[发明专利]输送工件通过一系列工位的系统

说明书

本发明一般地说是涉及生产系统的，在这些系统中工件被输送通过一系列等间距、直线排列的工位，在这些工位上按予定程序对工件进行加工;具体地说是涉及一种自动地把工件从本系统中的一工位输送到相邻工位上的系统。

工件输送通过一系列工位，在每个工位上对工件进行一系列加工之中的一种加工的自动和半自动系统已迅速成为制造工业例如金属加工工业中的标准。在制造加工时例如金属冲压，可能需要很多单独冲压工序以把金属平板冲制成形一物品，例如车辆毂盖。不用各个单独的冲压机来冲压工件，而利用输送进给式冲压机已成为工业标准，这种冲压机的单个冲程在很多工位上被用来进行复合冲压加工。典型的是在每个工位上下设置一对冲模，在冲压机的每个冲程中，工件在每对冲模之间被冲压，当单个工件传送通过一系列工位时，它被每对冲模逐工位冲压，制成成品。

显然，这种带输送装置冲压机要进行高效加工，极其重要的是一个接一个的工件要同时在冲压机的每个冲程之间从一工位输送到下一工位，况且，经常需要重新校准工件与带输送装置冲压机的每个冲模位置。例如，工件可能或是在水平方向上直线移动，或是可能需要回转。典型的是在完成制成品之前需要工件多次重新定向。十分明显，这就必须提供可进行多次精密、迅速输送和重新定位的某种装置。

用于进行重复的工件输送和重复校准的一种系统是具有行走梁型式的系统，它具有输送导轨，该导轨沿一直线（X轴线）的两侧延伸通过工位，工件在每相邻工位之间是骑在该轴线上的。用于抓持工件的指状抓爪设置在输送导轨上。在这种型式的系统中，每个导轨要能沿X轴线和垂直轴线（Z轴）运动，即它可使工件升起和落下，并可把工件从一工位直线传送至另一工位。而且，指状抓爪有操作机构，为抓住和放开工件，它允许抓爪横向（沿Y轴）向工件运动或离开工件运动。因此，这种结构准许通过操作机构的带动指状抓爪首先抓住工件，然后由输送导轨的带动把工件提升到输送水平面上。进一步由输送导轨带动工件直线运动到下一工位，落下工件，最后缩回指状抓爪放开工件，使得冲压机可以加工。

虽然这种输送系统被广泛使用，但它有很多缺点。例如，很多小型冲压制造厂和平板金属冲模制造厂没有需大量投资的带输送装置的冲压机，但为试验冲模或缩短生产周期需要带输送装置冲压机完全一样的作用。

因为标准的带输送装置的冲压机在X轴线的各端支撑导轨，而不是在中间。这种导轨一般是很重的，而且要具有使下垂度最小的横截面。使大部分导轨以生产速度移动需要大的齿轮和凸轮，以及支撑机构和具有稳定性的大型支架。

更进一步说，典型的标准带输送装置的冲压机具有标准化的导轨位置而且在导轨抬起位置之间仅仅允许有二种或三种不同间隔。标准的带输送装置的冲压机只有受限制数量的沿X轴的定位而且在其或是上下或是前后方向的行程距离是不能调整的。每个制造者和非标准化的工业部门都采用标准的定位，从而加剧了这个问题。因此，一个工厂便带输送装置的冲压机由各个冲压机制造厂提供具有能够试验或运转很多合用的定位位置实际上是不可能的。

标准带输送装置的冲压机的另一问题是：缺少为接近更换冲模容易拆掉的导轨。输送导轨必须比冲压机立柱之间的距离更长，因为它们是为工件上料和卸料使用的。因此，需要有精巧的联接机构，以允许冲模拆掉时，拆除部分导轨。因此冲模更换能力是一种昂贵的选择而且要变换或拆除导轨有很大困难。

为解决这些问题的方案是Schafer等人的美国专利4621526公开的一种系统，其输送导轨不在直线方向上从一工位移至另一工位，而是装有第二导轨，夹爪装置装在第二导轨上，第二导轨能沿X轴在相邻工位间往复运动，这个运动是由装在第二导轨上的伺服马达带动的，夹爪装置本身通过另一伺服马达带动可横向朝着或离开工件运动。为升起和落下工件，设有装有输送导轨的升起柱，这些升起柱也是由电伺服马达带动的。然而，根据Schafer的设计实际上只有使夹爪装置横向运动的伺服马达是沿第二导轨带动。因此，就得要求减少导轨尺寸，简化这个系统，使它减少故障。减少设置在冲压机中的机构，由此提供一种没有妨碍的加工。然而，根据Schafer的改进，依然有很多机构设置在输送导轨上，况且现有的系统不能改变获得这些改进。

人们希望提供在中间支撑的输送导轨，该导轨有小得多的横截面，输送系统长度可以任意，这样一种标准化设计的系统可以提供比目前可能制造的输送系统更长。

人们还希望提供一种较柔性的输送系统，允许有多种导轨位置并且夹爪装置在移动的三个方向上都可调整。