專利名稱：工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步進(jìn)式輸送工件的驅(qū)動(dòng)裝置，尤其適用于大型自動(dòng)化生產(chǎn)線中多工位重 載荷長距離輸送的生產(chǎn)場合下工件的步進(jìn)式輸送。
背景技術(shù)：
在自動(dòng)化生產(chǎn)線屮，步進(jìn)式輸送是最常用的工件輸送方式之一。對丁-步進(jìn)式輸送工件的 驅(qū)動(dòng)裝置，從動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式上可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型和氣動(dòng)液壓執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)型，從動(dòng)力連接 方式上可分為有離合功能型和無離合功能型。在生產(chǎn)實(shí)際中可根據(jù)實(shí)際需要和要求采用合適 的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式和動(dòng)力連接方式以實(shí)現(xiàn)特定的功能，從而更好地滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的工序化和 順序化動(dòng)作的實(shí)際需求。
目前，公知的步進(jìn)式輸送工件的驅(qū)動(dòng)裝置通常采用氣動(dòng)執(zhí)行元件作為動(dòng)力源，通過齒輪 齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和棘輪棘爪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，或通過單向離合器(單向軸承、超越離合器等)將氣動(dòng) 執(zhí)行元件的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)元件的單向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)功能，但上述結(jié)構(gòu)通常只應(yīng) 用于輸送中小載荷或步進(jìn)精度要求不高的生產(chǎn)場合。在現(xiàn)代大型自動(dòng)化生產(chǎn)線中，如果一條 工件步進(jìn)輸送線上步進(jìn)工位很多，輸送距離很長且輸送載荷很大時(shí)，如果仍按上述常規(guī)方式 選用大缸徑氣缸作為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，不僅增加步進(jìn)動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間，影響生產(chǎn)效率，而且運(yùn) 行時(shí)很不穩(wěn)定，極易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，還會(huì)發(fā)出很大的噪音，既不經(jīng)濟(jì)又不符合現(xiàn)代環(huán)保要求。 對于使用單向離合器的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于單向離合元件的承載能力有限，因而更無法滿足 大載荷步進(jìn)輸送要求，而且使用單向離合器易產(chǎn)生累積誤差，不能保證步進(jìn)輸送的重復(fù)定位 精度，只適用于步進(jìn)精度要求不高的場合。
目前，公知的步進(jìn)式輸送工件的驅(qū)動(dòng)裝置也有采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的，通過間歇運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)(如馬耳他機(jī)構(gòu))、平行四連桿機(jī)構(gòu)或其它相似的平移機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)功能，但由于受到結(jié) 構(gòu)和空間尺寸規(guī)格的限制，且沒有動(dòng)力離合功能，此類驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通常應(yīng)用于短距離中小載荷 的連續(xù)步進(jìn)輸送場合，其步進(jìn)節(jié)拍是固定不變的，不能根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整和控 制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，為了克服和彌補(bǔ)現(xiàn)有工件步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置在多工位、長距離 和大載荷輸送能力上的技術(shù)不足和缺陷，本發(fā)明提供一種工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不 僅能實(shí)現(xiàn)多工位、長距離和大載荷生產(chǎn)場合下工件的步進(jìn)輸送，而且能充分保證步進(jìn)精度要 求和運(yùn)行可靠性及平穩(wěn)性要求，還可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要實(shí)吋調(diào)整和控制步進(jìn)工作節(jié)拍。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，經(jīng)過三級減速，既
可滿足多工位長距離大載荷的輸送要求，又能滿足步進(jìn)節(jié)拍和生產(chǎn)效率要求；采用雙轉(zhuǎn)鍵離
合裝置實(shí)現(xiàn)工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分與從動(dòng)部分動(dòng)力的可靠分離與接合，既能 保證多工位長距離大載荷輸送場合下離合裝置工作的可靠性，又能避免累積誤差，切實(shí)保證 傳動(dòng)精度，還可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要實(shí)時(shí)調(diào)整和控制步進(jìn)工作節(jié)拍。采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、齒輪 齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、棘輪棘爪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)功能，不僅杜絕了累積誤差產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，同時(shí)又 增加了步進(jìn)輸送運(yùn)行的平穩(wěn)性。
本發(fā)明由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分、雙轉(zhuǎn)鍵離合裝置和從動(dòng)部分組成-
動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分主要由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、小齒輪和大齒輪等組成。以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，通 過帶傳動(dòng)、減速機(jī)和一對齒輪嚙合副，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分的三級減速功能，以滿足工件的步
進(jìn)節(jié)拍和生產(chǎn)效率要求；另外，當(dāng)步進(jìn)工位很多，輸送距離很長且輸送載荷很大時(shí)，以電動(dòng) 機(jī)作為動(dòng)力源可克服按常規(guī)方式選用大缸徑氣缸所帶來的種種不利l天l素，只要選擇足夠的電 動(dòng)^l功率，即可滿足多工位、長距離和大載荷步進(jìn)輸送要求。
從動(dòng)部分由傳動(dòng)軸l、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、棘輪棘爪機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)軸2等組成。 通過以上各個(gè)機(jī)構(gòu)的功能銜接和組合，可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)功能。傳動(dòng)軸l的主動(dòng)端安裝了雙轉(zhuǎn)鍵離合裝置，從動(dòng)端安裝了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的偏心輪。偏心輪通過銷軸與連桿和滑塊相連，滑 塊可沿導(dǎo)軌座做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒條與滑塊為一體化結(jié)構(gòu)，齒輪空套 在傳動(dòng)軸2上。棘輪棘爪機(jī)構(gòu)中的$束爪安裝在齒輪上，棘輪與傳動(dòng)軸2之間為鍵連接。當(dāng)雙轉(zhuǎn) 鍵離合裝置接合吋，動(dòng)力由傳動(dòng)軸l的主動(dòng)端輸入，使傳動(dòng)軸l帶動(dòng)從動(dòng)端的偏心輪旋轉(zhuǎn)。偏 心輪旋轉(zhuǎn)一周為一個(gè)步進(jìn)工作循環(huán)。偏心輪每旋轉(zhuǎn)一周，通過連桿帶動(dòng)滑塊(齒條)沿直線 導(dǎo)軌座往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，并通過齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使安裝于齒輪上的棘爪正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，棘爪正 轉(zhuǎn)時(shí)與棘輪嚙合并驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸2轉(zhuǎn)過- -定角度完成 -次步進(jìn)輸送，棘爪反轉(zhuǎn)吋與棘輪脫離嚙合 并完成返程，至此完成一個(gè)步進(jìn)工作循環(huán)。在從動(dòng)部分各機(jī)構(gòu)中，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是杜絕累積 誤差，保證步進(jìn)精度要求和運(yùn)行平穩(wěn)性要求的重要環(huán)節(jié)之一。由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性可 知，偏心輪每旋轉(zhuǎn)一周，滑塊正反兩方向單向行程(為偏心輪偏心距的2倍)及2個(gè)運(yùn)動(dòng)極限 位置均是固定不變的，因此通過齒輪齒條傳動(dòng)和棘輪棘爪傳動(dòng)的一一對應(yīng)關(guān)系，棘爪的正轉(zhuǎn) 和反轉(zhuǎn)角度及運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)和終點(diǎn)位置也是固定不變的，這樣在傳動(dòng)環(huán)節(jié)上就杜絕了累積誤差的 存在，只要將齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和棘輪棘爪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)制造誤差和傳動(dòng)誤差控制在合理 范圍內(nèi)，即可保證步進(jìn)精度要求。另外，滑塊運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間關(guān)系為一正弦函數(shù)，其運(yùn)動(dòng)速 度是隨時(shí)間變化的，為偏心輪與連桿鉸接點(diǎn)的線速度在水平方向上的分量，即
V =vcos <J>=vcos w t
式中，V,—滑塊線速度；
V—偏心輪與連桿鉸接點(diǎn)的線速度；
巾一偏心輪轉(zhuǎn)過的角度；
"一偏心輪角速度；
t一滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
當(dāng)(]^cotW時(shí)，V,=0 (滑塊運(yùn)動(dòng)起點(diǎn))；
(!^cn-jt/2時(shí)，Vf=v (滑塊兩個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置的中點(diǎn))； (J) = COt=3tBl V,=0 (滑塊運(yùn)動(dòng)終點(diǎn))；
cj^on^jt/2時(shí)，V,=-V (滑塊兩個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置的中點(diǎn))； cj)二on二2n時(shí)，v,=0 (滑塊運(yùn)動(dòng)起點(diǎn))；
由此可知，滑塊到達(dá)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置吋速度均為零，而到達(dá)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置的中點(diǎn) 時(shí)速度最大，即當(dāng)滑塊由任一個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置向另一個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是從速度為 零時(shí)開始加速，到達(dá)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置的中點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大值，然后再開始減速，到達(dá)另 一極限位置吋速度又降為零。由于齒輪齒條傳動(dòng)與棘輪棘爪傳動(dòng)均為同步嚙合式傳動(dòng)，因而 棘爪驅(qū)動(dòng)棘輪的運(yùn)動(dòng)也符合滑塊的上述運(yùn)動(dòng)特性。當(dāng)棘爪驅(qū)動(dòng)棘輪正傳或反向返程時(shí)，開始 時(shí)角速度為零，行至中間角速度最大，單次行程結(jié)束時(shí)角速度又降為零。因此曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)特性既杜絕了累積誤差，又有效保證了步進(jìn)運(yùn)行的平穩(wěn)性。
雙轉(zhuǎn)鍵離合部分由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、連接零件及操縱機(jī)構(gòu)組成。依靠連接零件(雙 轉(zhuǎn)鍵)將主動(dòng)部分和從動(dòng)部分剛性連接起來，是一種剛性離合裝置。主動(dòng)部分包括大齒輪、
中套和兩個(gè)滑動(dòng)軸承；從動(dòng)部分包括傳動(dòng)軸1、內(nèi)套和外套等；連接零件是轉(zhuǎn)鍵，轉(zhuǎn)鍵包括
T.作鍵和填充鍵。工作鍵右端安裝有T.作鍵柄，填充鍵右端安裝有填充鍵柄，工作鍵柄和填
充鍵柄通過拉板相連，因此填充鍵總是跟隨工作鍵轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)向相反；中套用平鍵與大齒輪 連接，其內(nèi)緣有四個(gè)均布的半圓形槽。傳動(dòng)軸的右端及內(nèi)、外套的內(nèi)緣上也各有兩個(gè)半圓形槽，它的直徑與中套的半圓形槽直徑相同。轉(zhuǎn)鍵的兩端為圓柱軸頸，被支承在由傳動(dòng)軸和內(nèi)、 外套上的半圓形槽組成的孔中；轉(zhuǎn)鍵中部的內(nèi)緣與傳動(dòng)軸上的半圓形槽配合，外緣與傳動(dòng)軸 右端的外表面構(gòu)成一個(gè)整圓。因此，當(dāng)中套上的半圓形槽與傳動(dòng)軸上的半圓形槽恰好對正并 形成一個(gè)整圓時(shí)，轉(zhuǎn)鍵便能繞自己的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間動(dòng)力的接合與 分離。操縱機(jī)構(gòu)由離合操縱缸、導(dǎo)向座及關(guān)閉器等組成。離合操縱缸可帶動(dòng)關(guān)閉器沿導(dǎo)向座 滑動(dòng)。當(dāng)關(guān)閉器沿導(dǎo)向座向前伸出時(shí)可擋住尾板隨從動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)的路線，使動(dòng)力脫離，反 之關(guān)閉器沿導(dǎo)向座縮回吋，尾板會(huì)在拉簧拉力作用下旋轉(zhuǎn)一定角度使動(dòng)力接合。因此，通過 控制離合操縱缸使關(guān)閉器動(dòng)作，可控制雙轉(zhuǎn)鍵離合裝置的主動(dòng)部分與從動(dòng)部分動(dòng)力的接合與 分離，達(dá)到根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要實(shí)時(shí)控制和調(diào)整步進(jìn)工作節(jié)拍的目的。
當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)負(fù)載很大時(shí)，如果按常規(guī)方式采用摩擦式或電磁式離合方式，因其承載能力 有限，工作時(shí)主動(dòng)部分和從動(dòng)部分接合面處易產(chǎn)生相對滑動(dòng)，很容易引起運(yùn)行時(shí)的累積誤差， 其運(yùn)行可靠性受到質(zhì)疑，而轉(zhuǎn)鍵離合方式不同于上述離合方式，如前所述，它是一種純機(jī)械 式的剛性嚙合式離合方式，其本身的剛性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定其不僅承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它非機(jī)械 式離合方式，而且工作時(shí)主動(dòng)部分和從動(dòng)部分接合處沒有相對滑動(dòng)，只有其本身的制造精度 會(huì)造成一定的系統(tǒng)誤差，但絕不會(huì)產(chǎn)生累積誤差。只要制造精度合理，將系統(tǒng)誤差控制在一 定范圍內(nèi)就能滿足使用要求，而降低系統(tǒng)誤差是相對比較容易辦到的。因此采用剛性離合方 式的雙轉(zhuǎn)鍵離合裝置不僅具有很強(qiáng)的承載能力，可滿足步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的大負(fù)載要求，而且從根本 上杜絕了累積誤差對步進(jìn)精度造成的影響，可完全滿足使用可靠性要求。
本發(fā)明的有益效果是，可實(shí)現(xiàn)多工位重載荷長距離輸送的生產(chǎn)場合下工件的步進(jìn)輸送， 并切實(shí)保證步進(jìn)精度和運(yùn)行可靠性及平穩(wěn)性要求，其相對適用范圍更廣，尤其適用于多工位、 輸送距離長、輸送載荷相對較大且對生產(chǎn)自動(dòng)化程度要求較高的大型自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)線。所 采用的純機(jī)械式剛性動(dòng)力離合裝置離合準(zhǔn)確可靠、方便快捷，故障率極低，可根據(jù)現(xiàn)場工作 情況實(shí)時(shí)調(diào)整和控制步進(jìn)工作節(jié)拍，為大型自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)線的順利運(yùn)行提供了可靠的技術(shù) 支持與保障，使現(xiàn)有步進(jìn)輸送技術(shù)得到了拓展和完善，為工件步進(jìn)輸送領(lǐng)域提供了一種新的 技術(shù)發(fā)展方向。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖l是本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)關(guān)系圖。 圖2是圖1的A—A剖視圖。 圖3是圖2的D--D剖視圖。
圖4是圖2的E—E剖視圖。其中左側(cè)為動(dòng)力分離時(shí)轉(zhuǎn)鍵位置圖；右側(cè)為動(dòng)力接合時(shí)轉(zhuǎn)鍵位 置圖。
圖5是圖2 (去掉端蓋)的F向視圖。其中左側(cè)為動(dòng)力分離時(shí)，右側(cè)為動(dòng)力接合吋。
圖6是圖1的B—B剖視圖。
圖7是圖1的C--C剖視圖。
圖8是圖7的K向視圖。
圖中l(wèi).電動(dòng)機(jī)，2.帶傳動(dòng)，3.減速機(jī)，4.小齒輪，5.大齒輪，6.轉(zhuǎn)鍵離合缸，7.傳動(dòng) 軸l， 8.偏心輪，9.連桿，10.傳動(dòng)軸2， 11.齒輪，12.齒條，13.棘爪，14,棘輪，15.內(nèi)套， 16.滑動(dòng)軸承，17.中套，18.外套，19.端蓋，20.填充鍵，21.工作鍵柄，22.拉扳，23.工作 鍵，24.尾板，25.關(guān)閉器，26.導(dǎo)向座，27.離合操縱缸，28.拉簧，29.填充鍵柄，30.直線導(dǎo) 軌座
具體實(shí)施例方式
在圖l所示實(shí)施例中，以電動(dòng)機(jī)(1)通過帶傳動(dòng)(2)、減速機(jī)(3)及小齒輪(4)和大 齒輪(5)組成的嚙合副構(gòu)成工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分，實(shí)現(xiàn)二級減速功能。以 電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，只要選擇足夠的功率，既可滿足步進(jìn)輸送的大負(fù)載要求，同時(shí)可克服選 擇其它動(dòng)作執(zhí)行元件作為動(dòng)力源所帶來的諸多不利「到素；通過三級減速可得到合適的減速
5比，滿足步進(jìn)輸送的節(jié)拍和生產(chǎn)效率要求。大齒輪(5)通過安裝在其內(nèi)部的雙轉(zhuǎn)鍵離合裝 置實(shí)現(xiàn)與傳動(dòng)軸l (7)的動(dòng)力接合與分離，并通過傳動(dòng)軸l (7)順序驅(qū)動(dòng)由偏心輪(8)、連 桿(9)及齒條(12)組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由齒條(12)及齒輪(11)組成的齒輪齒條機(jī)構(gòu)、 由棘爪(13)及棘輪(14)組成的棘輪棘爪單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)軸2 (10)，通過以上各個(gè)機(jī) 構(gòu)的功能銜接和組合，可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)式驅(qū)動(dòng)功能。
在圖2、圖3、圖4及圖5中，雙轉(zhuǎn)鍵離合裝置的主動(dòng)部分由大齒輪(5)、中套(17)和 兩個(gè)滑動(dòng)軸承(16)等組成，從動(dòng)部分由傳動(dòng)軸1 (7)、內(nèi)套(15)和外套(18)等組成。 主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間動(dòng)力的接合與分離通過轉(zhuǎn)鍵完成。轉(zhuǎn)鍵為雙轉(zhuǎn)鍵，即工作鍵(23) 和填充鍵(20)。工作鍵(23)右端安裝有工作鍵柄(21)，填充鍵(20)右端安裝有填充鍵 柄(29),工作鍵柄(21)和填充鍵柄(29)通過拉板(22)相連，因此填充鍵(20)總是跟 隨工作鍵(23)轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)向相反；中套(17)用平鍵與大齒輪(5)連接，其內(nèi)緣有四個(gè)均 布的半圓形槽。傳動(dòng)軸1 (7)的右端及內(nèi)套(15)、外套(18)的內(nèi)緣上也各有兩個(gè)半圓形 槽，它的直徑與中套(17)的半圓形槽直徑相同。轉(zhuǎn)鍵的兩端為圓柱軸頸，被支承在由傳動(dòng) 軸1 (7)和內(nèi)套(15)、外套(18)上的半圓形槽組成的孔中；轉(zhuǎn)鍵中部的內(nèi)緣與傳動(dòng)軸1
(7)上的半圓形槽配合，外緣與傳動(dòng)軸1 (7)右端的外表面構(gòu)成一個(gè)整圓。因此，當(dāng)中套
(17)上的半圓形槽與傳動(dòng)軸l (7)上的半圓形槽恰好對正并形成一個(gè)整圓時(shí)，轉(zhuǎn)鍵便能繞 自己的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間動(dòng)力的接合與分離。操縱機(jī)構(gòu)由離合操縱缸
(27)、導(dǎo)向座(26)及關(guān)閉器(25)等組成。離合操縱缸(27)可帶動(dòng)關(guān)閉器(25)沿導(dǎo)向 座(26)滑動(dòng)。當(dāng)關(guān)閉器(25)沿導(dǎo)向座(26)向前伸出時(shí)可擋住尾板(24)隨從動(dòng)軸1 (7) 一起旋轉(zhuǎn)的路線，使動(dòng)力脫離，反之關(guān)閉器(25)沿導(dǎo)向座(26)縮回時(shí)，尾板(24)會(huì)在 拉簧(28)拉力作用下旋轉(zhuǎn)一定角度使動(dòng)力接合。因此，通過控制離合操縱缸(27)使關(guān)閉 器(25)動(dòng)作，可控制雙轉(zhuǎn)鍵離合裝置的主動(dòng)部分與從動(dòng)部分動(dòng)力的接合與分離，達(dá)到根據(jù) 現(xiàn)場實(shí)際需要靈活控制和調(diào)整步進(jìn)工作節(jié)拍的目的。
下面詳細(xì)說明轉(zhuǎn)鍵離合裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)力接合與分離的過程。
當(dāng)步進(jìn)輸送條件滿足時(shí)，轉(zhuǎn)鍵離合操縱缸(27)動(dòng)作，關(guān)閉器(25)縮回，尾板(24) 連同工作鍵(23)在拉簧(28)拉力的作用下，有向逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的趨勢。當(dāng)中套(17) 上的半圓形槽與傳動(dòng)軸l (7)上的半圓形槽對正時(shí)，工作鍵(23)便立刻向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過 一個(gè)角度(見圖4中的E-E剖視右圖)，使大齒輪(5)經(jīng)過中套(17)和工作鍵(23)的中 部帶動(dòng)傳動(dòng)軸l (7)向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，完成主動(dòng)部分與從動(dòng)部分動(dòng)力的接合；當(dāng)動(dòng)力接合完成 后，轉(zhuǎn)鍵離合操縱缸(27)動(dòng)作，關(guān)閉器(25)重新伸出。當(dāng)傳動(dòng)軸l (7)帶動(dòng)尾板(24) 旋轉(zhuǎn)-^周時(shí)，尾板(24)又回到原位并被關(guān)閉器(25)擋住，迫使尾板(24)連同工作鍵(23) 向順吋針方'向轉(zhuǎn)回原位(見圖4中的E-E剖視左圖)，工作鍵(23)及與之聯(lián)動(dòng)的填充鍵(20) 的中部外緣又與傳動(dòng)軸l (7)右端的外表面構(gòu)成一個(gè)整圓，于是傳動(dòng)軸l (7)與中套(17) 脫離，大齒輪(5)空轉(zhuǎn)，傳動(dòng)軸1 (7)在制動(dòng)裝置作用下停止轉(zhuǎn)動(dòng)，至此完成主動(dòng)部分與 從動(dòng)部分動(dòng)力的分離。
在本實(shí)施例所采用的轉(zhuǎn)鍵離合裝置中，依靠雙轉(zhuǎn)鍵將主動(dòng)部分和從動(dòng)部分剛性連接起來， 它不同于普通的承載能力有限的接觸摩擦式或電磁式離合方式，是一種純機(jī)械式的剛性嚙合 式離合方式，其本身的剛性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定其不僅承載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它非機(jī)械式離合方式， 而且動(dòng)力接合時(shí)主動(dòng)部分和從動(dòng)部分接合處不會(huì)產(chǎn)生相對滑動(dòng)，因此可滿足步進(jìn)驅(qū)動(dòng)的大負(fù) 載要求，并且從根本上杜絕了累積誤差對步進(jìn)精度造成的影響，可完全滿足使用可靠性耍求。
在圖6中，由偏心輪(8)、連桿(9)和齒條(12)組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，齒條(12)下部 安裝了直線導(dǎo)軌，可沿直線導(dǎo)軌座(30)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并與齒輪(11)相嚙合，組成齒條齒輪 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在圖7屮，齒輪(11)空套在傳動(dòng)軸2 (10)上，其上安裝有三個(gè)棘爪(13),可同步驅(qū) 動(dòng)棘輪(14)單向旋轉(zhuǎn)；棘輪(14)與傳動(dòng)軸2 (10)之間為鍵連接。通過齒條齒輪傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)和棘輪棘爪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可將齒條(12)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為棘輪(14)和傳動(dòng)軸2 (10)
6的單向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)功能。
在本實(shí)施例中，由傳動(dòng)軸1 (7)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、齒條齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、棘輪棘爪傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)和傳動(dòng)軸2 (10)共同組成工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的從動(dòng)部分，完成工件步進(jìn)式輸送功能。 傳動(dòng)軸l (7)每旋轉(zhuǎn)一周，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，并通過齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)棘爪 (13)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，棘爪(13)正轉(zhuǎn)時(shí)與棘輪(14)嚙合并驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸2 (10)轉(zhuǎn)過一定角 度完成一次步進(jìn)輸送，棘爪(13)反轉(zhuǎn)時(shí)與棘輪(14)脫離嚙合并完成返程，至此完成一次 完整的步進(jìn)工作循環(huán)。本實(shí)施例中采用的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，可以將傳動(dòng)軸l (7)的單向旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒條(12)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性，齒條(12)正反兩方 向單向行程(為偏心輪偏心距的2倍)及2個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置均是固定不變的，因此在傳動(dòng)環(huán) 節(jié)上從根本上杜絕了累積誤差的存在，通過合理控制從動(dòng)部分各部件的制造和傳動(dòng)誤差，可 切實(shí)保證步進(jìn)精度要求。另外，齒條(12)運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間關(guān)系為一正弦函數(shù)，即當(dāng)齒條(12) 從一個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置向另一個(gè)運(yùn)動(dòng)極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是從速度為零時(shí)開始加速，到達(dá)兩個(gè) 運(yùn)動(dòng)極限位置的中點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大值，然后再開始減速，到達(dá)另 一極限位置時(shí)速度又降為 零。曲柄連桿的這種運(yùn)動(dòng)特性應(yīng)用于步進(jìn)式輸送中，可克服從動(dòng)部分傳動(dòng)系統(tǒng)的慣性對步進(jìn) 運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和步進(jìn)精度造成的不利影響，切實(shí)保障了步進(jìn)式輸送運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性要求。
權(quán)利要求
1.一種工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以動(dòng)力源與主傳動(dòng)部件組成動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分，并驅(qū)動(dòng)從動(dòng)部分完成工件的步進(jìn)輸送功能，其特征是以電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過帶傳動(dòng)、減速機(jī)和大小齒輪嚙合副等組成動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分，實(shí)現(xiàn)三級減速功能，既可滿足多工位長距離大載荷的輸送要求，又能滿足步進(jìn)節(jié)拍和生產(chǎn)效率要求。
2. —種工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過離合器或其它離合裝置實(shí)現(xiàn)主動(dòng)部分和從動(dòng)部分動(dòng)力的接合與分離，其特征是通過離合操縱缸控制操縱機(jī)構(gòu)動(dòng)作，依靠雙轉(zhuǎn)鍵實(shí)現(xiàn)主動(dòng)部分和從動(dòng)部分的剛性接合與分離；主動(dòng)部分包括大齒輪、中套和兩個(gè)滑動(dòng)軸承，從動(dòng)部分包括傳動(dòng)軸l、內(nèi)套和外套等，連接零件是雙轉(zhuǎn)鍵，即工作鍵和填充鍵；操縱機(jī)構(gòu)由離合操縱缸、導(dǎo)向座和關(guān)閉器等組成，這種剛性離合方式既能保證多丄位長距離大載荷輸送場合下離合裝置工作的可靠性，又能避免累積誤差，切實(shí)保證傳動(dòng)精度，還可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要實(shí)時(shí)控制和調(diào)整步進(jìn)工作節(jié)拍。
3. —種工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過從動(dòng)部分完成步進(jìn)輸送功能，其特征是通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和棘輪棘爪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能銜接和組合，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)功能，不僅從根本上杜絕了累積誤差產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，切實(shí)保證了步進(jìn)精度要求，同時(shí)又保證了步進(jìn)輸送運(yùn)行的平穩(wěn)性。
全文摘要
一種能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)輸送功能的工件步進(jìn)輸送驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。應(yīng)用于大型自動(dòng)化生產(chǎn)線中的工件步進(jìn)輸送生產(chǎn)領(lǐng)域，可克服和彌補(bǔ)現(xiàn)有輸送技術(shù)在多工位、長距離和大載荷輸送能力上的不足和缺陷，充分保證步進(jìn)精度要求和運(yùn)行可靠性及平穩(wěn)性要求，還可現(xiàn)場靈活調(diào)控步進(jìn)工作節(jié)拍。該系統(tǒng)由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分、雙轉(zhuǎn)鍵離合裝置和從動(dòng)部分組成。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，通過三級減速可滿足步進(jìn)節(jié)拍和生產(chǎn)效率要求；從動(dòng)部分通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)和棘輪棘爪機(jī)構(gòu)的功能組合，可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)功能，并杜絕累積誤差，保證步進(jìn)精度和運(yùn)行平穩(wěn)性；轉(zhuǎn)鍵離合裝置通過雙轉(zhuǎn)鍵實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)主動(dòng)部分和從動(dòng)部分的剛性接合與分離，并保證可靠性使用要求和精度要求。
文檔編號B65G25/02GK101665186SQ20091006736
公開日2010年3月10日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者劉勁松, 吳慶堂, 戰(zhàn) 康, 張廣平, 王大森, 聶鳳明, 胡寶共, 閆曉麗 申請人:長春設(shè)備工藝研究所