本文主要以超低溫冰箱的安裝腳輪、打包等工序?yàn)檠芯繉ο? 通過分析明確了各工序及設(shè)備結(jié)構(gòu), 通過對超低溫的輸送、夾抱、立箱、移栽、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作完成了對超低溫冰箱的打包工序, 設(shè)備采用了伺服升降、伺服對中及伺服移栽, 很好的滿足了不同產(chǎn)品的精度及定位要求, 從而滿足了不同產(chǎn)品的要求。結(jié)果表明, 該設(shè)備工序流程合理, 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定, 真正體現(xiàn)了減人增效的目的, 解決了該類箱體打包難的問題。

超低溫冰箱, 又稱超低溫冰柜、超低溫保存箱。其應(yīng)用領(lǐng)域包括:可適用金槍魚的保存、電子器件、特殊材料的低溫試驗(yàn)及保存血漿、生物材料、疫苗、試劑、生物制品、化學(xué)試劑、菌種、生物樣本等低溫保存。然而為了保證超低溫冰箱內(nèi)部溫度, 超低溫冰箱發(fā)泡層、側(cè)板厚度均大于普通冰箱, 并且采用不同于普通冰箱的壓縮機(jī)等部件, 總體重量可以達(dá)到400 kg, 在裝配時(shí)候由于產(chǎn)品體積大, 往往需要翻身、旋轉(zhuǎn)及包裝, 導(dǎo)致需要大量裝配人員, 并且產(chǎn)品過重增加了裝配人員的勞動(dòng)強(qiáng)度, 通常在安裝底托、打包時(shí)候需要人員5-7人, 并且人員操作經(jīng)常出現(xiàn)磕碰、劃傷等現(xiàn)象, 由于該產(chǎn)品價(jià)格高、生產(chǎn)工藝特殊, 一旦出現(xiàn)磕碰、劃傷就導(dǎo)致了產(chǎn)品的報(bào)廢, 浪費(fèi)了人力及物力。

綜上所述, 解決該產(chǎn)品的翻箱、旋轉(zhuǎn)、上底托等問題成為生產(chǎn)商面臨的迫切需求。本文主要對大型箱體多復(fù)合機(jī)械手的設(shè)計(jì)及研發(fā)進(jìn)行了闡述, 從而真正填補(bǔ)了該類設(shè)備研發(fā)的空白。

1 產(chǎn)品生產(chǎn)工序流程分析

部分超低溫冰箱打包前道工序是安裝箱體的上下門, 超低溫冰箱的體積大, 用料厚導(dǎo)致了箱體的上下門尺寸同樣比較大, 重量比較重, 所以箱體在安裝門時(shí)需要口部向上, 人工安裝好門體之后由AGV小車將箱體輸送到打包工序。

打包工序主要是為超低溫冰箱安裝腳輪、安裝底托、封箱。在安裝腳輪時(shí)需要將超低溫冰箱由水平立箱成豎直 (圖1) , 安裝底托時(shí)需要將超低溫冰箱前面對著輸送方向 (圖2) , 之后由操作人員安裝腳輪, 并將安裝后的產(chǎn)品放到底托上面。

2 設(shè)備研究方案

針對上述超低溫冰箱生產(chǎn)工藝的分析可以總結(jié)出超低溫冰箱在打包、安裝腳輪、封箱時(shí)需要的工序?yàn)橄潴w的立箱、箱體的提升、箱體的旋轉(zhuǎn)、箱體的輸送等。首先超低溫冰箱安裝上下門之后由AGV小車輸送到打包區(qū)域, 這時(shí)需要由輸送類線體與AGV小車對接, 產(chǎn)品在AGV小車輸送過程中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏移, 這就需要在輸送類線體上面完成對中工序, 對中時(shí)候線體需要一直輸送, 需要減少箱體與產(chǎn)品的摩擦。

當(dāng)箱體對中結(jié)束后需要完成的動(dòng)作是箱體的立箱, 箱體對中后是平放的, 需要將對中好后平放的箱體進(jìn)行立箱, 平放的箱體在立箱的時(shí)候需要按照高度的中心旋轉(zhuǎn), 需要將箱體提升大于箱體旋轉(zhuǎn)半徑的高度, 這樣在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候箱體不會(huì)與輸送線體碰撞。

箱體立箱之后人工需要安裝腳輪, 箱體由AGV小車輸送到輸送線體時(shí)是平放的, 需要輸送的線體很寬, 但是立箱之后箱體在輸送線體的上方中心位置, 人工需要站在寬度很寬的輸送線體上操作, 增加了操作工的危險(xiǎn)性, 而為了避免這個(gè)危險(xiǎn)性, 需要將箱體移栽到寬度比較窄的操作平臺或者輸送線體的上方。

當(dāng)箱體移栽到寬度比較小的操作平臺或者輸送線體上方時(shí), 腳輪存在前后的方向性, 并且為了滿足操作工安裝的方便, 需要保證箱體的門正對著操作工, 而立箱后箱體的門與輸送線體方向平行, 需要將箱體進(jìn)行旋轉(zhuǎn) (圖3) 。

箱體旋轉(zhuǎn)后人工將腳輪安裝好, 人工將底托放到箱體下方, 箱體進(jìn)行落降, 與底托很好的配合, 當(dāng)安裝好底托后需要將產(chǎn)品輸送到封箱工位, 這就確認(rèn)了箱體移栽后的線體也是輸送類線體。

最后完成封箱、進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn), 該產(chǎn)品打包結(jié)束, 由于箱體立箱與旋轉(zhuǎn)要保證箱體的穩(wěn)定性, 并且安裝腳輪時(shí)箱體不能發(fā)生相應(yīng)的位移, 所以需要真空系統(tǒng)進(jìn)行輔助。

3 詳細(xì)結(jié)構(gòu)

通過上述方案的分析來確認(rèn)夾抱機(jī)械手的結(jié)構(gòu), 并且完成分析中的輸送、對中、立箱、移栽等工序, 其詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下:

箱體由AGV小車輸送到輸送類線體上, 我們常規(guī)的輸送類線體包括皮帶線、板鏈線、倍速線等, 由于廠家對超低溫冰箱外觀要求較高, AGV小車上輸送組件均采用輸送皮帶線, 由于箱體輸送到位后, 需要對箱體初步定位, 所以采用滾筒結(jié)構(gòu)比較合理, 并且為了不劃傷箱體外觀, 需要采用包膠結(jié)構(gòu), 由于箱體較長, 最大產(chǎn)品可達(dá)2 m以上, 但是單根滾筒如果長度大于1.5 m后同心度很差, 為了保證輸送的平穩(wěn)將該長滾筒改成了2根1.2 m結(jié)構(gòu), 采用一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng), 這樣輸送同心度好, 輸送平穩(wěn) (圖4) 。箱體輸送到位后前定位進(jìn)行阻擋, 左右進(jìn)行對中, 對中組件通過滾筒線的間距進(jìn)行寬度方向上的調(diào)整。