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超低温冰箱多复合机械手设计研发-上海一恒科学仪器有限公司

[导读]​本文主要以上海一恒科学仪器有限公司超低温冰箱的安装脚轮、打包等工序为研究对象, 通过分析明确了各工序及设备结构, 通过对超低温的输送、夹抱、立箱、移栽、旋转等动作完成了对超低温冰箱的打包工序, 设备采用了伺服升降、

本文主要以超低温冰箱的安装脚轮、打包等工序为研究对象, 通过分析明确了各工序及设备结构, 通过对超低温的输送、夹抱、立箱、移栽、旋转等动作完成了对超低温冰箱的打包工序, 设备采用了伺服升降、伺服对中及伺服移栽, 很好的满足了不同产品的精度及定位要求, 从而满足了不同产品的要求。结果表明, 该设备工序流程合理, 设备运行稳定, 真正体现了减人增效的目的, 解决了该类箱体打包难的问题。

引言

超低温冰箱, 又称超低温冰柜、超低温保存箱。其应用领域包括:可适用金枪鱼的保存、电子器件、特殊材料的低温试验及保存血浆、生物材料、疫苗、试剂、生物制品、化学试剂、菌种、生物样本等低温保存。然而为了保证超低温冰箱内部温度, 超低温冰箱发泡层、侧板厚度均大于普通冰箱, 并且采用不同于普通冰箱的压缩机等部件, 总体重量可以达到400 kg, 在装配时候由于产品体积大, 往往需要翻身、旋转及包装, 导致需要大量装配人员, 并且产品过重增加了装配人员的劳动强度, 通常在安装底托、打包时候需要人员5-7人, 并且人员操作经常出现磕碰、划伤等现象, 由于该产品价格高、生产工艺特殊, 一旦出现磕碰、划伤就导致了产品的报废, 浪费了人力及物力。

综上所述, 解决该产品的翻箱、旋转、上底托等问题成为生产商面临的迫切需求。本文主要对大型箱体多复合机械手的设计及研发进行了阐述, 从而真正填补了该类设备研发的空白。

1 产品生产工序流程分析

部分超低温冰箱打包前道工序是安装箱体的上下门, 超低温冰箱的体积大, 用料厚导致了箱体的上下门尺寸同样比较大, 重量比较重, 所以箱体在安装门时需要口部向上, 人工安装好门体之后由AGV小车将箱体输送到打包工序。

打包工序主要是为超低温冰箱安装脚轮、安装底托、封箱。在安装脚轮时需要将超低温冰箱由水平立箱成竖直 (图1) , 安装底托时需要将超低温冰箱前面对着输送方向 (图2) , 之后由操作人员安装脚轮, 并将安装后的产品放到底托上面。

2 设备研究方案

针对上述超低温冰箱生产工艺的分析可以总结出超低温冰箱在打包、安装脚轮、封箱时需要的工序为箱体的立箱、箱体的提升、箱体的旋转、箱体的输送等。首先超低温冰箱安装上下门之后由AGV小车输送到打包区域, 这时需要由输送类线体与AGV小车对接, 产品在AGV小车输送过程中会产生相应的偏移, 这就需要在输送类线体上面完成对中工序, 对中时候线体需要一直输送, 需要减少箱体与产品的摩擦。

当箱体对中结束后需要完成的动作是箱体的立箱, 箱体对中后是平放的, 需要将对中好后平放的箱体进行立箱, 平放的箱体在立箱的时候需要按照高度的中心旋转, 需要将箱体提升大于箱体旋转半径的高度, 这样在旋转的时候箱体不会与输送线体碰撞。

箱体立箱之后人工需要安装脚轮, 箱体由AGV小车输送到输送线体时是平放的, 需要输送的线体很宽, 但是立箱之后箱体在输送线体的上方中心位置, 人工需要站在宽度很宽的输送线体上操作, 增加了操作工的危险性, 而为了避免这个危险性, 需要将箱体移栽到宽度比较窄的操作平台或者输送线体的上方。

当箱体移栽到宽度比较小的操作平台或者输送线体上方时, 脚轮存在前后的方向性, 并且为了满足操作工安装的方便, 需要保证箱体的门正对着操作工, 而立箱后箱体的门与输送线体方向平行, 需要将箱体进行旋转 (图3) 。

箱体旋转后人工将脚轮安装好, 人工将底托放到箱体下方, 箱体进行落降, 与底托很好的配合, 当安装好底托后需要将产品输送到封箱工位, 这就确认了箱体移栽后的线体也是输送类线体。

最后完成封箱、进行转运, 该产品打包结束, 由于箱体立箱与旋转要保证箱体的稳定性, 并且安装脚轮时箱体不能发生相应的位移, 所以需要真空系统进行辅助。

3 详细结构

通过上述方案的分析来确认夹抱机械手的结构, 并且完成分析中的输送、对中、立箱、移栽等工序, 其详细结构如下:

箱体由AGV小车输送到输送类线体上, 我们常规的输送类线体包括皮带线、板链线、倍速线等, 由于厂家对超低温冰箱外观要求较高, AGV小车上输送组件均采用输送皮带线, 由于箱体输送到位后, 需要对箱体初步定位, 所以采用滚筒结构比较合理, 并且为了不划伤箱体外观, 需要采用包胶结构, 由于箱体较长, 最大产品可达2 m以上, 但是单根滚筒如果长度大于1.5 m后同心度很差, 为了保证输送的平稳将该长滚筒改成了2根1.2 m结构, 采用一个动力传动, 这样输送同心度好, 输送平稳 (图4) 。箱体输送到位后前定位进行阻挡, 左右进行对中, 对中组件通过滚筒线的间距进行宽度方向上的调整。


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