彭威

摘 要：在自动化加工、装配中，为了把工序分散，提升产能，使用多工位是一种常见的方式，如何输送就是实现多工位的核心，机构的方式不同，对整机的尺寸、速度、精度、成本等有较大的影响。本文解析市面上几种常见的多工位输送机构，供大家参考

关键词：多工位输送 工序分散 自动化加工

中图分类号：TH22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（b）-00-02

市面上多工位输送，基本分为两大类：一类是治具不动，产品移动；另一种是产品由于各方面的限制，不能单独移动，那么实现的方法就是和治具一起移动。以下主要针对第二种方式，解析市面上几种常见的多工位输送机构，供大家参考。

1 常用的多工位输送机构

1.1 多工位输送机构1

图1就是一种常用的多工位输送机构，由多个治具、分度盘、分度机构、电机组成，最常用的组合方式是减速电机+离合器+凸轮分割器+转盘+治具的方式，正常的运转方式是减速电机启动后一直转动，靠离合器的通断控制停止时间，凸轮分割器的常用的工位数可以为2，3，4，5，6，8，10，12。凸轮分割器是一种分度机构，在主动轴一直转动的情况下，可以实现转动一个工位，停止，再转动一个工位，再停止的循环动作，看到这里，不知道大家有没有思考一个问题：既然凸轮分割器本身可以实现分割功能，那么可不可以和电机直接连接，取消离合器，可不可行？一般来讲，离合器在这里还是有作用的，因为一般的运转中，总是希望分割器转的时间尽量短（<1s，甚至<0.5s），而希望停止的时间尽量长（>2s，甚至>3s），而凸轮分割器由于结构和运动原理的限制，一般分割时间和停止时间的比值不能做的过小（一般不小于1∶1），不能满足灵活多变的设计要求，这时，可以通过离合器的通断，断开分割器和电动机之间的动力，使分割器停止的时间加长，达到设计要求。分割的精度主要有凸轮分割器的精度决定，输出精度一般≤±50''。高者可达≤±30''[1]凸轮分割器也可以用中空旋转平台替换，要和伺服电机配合使用，精度可达≤±5''，成本會增加，而且盘面尺寸不能太大（<600mm），离合器+减速电机的组合也可以用伺服电机代理，结构简单，响应速度更快。

还有一种是直接使用DDR旋转马达驱动，分割数可以人工任意调节，灵活性好，速度快，最高精度可达≤±0.5''直驱式旋转电机（DDR）是DD马达的一种，DD马达也叫直接驱动马达。由于其输出力矩大，因此有些公司将该产品直接称为力矩伺服。与传统的电机不同，该产品的大力矩使其可以直接与运动装置连接，从而省去了诸如减速器、齿轮箱、皮带轮等连接机构，因此才会称其为直驱动电机。由于一般该型电机都配置了高解析度的编码器，因此使该产品可以达到比普通伺服高一个等级的精度。又由于采用直接连接方式，减少了由于机械结构产生的定位误差，使得工艺精度得以保证[2]。另对于部分凸轮轴控制方式，一方面减少了由于机械结构摩擦而产生尺寸方面的误差，另一方面也对安装，使用时的噪音等方面降低了很多。

1.2 多工位输送机构2

上面的布局是方形的，有时由于客户场地的限制，需要布置成长方形，这时就需要一种直线是多工位输送机构，如图2所示。

图2所示机构由直线滑轨、治具、直线驱动组件、旋转驱动组件、定位组件组成，整体运动轨迹为上部向右运动后旋转到达下部再向左运动后旋转回到初始位置。治具固定在滑块上，可以在直线滑轨上运动，直线驱动模组有2个动作，一个上升，使卡块卡住治具凹槽，另一个是向右移动，使治具向右移动，后下降，向左复位。同时定位气缸将治具精定位后，可以对产品进行装配等作业，如此往复运动后直到治具到达最右边的旋转驱动组件。旋转驱动组件由伺服电机+中空旋转平台+直线滑轨+精加工件组成，会旋转180°使自带的上下两条滑轨A，B与固定的上下两条滑轨X，Y对接，由于旋转前是A对X，B对Y，旋转后变成A对Y，B对X，出现了A和B同时要对X，Y做拼接的情况，对拼接的精度提出了较高的要求，针对这个问题，一是设计上要保证精加工的旋转板与固定的滑轨固定板的外形尺寸要一致，给比较小的尺寸公差，还要保证中空旋转平台的旋转中心和精加工的旋转板与固定的滑轨固定板的旋转中心一致，可以在精加工的旋转板与固定的滑轨固定板的旋转中心加工组装定心用的精工艺孔，并精加工一根工艺轴，实际安装时将轴插入作为组装的基准。二是在滑轨的选型上尽量选用直径大一些的钢珠，原因是大些的钢珠对拼接的不平度的包容度大一些。三是在装配时对拼接处的毛刺使用砂纸打磨光滑，接口尺寸<0.05时可以得到良好的效果。旋转驱动组件将治具从上方轨道旋转到下方轨道后，另外一套直线驱动组件会实现和上方轨道的直线驱动组件一样动作，将治具向左边输送，直到到达左边旋转驱动组件，然后重复相同的动作，将治具移送到初始位，完成整个动作循环。

该机构移动速度快，定位精度高，无冲击，工位数可以自由设计，广泛适用由于场地限制，宽度尺寸不能增加而又需要多工位的项目。

2 机构的优缺点分析

总结以上两种机构，一般对场地没有限制的，优先选用第一种方案，结构简单，稳定，成本低，若场地有限制，第二种方案也是一个良好的选择。

参考文献

[1] 颜建军.凸轮分割器：中国，CN 201455741 U[P].2010.

[2] 唐任远.特种电机原理及应用[M].2版.北京：机械工业出版社，2010.