一种龙门多托盘交换系统用运输小车的制作方法

本实用新型涉及一种运输小车，具体是一种龙门多托盘交换系统用运输小车。

背景技术：

随着智能工厂的推进，柔性制造系统的应用日趋广泛，对机床柔性生产线的需求也日益增加。目前市场上1M×1M左右台面的柔性线比较常见，而且多见于卧式加工中心柔性生产线中。但是龙门加工中心柔性生产线还比较少见，尤其是针对大型龙门加工中心的柔性生产线寥寥无几。龙门柔性线加工中心的最大结构特点是能够实现工作台的互换，即加工中心在运行时，其余工作台能够在装卸站拆装或者在托盘库中等待加工。

以图1的布局方案图所示的龙门加工中心柔性线为例，该龙门加工中心柔性线包括3台加工中心主机、3个主机托盘座、9个托盘库、2个装卸站、1辆运输小车和相应运输轨道。图1所示龙门加工中心柔性线中配备了12个工作台，这12个工作台之间可实现自由互换，即被加工的零件可在3台加工中心主机之间任意实现加工，又可存放在9个托盘库中，还可以在2个装卸站上进行装夹。龙门加工中心柔性线交换工作台的过程具体如下：第一步，当3台加工中心主机中任意一台的工件加工完成，运输小车接到指令移动到该台加工中心主机的工作台交换位置，驱动装置工作，将工作台连同工件一起从该台加工中心主机经过其主机托盘座移动到运输小车上；第二步，运输小车将工作台运输到装卸站对应位置；第三步，位于运输小车上的工作台传递到装卸站上；第四步，将传递到装卸站上的工作台上的工件拆除、清洁并装夹新的工件，同时，运输小车从托盘库中运输带有工件的工作台到相应的主机上进行加工；第五步，相应的在装卸站装夹好后的工作台放入空的托盘库中。

用于实现工作台的交换的多托盘交换系统在龙门加工中心柔性线中起到不可或缺的作用，而运输小车是多托盘交换系统中的关键组成之一，起到运送工作台的作用。

龙门加工中心柔性线中多台大型龙门加工中心机床的工作台在安装时，各个工作台的台面的水平高度存在偏差，同时位于各托盘库与装卸站上的工作台台面水平高度也不一致，这会导致龙门加工中心柔性线交换工作台的过程无法顺利进行。运输小车的工作台台面高度需要调整为和主机托盘座一致时，才可与主机托盘座上的工作台互换，同时运输小车的工作台台面高度需要调整为与托盘库或装卸站一致时，才能与托盘库或装卸站上的工作台互换。对于加工中心和与该加工中心配套的主机托盘座之间的“两两”调平，在装配上比较容易实现，而对于其他例如运输小车与主机托盘座或托盘库或装卸站之间的调平，在装配上难度较大。如果将所有的主机工作台、主机托盘座、运输小车、托盘库和装卸站的工作台台面全部调到同一水平面，对于安调人员来说是一个艰巨的任务。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，为解决龙门加工中心柔性线安装时各个工作台台面的水平高度存在的偏差问题，提供一种龙门多托盘交换系统用运输小车，该运输小车的高度可调，可实现工作台在加工中心主机与运输小车或者运输小车与托盘库或装卸站之间的平稳、顺畅交换。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种龙门多托盘交换系统用运输小车，包括支座、第一斜滑座、第二斜滑座和运输轨道，所述的运输轨道上安装有沿其长度方向布设的第一线轨和第一齿条，所述的第一斜滑座和第二斜滑座分别通过第一滑块和第二滑块安装在所述的第一线轨上，所述的第一斜滑座上安装有第一齿轮驱动机构，所述的第一齿轮驱动机构的输出端连接有第一驱动齿轮，所述的第一驱动齿轮与所述的第一齿条相啮合，所述的第一斜滑座的顶端自上而下倾斜设置，所述的第一斜滑座的顶端安装有第一丝杠驱动机构和第二线轨，所述的第二斜滑座的顶端自上而下倾斜设置，所述的第二斜滑座的顶端安装有第二丝杠驱动机构和第三线轨，所述的第一斜滑座和所述的第二斜滑座对称设置，所述的第一线轨、第二线轨和第三线轨并行设置，所述的支座同时与所述的第一丝杠驱动机构和所述的第二丝杠驱动机构相连，所述的支座通过第三滑块安装在所述的第二线轨上，所述的支座通过第四滑块安装在所述的第三线轨上，所述的支座用于安装工作台，所述的支座上设置有工作台驱动机构，所述的工作台驱动机构用于驱动工作台移动以完成交换。

本实用新型的龙门多托盘交换系统用运输小车，其支座、第一斜滑座、第二斜滑座整体安装在运输轨道上，通过第一驱动齿轮与第一齿条的啮合实现运输小车沿运输轨道上的第一线轨的移动，与传统的双交换工作台龙门加工中心的通过油缸与链条传动系统交换工作台的方式相比，本实用新型的齿轮齿条传动方式动作连续、平稳，传动精度和可靠性得到大幅提升，且精度保持性好，可确保工作台传递的精度，同时可有效避免传统链条传动系统长期使用后因链条被拉长而引起的精度降低的问题。该运输小车采用两个斜滑座调整高度的形式，适用于高度低、承重大的场合，便于高度调节，从而实现重型、大型工作台的顺畅、精准交换，且该两个斜滑座组合使用，便于后续工作台的尺寸拓展，大多零部件可通用，比单滑座的通用性更强。两个斜滑座上采用丝杠驱动，通过两个斜滑座上的丝杠同步运动，实现工作台高度上的精密调整，其高度方向调整的行程取决于两个斜滑座斜面的长度，可完全满足装配带来的高度偏差的调整要求。

本实用新型的龙门多托盘交换系统用运输小车的高度可调，其高度调节原理为：当第一丝杠驱动机构工作时，支座沿第二线轨运动，例如，当支座沿第二线轨向上运动时，第一斜滑座相对于运输轨道静止不动，支座沿第二线轨上升的过程可分解为高度方向Z-的运动和水平方向X-的运动，在支座运动的同时，相应地位于第二斜滑座上的第二丝杠驱动机构同步工作，使第二斜滑座相对运输轨道与第一斜滑座同方向X-方向水平运动，从而实现支座在高度方向Z-的高度调整；相反，如果第一丝杠驱动机构驱动支座沿第二线轨向下运动时，第一斜滑座相对于运输轨道静止不动，第二丝杠驱动机构驱动第二斜滑座相对于运输轨道往X+方向水平移动，实现支座在高度方向Z+的高度调整。可见，本实用新型的运输小车在高度调整过程中，第一斜滑座相对于运输轨道静止不动，而第一斜滑座上的第一丝杠驱动机构带动支座运动，同步地，第二斜滑座上的第二丝杠驱动机构进行相应的工作，最终实现了运输小车的高度调节。

当各主机托盘座之间高度不同时，只需在装配时测量高度，运输小车移动到指定主机托盘座时，调整到相应的高度，即可进行工作台的交换过程。同理，运输小车只需记下每个托盘库和装卸站工作台台面高度，即可实现工作台在加工中心主机与运输小车或者运输小车与托盘库或装卸站之间的平稳、顺畅交换。

所述的第一齿轮驱动机构包括安装在第一驱动箱上的两个齿轮驱动单元，所述的第一驱动箱安装在所述的第一斜滑座上，每个所述的齿轮驱动单元包括第一伺服电机和第一减速器，所述的第一伺服电机为抱闸电机，所述的第一驱动齿轮通过所述的第一减速器安装在所述的第一伺服电机的输出端，所述的两个齿轮驱动单元上的第一驱动齿轮的转动方向相反，所述的两个齿轮驱动单元组成双电机消隙结构。两个齿轮驱动单元组成双电机消隙结构，消隙效果好，可保证运输小车沿运输轨道移动时的精度。

所述的第一丝杠驱动机构包括第二伺服电机、第一直角减速器、第一丝杠、第一丝母和第一尾端座，所述的第二伺服电机为抱闸电机，所述的第一直角减速器和第一尾端座安装在所述的第一斜滑座的顶端，所述的第一直角减速器与所述的第二伺服电机的输出端相连，所述的第一丝杠的一端与所述的第一直角减速器相连，所述的第一丝杠的另一端穿过所述的第一丝母安装在所述的第一尾端座上，所述的第一丝母与所述的支座的底端相连；所述的第二丝杠驱动机构包括第三伺服电机、第二直角减速器、第二丝杠、第二丝母和第二尾端座，所述的第三伺服电机为抱闸电机，所述的第二直角减速器和第二尾端座安装在所述的第二斜滑座的顶端，所述的第二直角减速器与所述的第三伺服电机的输出端相连，所述的第二丝杠的一端与所述的第二直角减速器相连，所述的第二丝杠的另一端穿过所述的第二丝母安装在所述的第二尾端座上，所述的第二丝母与所述的支座的底端相连。

所述的支座的顶端间隔设置有多条T型导轨，所述的多条T型导轨垂直于所述的运输轨道的长度方向布设，所述的工作台的底端间隔设置有与所述的多条T型导轨相适配的多条T型导槽，所述的工作台的底部间隔安装有多个第一滚轮和多个第二滚轮，每条所述的T型导槽的上方设置有若干所述的第一滚轮，若干所述的T型导槽的一侧设置有若干所述的第二滚轮，工作台的移动沿多条T型导轨进行，工作台沿多条T型导轨移动时，所述的多个第一滚轮和所述的多个第二滚轮在所述的多条T型导轨上滚动。T型导轨、第一滚轮和第二滚轮的设计，对工作台的定位精度好，同时可保证工作台沿多条T型导轨移动时不会跑偏，确保工作台的顺利交换。

所述的工作台驱动机构包括第二齿轮驱动机构和第三齿轮驱动机构，所述的第二齿轮驱动机构设置在所述的支座的远离加工中心主机的一侧，所述的第三齿轮驱动机构设置在所述的支座的靠近加工中心主机的一侧，所述的第二齿轮驱动机构包括油缸、第二驱动箱和第二驱动齿轮，所述的油缸的缸体安装在所述的支座上，所述的油缸的油缸杆与所述的第二驱动箱连接，所述的第二驱动齿轮安装在所述的第二驱动箱上，所述的第二驱动箱的两侧分别设置有滑轨，所述的支座上设置有与所述的滑轨相适配的滑动面，所述的第二驱动箱的顶端由两块压板压紧，所述的两块压板通过螺钉固定在所述的支座上；所述的第三齿轮驱动机构包括安装在所述的支座上的第四伺服电机、第二减速器和第三驱动齿轮，所述的第四伺服电机为抱闸电机，所述的第三驱动齿轮通过所述的第二减速器安装在所述的第四伺服电机的输出端，所述的工作台的底部安装有第二齿条，所述的第二齿条可与所述的第二驱动齿轮和所述的第三驱动齿轮相啮合并驱动工作台移动。通过第二驱动齿轮和第三驱动齿轮与第二齿条的啮合，带动工作台在加工中心主机与运输小车或者运输小车与托盘库或装卸站之间移动，实现工作台的对工作台的运输和交换。

本实用新型龙门多托盘交换系统用运输小车采用的第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机均为抱闸电机，可提高各部件的传动精度和可靠性。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型公开的龙门多托盘交换系统用运输小车，其支座、第一斜滑座、第二斜滑座整体安装在运输轨道上，通过第一驱动齿轮与第一齿条的啮合实现运输小车沿运输轨道上的第一线轨的移动，与传统的双交换工作台龙门加工中心的通过油缸与链条传动系统交换工作台的方式相比，本实用新型的齿轮齿条传动方式动作连续、平稳，传动精度和可靠性得到大幅提升，且精度保持性好，可确保工作台传递的精度，同时可有效避免传统链条传动系统长期使用后因链条被拉长而引起的精度降低的问题；该运输小车的高度可调，可实现工作台在加工中心主机与运输小车或者运输小车与托盘库或装卸站之间的平稳、顺畅交换。

附图说明

图1为一种龙门加工中心柔性线的布局方案图；

图2为实施例中运输小车的外观图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为安装工作台及第一齿轮驱动机构后的图2中B向视图；

图5为移除支座后实施例中运输小车的外观图；

图6为实施例中工作台的仰视图；

图7为实施例中工作台的正视图；

图8为图7中C处放大图；

图9为运输小车与主机托盘座交换工作台时运输小车、主机托盘座和加工中心主机的相对位置图；

图10为运输小车与装卸站交换工作台时运输小车与装卸站的相对位置图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1的龙门多托盘交换系统用运输小车，如图所示，包括支座3、第一斜滑座1、第二斜滑座2和运输轨道4，运输轨道4上安装有沿其长度方向布设的第一线轨41和第一齿条42，第一斜滑座1和第二斜滑座2分别通过第一滑块43和第二滑块44安装在第一线轨41上，第一斜滑座1上安装有第一齿轮驱动机构，第一齿轮驱动机构的输出端连接有第一驱动齿轮51，第一驱动齿轮51与第一齿条42相啮合，第一斜滑座1的顶端自上而下倾斜设置，第一斜滑座1的顶端安装有第一丝杠驱动机构11和第二线轨12，第一丝杠驱动机构11包括第二伺服电机13、第一直角减速器14、第一丝杠15、第一丝母16和第一尾端座17，第一直角减速器14和第一尾端座17安装在第一斜滑座1的顶端，第一直角减速器14与第二伺服电机13的输出端相连，第一丝杠15的一端与第一直角减速器14相连，第一丝杠15的另一端穿过第一丝母16安装在第一尾端座17上，第一丝母16与支座3的底端相连；第二斜滑座2的顶端自上而下倾斜设置，第二斜滑座2的顶端安装有第二丝杠驱动机构21和第三线轨22，第二丝杠驱动机构21包括第三伺服电机23、第二直角减速器24、第二丝杠25、第二丝母26和第二尾端座27，第二直角减速器24和第二尾端座27安装在第二斜滑座2的顶端，第二直角减速器24与第二伺服电机13的输出端相连，第二丝杠25的一端与第二直角减速器24相连，第二丝杠25的另一端穿过第二丝母26安装在第二尾端座27上，第二丝母26与支座3的底端相连；第一斜滑座1和第二斜滑座2对称设置，第一线轨41、第二线轨12和第三线轨22并行设置，支座3同时与第一丝杠驱动机构11和第二丝杠驱动机构21相连，支座3通过第三滑块18安装在第二线轨12上，支座3通过第四滑块28安装在第三线轨22上，支座3用于安装工作台6，支座3的顶端间隔设置有四条T型导轨31，四条T型导轨31垂直于运输轨道4的长度方向布设，工作台6的底端间隔设置有与四条T型导轨31相适配的四条T型导槽63，工作台6的底部间隔安装有多个第一滚轮61和多个第二滚轮62，每条T型导槽63的上方设置有若干第一滚轮61，中间两条T型导槽63的一侧设置有若干第二滚轮62，支座3上设置有工作台驱动机构，工作台驱动机构用于驱动工作台6移动以完成交换，工作台6的移动沿四条T型导轨31进行，工作台6沿四条T型导轨31移动时，多个第一滚轮61和多个第二滚轮62在四条T型导轨31上滚动；工作台驱动机构包括第二齿轮驱动机构和第三齿轮驱动机构，第二齿轮驱动机构设置在支座3的远离加工中心主机91的一侧，第三齿轮驱动机构设置在支座3的靠近加工中心主机91的一侧，第二齿轮驱动机构包括油缸71、第二驱动箱72和第二驱动齿轮75，油缸71的缸体安装在支座3上，油缸71的油缸71杆与第二驱动箱72连接，第二驱动齿轮75安装在第二驱动箱72上，第二驱动箱72的两侧分别设置有滑轨73，支座3上设置有与滑轨相适配的滑动面（图中未示出），第二驱动箱72的顶端由两块压板74压紧，两块压板74通过螺钉固定在支座3上；第三齿轮驱动机构包括安装在支座3上的第四伺服电机81、第二减速器82和第三驱动齿轮83，第三驱动齿轮83通过第二减速器82安装在第四伺服电机81的输出端，工作台6的底部安装有第二齿条64，第二齿条64可与第二驱动齿轮75和第三驱动齿轮83相啮合并驱动工作台6移动。

实施例2的龙门多托盘交换系统用运输小车，如图所示，包括支座3、第一斜滑座1、第二斜滑座2和运输轨道4，运输轨道4上安装有沿其长度方向布设的第一线轨41和第一齿条42，第一斜滑座1和第二斜滑座2分别通过第一滑块43和第二滑块44安装在第一线轨41上，第一斜滑座1上安装有第一齿轮驱动机构，第一齿轮驱动机构包括安装在第一驱动箱54上的两个齿轮驱动单元，第一驱动箱54安装在第一斜滑座1上，每个齿轮驱动单元包括第一伺服电机52和第一减速器53，第一驱动齿轮51通过第一减速器53安装在第一伺服电机52的输出端，两个齿轮驱动单元上的第一驱动齿轮51的转动方向相反，两个齿轮驱动单元组成双电机消隙结构，两个齿轮驱动单元上的第一驱动齿轮51分别与第一齿条42相啮合，第一斜滑座1的顶端自上而下倾斜设置，第一斜滑座1的顶端安装有第一丝杠驱动机构11和第二线轨12，第一丝杠驱动机构11包括第一直角减速器14、第一丝杠15、第一丝母16和第一尾端座17，第一直角减速器14和第一尾端座17安装在第一斜滑座1的顶端，第一丝杠15的一端与第一直角减速器14相连，第一丝杠15的另一端穿过第一丝母16安装在第一尾端座17上，第一丝母16与支座3的底端相连；第二斜滑座2的顶端自上而下倾斜设置，第二斜滑座2的顶端安装有第二丝杠驱动机构21和第三线轨22，第二丝杠驱动机构21包括第二直角减速器24、第二丝杠25、第二丝母26和第二尾端座27，第二直角减速器24和第二尾端座27安装在第二斜滑座2的顶端，第二丝杠25的一端与第二直角减速器24相连，第二丝杠25的另一端穿过第二丝母26安装在第二尾端座27上，第二丝母26与支座3的底端相连；第一斜滑座1和第二斜滑座2对称设置，第一线轨41、第二线轨12和第三线轨22并行设置，支座3同时与第一丝杠驱动机构11和第二丝杠驱动机构21相连，支座3通过第三滑块18安装在第二线轨12上，支座3通过第四滑块28安装在第三线轨22上，支座3用于安装工作台6，支座3的顶端间隔设置有四条T型导轨31，四条T型导轨31垂直于运输轨道4的长度方向布设，工作台6的底端间隔设置有与四条T型导轨31相适配的四条T型导槽63，工作台6的底部间隔安装有多个第一滚轮61和多个第二滚轮62，每条T型导槽63的上方设置有若干第一滚轮61，每条T型导槽63的一侧设置有若干第二滚轮62，支座3上设置有工作台驱动机构，工作台驱动机构用于驱动工作台6移动以完成交换，工作台6的移动沿四条T型导轨31进行，工作台6沿四条T型导轨31移动时，多个第一滚轮61和多个第二滚轮62在四条T型导轨31上滚动；工作台驱动机构包括第二齿轮驱动机构和第三齿轮驱动机构，第二齿轮驱动机构设置在支座3的远离加工中心主机91的一侧，第三齿轮驱动机构设置在支座3的靠近加工中心主机91的一侧，第二齿轮驱动机构包括油缸71、第二驱动箱72和第二驱动齿轮75，油缸71的缸体安装在支座3上，油缸71的油缸71杆与第二驱动箱72连接，第二驱动齿轮75安装在第二驱动箱72上，第二驱动箱72的两侧分别设置有滑轨73，支座3上设置有与滑轨相适配的滑动面（图中未示出），第二驱动箱72的顶端由两块压板74压紧，两块压板74通过螺钉固定在支座3上；第三齿轮驱动机构包括安装在支座3上的第四伺服电机81、第二减速器82和第三驱动齿轮83，第三驱动齿轮83通过第二减速器82安装在第四伺服电机81的输出端，工作台6的底部安装有第二齿条64，第二齿条64可与第二驱动齿轮75和第三驱动齿轮83相啮合并驱动工作台6移动。

第一齿轮驱动机构包括安装在第一驱动箱54上的两个齿轮驱动单元，第一驱动箱54安装在第一斜滑座1上，每个齿轮驱动单元包括第一伺服电机52和第一减速器53，第一驱动齿轮51通过第一减速器53安装在第一伺服电机52的输出端，两个齿轮驱动单元上的第一驱动齿轮51的转动方向相反，两个齿轮驱动单元组成双电机消隙结构。

上述实施例中，采用的第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机为抱闸电机。

上述龙门多托盘交换系统用运输小车，通过第一驱动齿轮51与第一齿条42的啮合实现运输小车沿运输轨道4上的第一线轨41的移动。上述龙门多托盘交换系统用运输小车的高度可调，其高度调节原理为：当第一丝杠驱动机构11工作时，支座3沿第二线轨12运动，例如，当支座3沿第二线轨12向上运动时，第一斜滑座1相对于运输轨道4静止不动，支座3沿第二线轨12上升的过程可分解为高度方向Z-的运动和水平方向X-的运动，在支座3运动的同时，相应地位于第二斜滑座2上的第二丝杠驱动机构21同步工作，使第二斜滑座2相对运输轨道4与第一斜滑座1同方向X-方向水平运动，从而实现支座3在高度方向Z-的高度调整；相反，如果第一丝杠驱动机构11驱动支座3沿第二线轨12向下运动时，第一斜滑座1相对于运输轨道4静止不动，第二丝杠驱动机构21驱动第二斜滑座2相对于运输轨道4往X+方向水平移动，实现支座3在高度方向Z+的高度调整。

图9为运输小车与主机托盘座92交换工作台时运输小车、主机托盘座92和加工中心主机91的相对位置图，图10为运输小车与装卸站93交换工作台时运输小车与装卸站93的相对位置图。该运输小车的高度可调，可实现工作台在加工中心主机91与运输小车或者运输小车与托盘库（图中未示出，可参见装卸站93）或装卸站93之间的平稳、顺畅交换。