專利名稱：設(shè)有傳遞裝置的用于實(shí)施加工的加工單元生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對一批零件實(shí)施一系列的加工操作的加工單元生產(chǎn)線，該零件在生產(chǎn)線的一個加載端被連續(xù)送入，并沿生產(chǎn)線繼續(xù)向前直到生產(chǎn)線的一個卸載端，其中，所述生產(chǎn)線包括將該零件從加載端傳遞到生產(chǎn)線的第一單元，從生產(chǎn)線的每個單元到下一個單元，以及從生產(chǎn)線的最后一個單元到卸載端的機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由一系列操作單元或工作中心組成的上述類型的生產(chǎn)線，包括用于將零件從生產(chǎn)線的一個單元傳遞到另一個單元的各種類型的裝置。在更傳統(tǒng)的系統(tǒng)中設(shè)有可同時將生產(chǎn)線上的所有零件逐步向前推進(jìn)的傳遞設(shè)備。然而，所述傳統(tǒng)的解決方案不是特別有效的。通常，事實(shí)上生產(chǎn)線上的各個單元執(zhí)行不同時間的操作循環(huán)。然而，通過上述類型的剛性傳遞系統(tǒng)，所有單元完成各自的操作循環(huán)，從而開始執(zhí)行將零件從一個單元轉(zhuǎn)移到另一個單元的步驟是必要的。
過去也公開了靈活型的傳遞設(shè)備，其中，在生產(chǎn)線的每個單元與下一個單元之間的裝置是傳遞設(shè)備，為了盡可能降低在生產(chǎn)周期內(nèi)的停滯時間，其可以獨(dú)立于其他設(shè)備操作。例如，本發(fā)明申請者提出的設(shè)計用于在任何類型的生產(chǎn)線的工作區(qū)之間傳遞零件的不同的自動機(jī)械解決方案(例如專利No.US 5 522 275)。顯然，這種自動機(jī)械的傳遞設(shè)備的缺點(diǎn)是成本較高，笨重，以及不利于其工作區(qū)的進(jìn)入和清潔，因此，往往不適合應(yīng)用于加工中心的生產(chǎn)線。另一方面，提高生產(chǎn)率的需要也逐漸變地迫切，尤其是在自動化工業(yè)中，由于在過去幾年形成了在單一工廠內(nèi)往往集中多個生產(chǎn)點(diǎn)的趨勢。
在用于實(shí)施加工的生產(chǎn)線的具體領(lǐng)域(考慮到，例如用于生產(chǎn)機(jī)動車輛的氣缸蓋的生產(chǎn)線)，對高生產(chǎn)率的需求總是伴隨著生產(chǎn)成本的最大降低。日本專利申請No.JP-A-1114783描述了一種用于加工中心的生產(chǎn)線的解決方案，其包括用于將零件從生產(chǎn)線的每個單元傳遞給另一單元的設(shè)備。所述已公開的設(shè)備考慮了傳遞設(shè)備，每個傳遞設(shè)備由一對通過水平軸鉸接安裝在底部的臂組成，其頂端分別沿傳遞設(shè)備的生產(chǎn)線裝置上游和下游的兩個單元鄰近的兩個終端位置之間的垂直弧形件振蕩。所述已公開的解決方案的缺點(diǎn)是相對復(fù)雜且效率較低，尤其是零件沿弧形路徑傳遞，并且必須從開始位置上升到弧形板的頂點(diǎn)，結(jié)果是能量無用的消耗。
本申請者在歐洲專利No.EP 1 26 721中提出了上述問題的第一個解決方案。在所述已知的解決方案中，傳遞機(jī)構(gòu)包括固定的框架，其包括位于高架(overhead)位置上的多個水平支撐和引導(dǎo)梁。所述梁在生產(chǎn)線的縱向延伸，每個梁位于與一個操作單元和鄰近單元之間包括的空間對應(yīng)的位置上，并且在每個梁上安裝了傳遞設(shè)備，其包括沿各自的支撐梁移動的滑動件；安裝在所述滑動件上的垂直柱；以及安裝在所述垂直柱底端并且可繞垂直軸定向的夾持機(jī)構(gòu)。而且還提供了設(shè)計用于控制滑動件和所述夾持機(jī)構(gòu)的馬達(dá)機(jī)構(gòu)，以及按照協(xié)同順序，設(shè)計用于相對獨(dú)立地控制生產(chǎn)線的各種傳遞裝置的馬達(dá)機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是參考已知的技術(shù)提出上述問題的另一種解決方案。
為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明的主題是設(shè)有傳遞機(jī)構(gòu)的操作單元生產(chǎn)線。所述傳遞機(jī)構(gòu)包括多個傳遞裝置，分別排列在生產(chǎn)線的加工單元的上游和/或下游，每個傳遞裝置包括-支撐結(jié)構(gòu)件；
-一對第一臂，其通過兩個相互平行的水平軸鉸接到支撐結(jié)構(gòu)件上；-一對第二臂，其第一端鉸接到第一臂上且第二端鉸接到移動結(jié)構(gòu)件上，通過兩個相互平行的水平軸；-第一輔助臂和第二輔助臂，分別連接到其中一個所述第一臂和其中一個所述第二臂上，于是界定了雙重的鉸接平行四邊形，所述第一輔助臂一端通過與第一臂的鉸接處的所述軸平行的水平軸鉸接到所述支撐結(jié)構(gòu)件上，且一個對立端鉸接到第三輔助臂上，其搖擺式地安裝在第一臂和第二臂之間的鉸接處的軸上，雙重的鉸接平行四邊形系統(tǒng)與其連接，所述第二輔助臂一端鉸接到第四輔助軸上，其也安裝使得其可繞所述第一臂和第二臂之間的鉸接處的所述軸線轉(zhuǎn)動，且其可以剛性連接到上述第三輔助軸，以便相對它形成預(yù)先確定的角度，所述第二輔助臂第二端通過平行于第二臂的鉸接處的上述水平軸的軸鉸接到移動結(jié)構(gòu)件上；-一對馬達(dá)，其可控制兩個第一臂在上述支撐結(jié)構(gòu)件上繞它們的鉸接處的軸相對獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；和-電子控制單元，其以協(xié)同的方式控制生產(chǎn)線上的所有傳遞裝置的電動機(jī)，以便降低消逝在代替生產(chǎn)線的每個加工單元中被加工的零件的停滯時間。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)在下文中有詳細(xì)說明。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述，附圖僅僅是結(jié)合非限制性實(shí)施例而提供的，其中-圖1是根據(jù)本發(fā)明使用傳遞機(jī)構(gòu)的工作中心的生產(chǎn)線的透視圖；-圖2是根據(jù)本發(fā)明的傳遞裝置的透視圖；-圖3是圖2中的傳遞裝置去除了一些零件的進(jìn)一步的透視圖；-圖4是一個圖解，其示出了根據(jù)本發(fā)明的傳遞裝置的工作原理；
-圖5A-5H是側(cè)視圖，其示出了圖2中的傳遞裝置在正常的工作循環(huán)中假定的不同結(jié)構(gòu)；和-圖6是根據(jù)本發(fā)明的變型的加工生產(chǎn)線的透視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，參考標(biāo)號1整體上指的是用于實(shí)施加工的單元生產(chǎn)線，該情況中為用于加工內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋2。生產(chǎn)線1包括一系列的任何已公開類型的操作單元或工作中心，其中攜帶工具的軸設(shè)置可以沿三個互相正交的軸移動，從而對零件2實(shí)施一系列的加工操作，該零件被阻擋固定在每個加工單元前面的工作平臺3上。圖1示出了相互鄰近的兩個加工單元5的底部4。每個單元5包括一個軸6，其可以在垂直方向上，在與生產(chǎn)線的方向A平行的水平方向上，以及與方向A垂直的水平方向上運(yùn)動。
當(dāng)然了，也可提供將零件2支撐在與每個加工單元相應(yīng)位置上的機(jī)構(gòu)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)零件的定向，例如如圖6所示的實(shí)施例，零件夾持平臺3在其端部被支撐在兩個盤狀物之間，兩個盤狀物相對于與生產(chǎn)線的方向A平行的共同的水平軸定向。
在圖1所示出的生產(chǎn)線的實(shí)施例和圖6所示出的生產(chǎn)線的實(shí)施例中，在生產(chǎn)線每個工作單元的上游和下游均包括間歇工作區(qū)7，零件在導(dǎo)入加工單元前和/或加工完畢從加工單元離開后被固定在上面。此外，在生產(chǎn)線的上游和下游是用于將零件載入生產(chǎn)線的工作區(qū)8以及將零件從生產(chǎn)線卸載的工作區(qū)9(圖6中可見)。
在所示出的實(shí)施例中，總共包括兩個加工單元5，以及沿生產(chǎn)線位于它們前面的兩個相應(yīng)的工作區(qū)3。此外，生產(chǎn)線在每個工作區(qū)3以及兩個加載工作區(qū)和卸載工作區(qū)8，9的上游和下游假定了三個間歇區(qū)7。當(dāng)然了，這里所提供的完全是非限制性的例子，同樣的原理也應(yīng)用于沿生產(chǎn)線的任意多個加工單元，以及接下來的任意多個工作區(qū)3和7也是顯而易見的。再次回到所示出的具體實(shí)施例，零件2沿生產(chǎn)線的前進(jìn)可以通過圖中的參考標(biāo)號10所指的三個傳遞裝置實(shí)現(xiàn)。
從下列描述也能明顯看出，圖1和圖6所示出的傳遞裝置10基本上是相同的，不同之處在于圖6的實(shí)施例與圖1的解決方案采納的裝置相比，所述裝置的方向是倒置的。
現(xiàn)在回到圖1-5的具體的解決方案的描述，圖4是每個裝置10的工作原理的具體說明。
參閱圖4，每個傳遞裝置10具有與平行連桿結(jié)構(gòu)基本類似的結(jié)構(gòu)，包括兩個底臂L1，L2，在其底端通過水平的，并與生產(chǎn)線的縱向A垂直的兩個平行軸A1，A2鉸接到固定的底部結(jié)構(gòu)件11上。底臂L1，L2繞軸A1，A2的旋轉(zhuǎn)可以通過兩個單獨(dú)的馬達(dá)M1，M2依靠任何已知類型的還原(reduction)單元R1，R2獨(dú)立控制(見圖3，3A)?；氐綀D4，兩個臂L1，L2與鉸接處A1，A2相對的一端，依次在F1，F(xiàn)2處鉸接到兩個頂臂L3，L4，頂臂依次在F3，F(xiàn)4處鉸接到頂部結(jié)構(gòu)件S上，因此，結(jié)構(gòu)件S可通過馬達(dá)M1，M2的控制在生產(chǎn)線的垂直方向和水平方向上相對固定結(jié)構(gòu)件11移動。為了確保頂部結(jié)構(gòu)件S維持在與底部表面平行的位置，由四個臂L1，L2，L3，L4組成的平行連桿結(jié)構(gòu)件通過雙鉸接的平行四邊形系統(tǒng)完成，其包括第一鉸接臂T1，其一端在F5處鉸接到底部結(jié)構(gòu)件11上，相對端在F6處鉸接到臂L5上，其可以繞兩個臂L2，L4之間的鉸接處F2旋轉(zhuǎn)。臂L5以可相對臂L6旋轉(zhuǎn)的形式固定，其相對臂L5形成固定的角度。臂L6通過鉸接臂T2連接到頂部結(jié)構(gòu)件S上，臂T2在對應(yīng)F7的位置處鉸接到頂部結(jié)構(gòu)件S上。
圖4示出的連桿機(jī)構(gòu)的主要零件也在圖2和圖3中示出。如所述圖所示，頂部結(jié)構(gòu)件S具有大致的T型結(jié)構(gòu)，剛性固定在其頂端表面的是縱向橫梁12，其攜帶用于接收和支撐被加工的一個或多個零件的支撐機(jī)構(gòu)13。
由于上述的結(jié)構(gòu)和排列，傳遞裝置10使支撐橫梁12能夠帶到將被拾起的零件之下，并且向上舉起所述橫梁，從而把零件從被暫時停放的結(jié)構(gòu)件上面移走，以便隨后沿生產(chǎn)線的縱向A移動，直到將零件再次放在下一個工作區(qū)。
圖5A-5H的順序示出了裝置在其運(yùn)動循環(huán)中假定的連續(xù)結(jié)構(gòu)，從一個位置開始，其中，橫梁12已經(jīng)抬起，且正在將零件2傳遞到前進(jìn)位置，其中，放下橫梁將零件2卸載到目的工作區(qū)，然后通過下端再返回，直到回到橫梁通過抬起加載零件2于其上的位置。在所述圖中，臂T1在F5處鉸接到剛性連接到底端11的支架上。
圖6示出了另一種形式，其中裝置10處在一個倒置的位置。在這個實(shí)施例中，為了安全地把零件從橫梁12的結(jié)構(gòu)件上吊起，顯然每個橫梁12設(shè)有夾持機(jī)構(gòu)，例如設(shè)計用于與被加工的零件相應(yīng)的孔或者凹部接合的帶有爪的夾持器的形式。
當(dāng)然了，為了優(yōu)化作為每個零件在每個加工單元中的停留時間的函數(shù)的零件沿生產(chǎn)線的移動，生產(chǎn)線上各種傳遞裝置10的馬達(dá)M1，M2通過電動控制單元控制。優(yōu)選地，將電動控制單元程序，使得一旦零件的加工在指定的加工單元終止，加工單元下游和上游的傳遞裝置已經(jīng)準(zhǔn)備好立即拾起被加工的零件，且將待加工的新零件導(dǎo)入到單元中，從而將停滯時間減到最少，且提高了生產(chǎn)線的生產(chǎn)率。
而且可以看出，在圖1的解決方案和圖6的解決方案的情況中，每個傳遞裝置10設(shè)有位于相應(yīng)的間歇工作區(qū)7上的位置上的固定結(jié)構(gòu)件11，并且安裝了用于將一對零件沿生產(chǎn)線同時傳遞的機(jī)構(gòu)。在這種方式下，在傳遞裝置的每個步驟，第一個零件從上游的加工單元組離開，且第二個零件進(jìn)入下游的加工單元組。
當(dāng)然了，在沒有偏離本發(fā)明的原理的情況下，結(jié)構(gòu)和實(shí)施例的細(xì)節(jié)可以相對于單純通過實(shí)施例在本文中所述的和所示出的內(nèi)容進(jìn)行廣泛變型，而并沒有脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于對一批零件(2)實(shí)施一系列加工操作的加工單元生產(chǎn)線，該零件在生產(chǎn)線的一個加載端(8)被連續(xù)送入，并沿生產(chǎn)線繼續(xù)向前直到生產(chǎn)線的一個卸載端(9)，其中，所述生產(chǎn)線包括用于將零件(2)從加載端(8)傳遞到生產(chǎn)線的第一單元(5)，從各個單元(5)到下一個單元，以及從生產(chǎn)線的最后一個單元(5)到卸載端(9)的機(jī)構(gòu)(10)，其特征在于，所述傳遞機(jī)構(gòu)包括多個傳遞裝置，分別排列在生產(chǎn)線的加工單元的上游和/或下游，每個傳遞裝置包括-支撐結(jié)構(gòu)件(11)；-一對第一臂(L1，L2)，其通過兩個相互平行的水平軸(A1，A2)鉸接到支撐結(jié)構(gòu)件(11)上；-一對第二臂(L3，L4)，其通過兩個相互平行的水平軸(F3，F(xiàn)4)第一端鉸接到第一臂(L1，L2)上且第二端鉸接到移動結(jié)構(gòu)件(S)上；-第一輔助臂和第二輔助臂(T1，T2)，分別連接到其中一個所述第一臂(L2)和其中一個所述第二臂(L4)上，于是界定了雙重的鉸接平行四邊形，所述第一輔助臂(T1)的一端通過與第一臂(L1，L2)的鉸接處的所述軸(A1，A2)平行的水平軸(F5)鉸接到所述支撐結(jié)構(gòu)件(11)上，且一個對立端鉸接到第三輔助臂(L4)上，其搖擺式地安裝在第一臂和第二臂(L2，L4)之間的鉸接處的軸(F2)上，雙重的鉸接平行四邊形系統(tǒng)與其連接，所述第二輔助臂(T2)一端鉸接到第四輔助軸(L6)上，其也安裝使得其可繞所述第一臂和第二臂(L2，L5)之間的鉸接處(F2)的所述軸線轉(zhuǎn)動，且其可以剛性連接到上述第三輔助軸(L5)，以便相對它形成預(yù)先確定的角度，所述第二輔助臂(T2)的第二端通過平行于第二臂(L3，L4)的鉸接處(F3，F(xiàn)4)的上述水平軸的軸(F7)鉸接到移動結(jié)構(gòu)件(S)上；-一對馬達(dá)(M1，M2)，其可控制兩個第一臂(L1，L2)在上述支撐結(jié)構(gòu)件(11)上繞它們的鉸接處(A1，A2)的軸相對獨(dú)立旋轉(zhuǎn)；和-電子控制單元，其以協(xié)同的方式控制生產(chǎn)線上的所有傳遞裝置(10)的電動機(jī)(M1，M2)，以便降低消逝在代替生產(chǎn)線的每個加工單元中被加工的零件的停滯時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)線，其特征在于，所述生產(chǎn)線包括設(shè)在每個操作單元的上游和下游的間歇等待工作區(qū)(7)，其中，每個傳遞裝置(10)用于將零件從間歇工作區(qū)(7)傳遞到位于所述間歇工作區(qū)(7)下游的加工單元(5)的加工工作區(qū)(3)，和/或?qū)⒘慵奈挥陂g歇加工區(qū)(7)上游的加工單元(5)的加工工作區(qū)(3)傳遞到后者。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)線，其特征在于，每個傳遞裝置(10)具有位于底部的支撐結(jié)構(gòu)件(11)以及位于頂部的移動結(jié)構(gòu)件(S)，大致對應(yīng)于生產(chǎn)線的操作單元(5)的工作區(qū)(3)的上游和/或下游的各自的間歇工作區(qū)(7)的位置提供了各自的傳遞裝置(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)線，其特征在于，每個傳遞裝置(10)包括安裝在固定的支撐架上面的高架位置上的支撐結(jié)構(gòu)件(11)，以及位于相對于支撐結(jié)構(gòu)件(11)的底部位置上的移動結(jié)構(gòu)件(S)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)線，其特征在于，每個傳遞裝置的移動結(jié)構(gòu)件(S)設(shè)有用于接收和支撐靠在其上端的一個或多個零件的機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)線，其特征在于，每個傳遞裝置的移動結(jié)構(gòu)件(S)設(shè)有用于從上面夾持和支撐一個或多個零件(2)的夾持機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求中的任何一個所述的生產(chǎn)線，其特征在于，每個傳遞裝置(10)的移動結(jié)構(gòu)件(S)設(shè)有用于將許多零件(2)同時沿生產(chǎn)線傳遞的機(jī)構(gòu)。
8.一種可在用于對一批零件(2)實(shí)施一系列加工操作的加工單元(5)生產(chǎn)線中使用的傳遞裝置，該零件被連續(xù)送入生產(chǎn)線，其特征在于，其包括-支撐結(jié)構(gòu)件(11)；-一對第一臂(L1，L2)，其通過兩個相互平行的水平軸(A1，A2)鉸接到支撐結(jié)構(gòu)件(11)上，；-一對第二臂(L3，L4)，其通過兩個相互平行的水平軸(F3，F(xiàn)4)第一端鉸接到第一臂(L1，L2)上且第二端鉸接到移動結(jié)構(gòu)件(S)上；-第一輔助臂和第二輔助臂(T1，T2)，分別連接到其中一個所述第一臂(L2)和其中一個所述第二臂(L4)上，于是界定了雙重的鉸接平行四邊形，所述第一輔助臂(T1)的一端通過與第一臂(L1，L2)的鉸接處的所述軸(A1，A2)平行的水平軸(F5)鉸接到所述支撐結(jié)構(gòu)件(11)上，且一個對立端鉸接到第三輔助臂(L4)上，其搖擺式地安裝在第一臂和第二臂(L2，L4)之間的鉸接處的軸(F2)上，雙重的鉸接平行四邊形系統(tǒng)與其連接，所述第二輔助臂(T2)的一端鉸接到第四輔助軸(L6)上，其也安裝使得其可繞所述第一臂和第二臂(L2，L5)之間的鉸接處(F2)的所述軸轉(zhuǎn)動，且其可以剛性連接到上述第三輔助軸(L5)，以便相對它形成預(yù)先確定的角度，所述第二輔助臂(T2)的第二端通過平行于第二臂(L3，L4)的鉸接處(F3，F(xiàn)4)的上述水平軸的軸(F7)鉸接到移動結(jié)構(gòu)件(S)上；和-一對馬達(dá)(M1，M2)，其可控制兩個第一臂(L1，L2)在上述支撐結(jié)構(gòu)件(11)上繞它們的鉸接處(A1，A2)的軸相對獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
一種用于對一批連續(xù)送入生產(chǎn)線的零件(2)實(shí)施一系列加工操作的加工單元(5)生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包括將零件(2)從加載端(8)傳遞到生產(chǎn)線的第一單元(5)，從生產(chǎn)線的每個單元傳遞到下一個單元，以及從生產(chǎn)線的最后一個單元(5)傳遞到卸載端(9)的一個或多個傳遞裝置(10)。每個傳遞裝置(10)包括一個平行連桿結(jié)構(gòu)，其一側(cè)由雙重的鉸接平行四邊形界定。鉸接到支撐結(jié)構(gòu)件(11)上的連桿結(jié)構(gòu)的兩個臂(L1，L2)可以通過兩個馬達(dá)(M1，M2)獨(dú)立控制旋轉(zhuǎn)。電動控制單元協(xié)調(diào)生產(chǎn)線上的所有傳遞裝置(10)的馬達(dá)(M1，M2)的運(yùn)動，為了在操作單元(5)對所給出的零件(2)完成操作循環(huán)情況下，實(shí)現(xiàn)傳遞裝置(10)在單元的下游準(zhǔn)備好用于撿起被加工的零件，以及傳遞裝置(10)在單元的上游準(zhǔn)備好用于加載被加工的新零件。
文檔編號B21D43/04GK1903505SQ20061010857
公開日2007年1月31日 申請日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日
發(fā)明者P·布拉加 申請人:康茂股份公司