下料机构;直线传动;链式结构

0引言

柔性制造单元(FMC)一般由1～2台数控机床与物料传送装置组成，有独立的工件储存站和单元控制系统，能在机床上自动装卸工件，甚至自动检测工件，可实现有限工序的连续生产，适于多品种小批量生产应用。近年来，柔性制造单元得到迅速发展［1］。

大连机床集团在走从“引进”到“创新”的发展道路上，不断研发新产品，在国内率先研发柔性制造单元。柔性制造单元的上下料机构常采用齿轮齿条传动、液压传动等直线传动形式;直线类型上下料驱动结构，对空间要求较多，且结构布置不灵活。柔性制造单元的研发过程中产生了许多创新结构，柔性制造单元的链条驱动推拉传动上料机构就是其中一个，该结构占用空间小，且结构布置灵活，应用广泛、具有很强的通用性。本文分析了柔性制造单元的直线传动形式，针对其结构特点提出了改进的链式结构的柔性制造单元上料机构，该机构较好的避免了原结构的不足，且具有结构简单、易生产和维护等优点。

1 直线传动形式

柔性制造单元的上下料机构常采用齿轮齿条传动、液压传动等直线运动形式［2-5］。

如图1所示为齿轮齿条传动的上下料机构简图，驱动齿轮逆时针旋转带动齿条向左运动，安装在齿条上的连杆随之顺时针摆动，打开托盘压紧装置，交换托盘，驱动齿轮顺时针旋转带动齿条向右运动，安装在齿条上的连杆随之逆时针摆动，托盘压紧装置闭合，压紧托盘，实现上料过程。下料过程，则反之。

图1 齿轮齿条传动的上下料机构简图

如图2所示为液压传动的上下料机构简图，气缸带动气缸力臂运动，气缸力臂带动安装在其上的连杆绕连接轴运动，从而实现托板压紧装置的开闭，交换托盘，实现上下料过程。

图2 液压传动的上下料机构简图

如图3所示为直线传动上下料驱动结构布置示意图，可以看出其对空间要求较多，且结构布置不灵活。

图3 FMC托盘交换结构布置示意图

2 链式传动形式

由于直线传动上下料机构具有明显的缺点，因此设计了链式传动形式的上下料机构，该机构相对于直线传动形式具有明显的优点［6］。

如图4所示，驱动链轮3推动链条运动，链条沿上下料轨道运动，同时压板1压紧滚轮4，压板和上下料轨道控制链条沿上下料轨道运动，实现链条的“推”动作，“推”动作实现原理如图5所示。

链式传动可以实现柔性制造单元的环形交换工作台的灵活布置结构，如图6的a和b所示。

图6 FMC托盘交换结构布置示意图

3 结束语

本文所提出的链条驱动推拉传动上料机构，链条的“推”动作实现，防止链条翻摆，实现托盘准停功能;该结构布置灵活，占用空间小;运动灵活，应用广泛、具有很强的通用性。同时结构简单，便于生产、装配、调试、维护;且生产和维护成本低。

［1］曹运红.柔性制造系统、柔性制造单元和成组技术的发展及其应用［J］.飞航导弹，2004(5):59－63.

［2］机械设计手册委员会.机械设计手册［M］.北京:机械工业出版社，1991.

［3］龚桂义.机械零件课程设计图册［M］.北京:人民教育出版社，1980.

［4］杨黎明，等.机械零件设计手册［M］.北京:国防出版社，1986.

［5］周建东.快速回转驱动装置的设计［J］.制造技术与机床，2010(6):145－146.

［6］孙永泰.自升式海洋平台齿轮齿条升降系统的研究［J］.石油机械，2004(10):23－26.

(编辑 李秀敏)

Im proved Design of Loading and Unloading Mechanism of Flexible Manufacturing Cell

WANG Shi-peng1，2，XIE Yan-cai1，YAN Xue-feng1
(1.Dalian Dragon Machine Tool co.ltd，Dalian Liaoning 116620，China;2.School of Mechanical Engineering，Dalian University of Technology，Dalian Liaoning 116024，China)

The loading and unloading mechanism about Flexible Manufacturing Cell generally adopted linear drive such as gear and rack-driven,fluid drive.These linear drives take up toomuch room,and are characteristic of the unhandy disposition of structure.The presented structure is chain drive.It avoids the disadvantages of linear drive.And it is characteristic of simp le structure,easy manufacture and maintenance etc.

flexiblemanufacturing cell;loading and unloading mechanism;linear drive;chain structure

TH114

A

1001－2265(2011)06－0085－02

2010－10－08

高档数控机床与基础制造装备科技重大专项(2009ZX04001－011)作者简介：王世鹏(1980—)，男，河南濮阳人，大连华根机械有限公司工程师，博士，主要研究方向为数控机床设计，机械振动及可靠性，(E－

mail)caipeng9009@163.com。