焊装输送积放站及采用其积放工件的方法与流程

本发明属于积放站领域，更具体地，涉及焊装输送积放站及采用其积放工件的方法。

背景技术：

1、在现代汽车制造以及各类钣金加工组装生产线中，焊装车间承担着将各个零散冲压零部件拼焊成白车身或大型总成结构的关键任务。为了保证多道焊装工序之间的连续性与节拍的一致性，通常需要在相邻的工位之间设置输送与缓冲装备。

2、焊装输送积放站作为一种能够在生产线上实现工件自动流转、在线缓存以及工位节拍调节的核心传输枢纽，其运行的稳定性和可靠性直接关系到整条焊装生产线的产能输出与良品率。

3、在实际生产场景中，托盘小车承载着待焊装的零部件在环形轨道上循环运行，当某一工位正在进行焊接作业或下游工位发生拥堵时，积放站需要将后续到达的托盘小车拦截并囤积在缓存区域；而当下游工位释放出空间时，又需要迅速放行托盘小车，使其继续随传动链条向前运行。这种随动前进与原位静止的频繁状态切换，对托盘小车与传动链条之间的离合传动构件提出了严格的要求。然而，现有的积放输送技术在应对高频次启停与重载工况时，暴露出诸多显著的弊端与不足。

4、首先，现有的焊装输送积放站大多采用摩擦接触式的阻尼传动方案。这类方案通常在托盘小车的链轮轴上加装摩擦盘或摩擦离合垫片，利用弹簧压紧摩擦片产生预设的摩擦扭矩。在未被拦截时，摩擦扭矩使链轮保持不转，链条拖动小车前进；在被拦截时，链条强行拉动链轮转动，摩擦片之间发生相对滑动。这种依靠实体端面直接接触滑动的摩擦传动方式存在损耗问题。摩擦片在长期的频繁滑移中会产生严重的接触磨损，导致摩擦扭矩随使用时间的增加而不断衰减。一旦摩擦扭矩下降到低于小车运行的阻力矩，托盘小车便会出现打滑停滞、无法随链条正常前进的故障。为了维持正常的运行阻力，现场维护人员必须频繁地停机、手动调整弹簧预紧力或大批量更换磨损的摩擦组件，这不仅增加了设备运行的维护成本，还导致生产线停机率攀升。

5、为了规避摩擦磨损问题，部分现有技术采用了顶升脱离式的积放站设计。这种方案在每个需要积放拦截的节点处安装大推力的气动或液压顶升机构。当托盘小车需要停止时，底部的动力缸将整个小车向上托起，迫使小车上的受力卡爪或链轮直接脱离运行中的传动链条；放行时，动力缸下降，卡爪或链轮重新与链条进入啮合状态。该方案虽然规避了长时间的打滑磨损，但同样面临明显的结构臃肿与运行迟缓问题。每一个缓存停止点都需要配备独立的顶升动力源、导向支架以及复杂的阀岛线路，导致整套积放站系统的占地空间庞大，前期硬件投资高昂。同时，频繁的升降动作需要持续消耗大量的压缩气体或液压动力，且气缸的伸缩动作存在固有的时间延迟，这使得小车在停止和启动时的响应不够迅速，难以匹配高节拍的现代化焊装生产需求。更为严重的是，在动力缸下降使链轮重新与高速运动的链条啮合的瞬间，齿轮与链条之间会发生强烈的刚性碰撞。这种长期的交变冲击载荷会导致链轮齿形快速崩裂剥落、链条拉伸变形，并伴随巨大的撞击噪音，严重恶化了车间的作业环境，缩短了传动基础部件的使用寿命。

6、另外，还有一些低成本的积放系统采用强行阻挡与底部滑移的方案。该方案中，链条持续运行并在托盘小车底部直接摩擦滑过，当停止挡块拦截小车时，电机仍拖动链条在所有被拦截小车的耐磨条底部强行滑动。这种设计的弊端尤为突出：由于链条与多个托盘小车底部同时发生滑动摩擦，导致驱动电机的无效负载急剧攀升，造成了大量电能的浪费，甚至需要选配超大功率的电机才能维持产线运转。并且，多台小车累加的摩擦滑动阻力会转化为对前端停止挡块的巨大推力。当停滞的小车数量增加时，这种累加推力往往会造成停止挡块弯曲变形，甚至导致挡块无法正常收回，造成系统故障或停机。长距离的滑动摩擦还会导致链节的急剧拉长与磨损，增加了设备掉链、断链的安全隐患。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了焊装输送积放站及采用其积放工件的方法，其通过磁阻尼器的磁阻尼力矩控制行走链轮的静止和转动，能够使链轮在原位转动与随动前进之间实现平滑、稳定切换，从而实现托盘小车的积放。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了焊装输送积放站，包括链条输送机、多个托盘小车和多个停止机构，所述链条输送机包括机架以及共同安装在所述机架上的链传动机构、电机和多根环形轨道，所述链传动机构包括主动轮、从动轮和连接所述主动轮与从动轮的链条，所述主动轮和从动轮分别通过主动轮轴和从动轮轴安装在所述机架上，所述电机连接所述主动轮；

3、每个所述停止机构分别安装在所述机架上，以用于实现对托盘小车的限位和放行；

4、对于每个所述托盘小车而言，其包括车体、多个行走轮、多个行走链轮和多个磁阻尼器，每个所述行走轮分别安装在所述车体上，每个所述行走轮分别通过一根环形导轨承接，以用于沿环形导轨行走，每个所述行走链轮分别通过一行走链轮轴安装在所述车体上并且分别与一条所述链条啮合，每个所述磁阻尼器分别安装在一根所述行走链轮轴上，用于对行走链轮施加磁阻尼力矩，其中，磁阻尼力矩在设定的阈值范围内，以允许托盘小车在未被停止机构限位时让所述行走链轮与所述链条保持相对静止，从而让链条驱动所述托盘小车移动，并在托盘小车受所述停止机构限位时允许所述链条克服该磁阻尼力矩，从而让链条带动所述行走链轮转动。

5、优选地，每个所述托盘小车的车体上均设置有两个挡台，并且这两个所述挡台之间存在间距；

6、所述停止机构包括安装座、驱动件和两组转动限位组件，所述安装座固定安装在所述机架上，所述驱动件为气缸；

7、每组所述转动限位组件分别包括旋转座、连杆机构和用于与挡台配合的阻挡部件，所述旋转座通过铰轴铰接在所述安装座上，所述阻挡部件安装在所述旋转座上，两组所述转动限位组件的铰轴相互平行；

8、所述气缸的活塞杆通过一个所述连杆机构连接一个所述旋转座，所述气缸的缸体通过另一个所述连杆机构连接另一个所述旋转座，以通过所述活塞杆的伸缩来驱动两个所述旋转座同时转动，从而实现阻挡部件对挡台的限位和放行。

9、优选地，每组所述转动限位组件的所述阻挡部件分别包括第一阻挡轮、第二阻挡轮和弹簧销，所述第一阻挡轮、所述弹簧销和所述第二阻挡轮均安装在对应的所述旋转座上，所述第二阻挡轮、所述弹簧销和所述第一阻挡轮沿所述托盘小车移动的方向依次布置，所述弹簧销靠近所述第二阻挡轮的一侧设置有导向面，以便所述托盘小车上的挡台沿所述导向面压下所述弹簧销，从而进入所述弹簧销与所述第一阻挡轮之间，所述弹簧销背离所述第二阻挡轮的一侧设置有限位面，以防止所述挡台回退；所述第一阻挡轮和所述第二阻挡轮的轴线之间的夹角大于0，以使所述第一阻挡轮和所述第二阻挡轮能够交替处于对挡台限位的位置和对挡台放行的位置。

10、优选地，还包括两个翻转盘，其中一个所述翻转盘安装在所述主动轮轴上，另一个所述翻转盘安装在所述从动轮轴上；

11、每个所述托盘小车还包括安装在车体上的多个翻转缓冲轮，并且这些翻转缓冲轮沿所述车体的前进方向依次布置；

12、对于每个所述翻转盘而言，其外缘周向均匀布置有多个缺口槽，以在所述托盘小车移动至所述翻转盘处进行过弯翻转时，供所述托盘小车上的所述翻转缓冲轮依次卡入设定方位的缺口槽内，从而使所述翻转盘约束所述托盘小车并带动所述托盘小车跟随所述翻转盘同步转动，进而对过弯翻转时的托盘小车进行缓冲和限位，以防止所述托盘小车过弯翻转时加速坠落。

13、优选地，还包括链条张紧机构，所述链条张紧机构包括固定座、滑动座、调节螺栓、氮气弹簧、一个张紧链轮和两个固定链轮，所述固定座固定安装在所述机架上，所述滑动座滑动安装在所述固定座上，两个所述固定链轮分别可转动安装在所述固定座上，所述张紧链轮与两个固定链轮呈三角形布置，并且所述张紧链轮到两个固定链轮的距离相等，所述张紧链轮和每个固定链轮分别与链条啮合，所述张紧链轮可转动安装在所述滑动座上，所述氮气弹簧的一端固定安装在所述固定座上而另一端连接所述滑动座，以用于让滑动座上的张紧链轮张紧链条，所述调节螺栓螺纹连接在所述固定座上并且所述调节螺栓的一端抵靠在所述滑动座上，以用于调整张紧力。

14、优选地，所述链条张紧机构还包括安装在机架上的激光检测仪，所述滑动座上安装有与所述激光检测仪相配合的检测板，并且在所述链条处于正常张紧的状态下，所述检测板位于所述激光检测仪的检测范围内；当所述链条断裂时，所述氮气弹簧释放弹性势能并驱动所述滑动座及所述检测板移动，使所述检测板脱离所述激光检测仪的检测范围，以触发所述激光检测仪输出链条断裂信号。

15、优选地，所述机架的多个工位处分别安装有工件检测装置；所述工件检测装置用于检测对应工位上是否存在工件并输出检测信号，以便控制系统根据所述检测信号控制外部机器人执行相应的工件抓取、抓取准备或工件放置操作。

16、优选地，每个所述托盘小车还包括安装在所述车体上的两根阻挡杆，并且这两根阻挡杆沿托盘小车前进的方向依次布置，以在相邻两个托盘小车上的阻挡杆相接触时让相邻的两个托盘小车上的工件保持设定距离。

17、优选地，所述车体包括工装安装板和定位工装，所述定位工装安装在所述工装安装板上，以用于固定工件。

18、按照本发明的另一个方面，还提供了采用所述焊装输送积放站积放工件的方法，包括以下步骤：

19、1）在托盘小车未受停止机构限位时，磁阻尼器对行走链轮施加处于设定阈值范围内的磁阻尼力矩，托盘小车的行走链轮与链条保持相对静止，从而让链条带动托盘小车移动；

20、2）当托盘小车行进至对应工位并受停止机构限位时，托盘小车停止前进，继续运行的链条对行走链轮施加的转动力矩突破所述磁阻尼力矩的阈值，允许链条克服该磁阻尼力矩带动行走链轮原位转动，实现托盘小车在工位处的积放；

21、同时，后方随之移动的托盘小车继续前行，直至后方的托盘小车上的阻挡杆与前方的托盘小车上的阻挡杆相接触，让相邻的两个托盘小车上的工件保持设定距离；

22、3）工位处安装的工件检测装置检测对应工位上是否存在工件并输出检测信号；控制系统根据工件检测装置输出的检测信号，控制外部机器人执行相应的工件抓取操作；

23、4）在外部机器人完成工件抓取操作后，停止机构解除对托盘小车的限位，行走链轮受到的转动力矩随之减小，磁阻尼器重新使行走链轮与链条保持相对静止，从而让链条带动托盘小车继续向前移动。

24、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

25、1）本发明的焊装输送积放站，实现了积放与输送状态的平滑切换。在正常输送阶段，托盘小车未受阻挡部件限位，磁阻尼器施加的磁阻尼力矩处于设定的阈值范围内，使得链轮与链条保持相对静止而不发生转动，链条与链轮稳定啮合，从而平稳带动托盘小车随链条同步移动；当小车行进至缓存区并被阻挡部件拦截限位时，小车停止前进，此时继续运行的链条对链轮施加的转动力矩突破了磁阻尼力矩的阈值，迫使链轮克服阻力并在链条的驱动下原位转动。这种动态自适应的扭矩博弈过程，使得托盘小车在随动前进与原位静止之间的转换过渡平顺，规避了传统硬性拦截或顶升脱离式传动所带来的刚性撞击载荷与振动。

26、2）本发明的焊装输送积放站，提升了传动系统的使用寿命并降低了维护成本。磁阻尼器利用磁场产生阻力，全程无实体端面的直接接触与摩擦，有效避免了传统摩擦垫片式积放站在频繁打滑中产生的结构磨损问题。由于无接触磨损，阻尼力矩在长周期运转中始终保持恒定，避免了因阻力衰减导致的小车打滑或停滞故障。

27、3）本发明的焊装输送积放站，改善了车间作业环境并优化了能耗表现。非接触式的磁阻尼传动基本上不会产生摩擦粉尘与碎屑，保障了焊装产线的高度洁净，有助于提升后续焊接的良品率。同时，当多个小车排队积放时，被拦截小车的链轮均能够顺畅地进行转动，避免了链条在小车底部强行拖拽滑移，降低了驱动电机的无效负载与电能消耗，提升了整套系统的运行稳定性与节能水平。