铁路车辆车门智能修复系统论文和设计-梁小宁

全文摘要

本实用新型公开一种铁路车辆车门智能修复系统，涉及铁路车辆车门技术领域，它具有焊接机器人及自动夹紧装置，自动夹紧装置包括有板状底座，该底座两端头与各自的变位机转轴连接；板状底座面上左右任一侧设有用于给车门横向定位的横向门定位块，板状底座面上另外两侧的任一侧设有用于给车门纵向定位的纵向门定位块；在板状底座面上与纵向门定位块同向的两个侧面上设有用于给车门折页定位的多对折页定位块；在板状底座面上横跨有压杆，压杆两端架在压杆架上，压杆由大气缸驱使移动；在压杆上设置有小气缸，该小气缸活塞杆向下伸缩，与现有技术相比，本系统实现了快速夹紧、翻转焊接，具有定位准确、焊接速度快、工件变形小、焊缝质量优良等优点。

主设计要求

1.一种铁路车辆车门智能修复系统，其特征在于：具有焊接机器人及自动夹紧装置；所述自动夹紧装置包括有板状底座，该底座两端头通过底板连接器与各自的变位机转轴连接；所述板状底座面上靠近所述变位机两侧的任一侧设有用于给车门横向定位的横向门定位块，所述板状底座面上另外两侧的任一侧设有用于给车门纵向定位的纵向门定位块；在所述板状底座面上与纵向门定位块同向的两个侧面上设有用于给车门折页定位的多对折页定位块；在所述板状底座面上横跨有压杆，所述压杆两端架在所述折页定位块外侧设有的压杆架上，所述压杆由大气缸驱使移动；在所述压杆上设置有小气缸，该小气缸活塞杆向下伸缩。

设计方案

1.一种铁路车辆车门智能修复系统，其特征在于：

具有焊接机器人及自动夹紧装置；

所述自动夹紧装置包括有板状底座，该底座两端头通过底板连接器与各自的变位机转轴连接；

所述板状底座面上靠近所述变位机两侧的任一侧设有用于给车门横向定位的横向门定位块，所述板状底座面上另外两侧的任一侧设有用于给车门纵向定位的纵向门定位块；

在所述板状底座面上与纵向门定位块同向的两个侧面上设有用于给车门折页定位的多对折页定位块；

在所述板状底座面上横跨有压杆，所述压杆两端架在所述折页定位块外侧设有的压杆架上，所述压杆由大气缸驱使移动；

在所述压杆上设置有小气缸，该小气缸活塞杆向下伸缩。

2.根据权利要求1所述的铁路车辆车门智能修复系统，其特征在于：在所述板状底座面上于所述纵向门定位块相对的一侧设有用于夹紧车门的水平式快速夹。

3.根据权利要求1或2所述的铁路车辆车门智能修复系统，其特征在于：所述压杆有两根，每根压杆的两端分别套接在每对所述压杆架之间设有的连接杆上，每对所述压杆架中处于内侧的压杆架与大气缸的缸体连接，所述大气缸的伸缩杆与所述压杆垂直向下的推块连接。

4.根据权利要求3所述的铁路车辆车门智能修复系统，其特征在于：所述横向门定位块有至少两块，所述纵向门定位块至少有两块。

5.根据权利要求2所述的铁路车辆车门智能修复系统，其特征在于：所述水平式快速夹至少有两个，设置在多对所述折页定位块之间。

6.根据权利要求3所述的铁路车辆车门智能修复系统，其特征在于：

所述焊接机器人采用进口标准6轴机器人；所述焊接机器人手持数字脉冲逆变焊机。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路车辆车门技术领域，尤其是一种铁路车辆车门智能修复系统。

背景技术

目前我国铁路车辆实行年修制度，为了保证铁路车辆运行的安全，铁路车辆必须按一定的期限规律回厂进行全面的解体及检修，恢复车辆的出厂时的各项性能指标。在此过程中，车门修复是一个重要的工序。每辆敞车有12个下侧门，每个侧门上的焊缝长度大约5米。全国每年需检修的敞车大约有4万辆，因此车门的焊接工作量是比较巨大的。目前各个企业在焊修铁路车辆车门时，使用的最多的办法是手工焊接,直接在台架上焊修，没有专用的装置；需要焊接门板背面的焊缝时，需人工翻转门板。个别企业在平台上使用自动焊接小车进行辅助焊接，也缺乏专用的夹具。而采用手工焊接方法焊修车门，焊接时对操作者的焊接技术要求很高，在高强度的劳动强度下，焊接质量难以保持稳定，同时难以保持员工的稳定性，存在人员短缺问题。采用焊接小车辅助焊接时，也存在装夹、定位时间长，定位精度差，调整时间长。焊接小车虽然能实现长焊缝的焊接，但对于短焊缝还是需要人工补焊。同焊接前时需要多次调整及定位，辅助时间较长，可重复性不高。采用小车焊接，每次焊接前需要对焊枪及工件进行对位调整，由于焊接时焊材及母材高温融化后具有较强的流动性，在重力的条件下，高温融化金属总是向下堆积，形成了焊缝偏移，为了确保焊脚高度符合要求，需要延长焊接时间，增加焊材，因此又出现了车门板焊接变形的新问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种铁路车辆车门智能修复系统，它可解决现有车门在焊接时装夹、定位时间长，定位精度差，调整时间长的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

它具有焊接机器人及自动夹紧装置；

所述自动夹紧装置包括有板状底座，该底座两端头通过底板连接器与各自的变位机转轴连接；

在所述板状底座面上与纵向门定位块同向的两个侧面上设有用于给车门折页定位的多对折页定位块；

在所述板状底座面上横跨有压杆，所述压杆两端架在所述折页定位块外侧设有的压杆架上，所述压杆由大气缸驱使移动；

在所述压杆上设置有小气缸，该小气缸活塞杆向下伸缩。

上述技术方案中，更具体的方案还可以是：在所述板状底座面上于所述纵向门定位块相对的一侧设有用于夹紧车门的水平式快速夹。

进一步的：所述压杆有两根，每根压杆的两端分别套接在每对所述压杆架之间设有的连接杆上，每对所述压杆架中处于内侧的压杆架与大气缸的缸体连接，所述大气缸的伸缩杆与所述压杆垂直向下的推块连接。

进一步的：所述横向门定位块有至少两块，所述纵向门定位块至少有两块。

进一步的：所述水平式快速夹至少有两个，设置在多对所述折页定位块之间。

进一步的：所述焊接机器人采用进口标准6轴机器人；所述焊接机器人手持数字脉冲逆变焊机。

由于采用上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

由于本智能修复系统具有焊接机器人及自动夹紧装置，自动夹紧装置采用气缸夹紧，且自动夹紧装置与变位机连接，实现了快速夹紧、翻转焊接，同时具有装夹快速、定位准确、焊接速度快、工件变形小、焊缝质量优良等优点。本装置操作方便，简单，性能稳定，重复精度高，产品质量能保持长期稳定，可实现24小时生产作业。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型自动夹紧装置的主视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图2右视图。

各序号名称如下：

1.变位机主箱；2.变位机主轴端；3.吊耳；4.底板连接器；5.风管；6.车门；7. 车门折页8.小气缸活塞杆；9.水平式快速夹；10.大气缸；11.夹具体；12. 横向门定位块；13.转轴；14纵向门定位块；15.折页定位块；16.小气缸；17. 焊接机器人；18. 压杆架；19.压杆；20.推块；21.数字脉冲逆变焊机。

具体实施方式

以下结合附图实例对本实用新型作进一步详述。但本实用新型并不限定于下述的实施例。

如图1所示的本实用新型，它具有焊接机器人17及自动夹紧装置，焊接机器人1采用进口标准6轴机器人，降低制造成本，机器人的6轴均带有智能防碰撞功能，不仅撞枪时能起到防护作用，任意物体非正常接触到机器人或焊枪电缆等缠绕到机器人，机器人皆能启动此功能，极大的保证了操作者的人身安全，并且对焊枪等能起到极好的保护作用；焊接机器人自带有智能寻位系统和电弧跟踪系统；焊接机器人手持数字脉冲逆变焊机21，可采用脉冲过渡方式焊接，使焊接过程中热输入量大大减少，减小了焊后工件变形，焊缝质量好、成型美观、不泄漏；设备设有保护气流量检测装置，保证焊接的可靠性。

如图2-图4所示的自动夹紧装置，它包括有板状底座11，该底座两端头通过底板连接器4与各自的变位机主轴端2的转轴13连接；变位机可通过转轴13对板状底座11进行翻转或者倾斜定位，实现精准焊接和翻转焊接。如图3所示，板状底座11面上左侧设有两块用于给车门6横向定位的横向门定位块12，两块横向门定位块12分别通过螺栓固定在车门6放置位置的左侧的上部和下部；板状底座11面的下侧设有两块用于给车门6纵向定位的纵向门定位块14，两块纵向门定位块14分别通过螺栓固定在车门6放置位置下侧的左侧和右侧，横向门定位块和纵向门定位块可以根据工件的不同，调整其固定位置；在板状底座面11的上侧和下侧上设有用于给车门折页7定位的两对折页定位块15；在板状底座11面上于每个折页定位块15的外侧设有的压杆架对，压杆架对两两相对设置，每对压杆架18之间通过连接杆连接，每对压杆架中处于内侧的压杆架18固定在车门折页7放置位置的内侧边上；板状底座面11上横跨有两根压杆19，每根压杆19的两端套接在压杆架18之间的连接杆上，每对压杆架中处于内侧的压杆架18与大气缸10的缸体端头连接，大气缸10的伸缩杆从压杆架18下穿过并与压杆19垂直向下的推块20连接，伸缩杆通过左右推拉推块来实现压杆的内外移动，大气缸10的缸体固定在板状底座11上；在压杆19上倒装有小气缸16的缸体，该小气缸的活塞杆向下伸缩，可从空中压紧车门折边，使车门折板紧紧贴在车门上；在板状底座11面上的上侧于折页定位块之间设有用于夹紧车门的水平式快速夹9，当车门的左侧边和底边压接在横向门定位块和纵向们定位块内时，通过快速夹从上边向下边夹紧车门。

本系统具体的操作流程为：

1、将车门吊装在自动夹紧装置上，左侧对齐横向门定位块，通过水平式快速夹将车门向纵向门定位块靠近并将车门夹紧，启动大气缸向车门移动两侧的压杆，当压杆移至车门折页上并与车门折页空中重叠时，大气缸停止；启动小气缸，小气缸的活塞杆向下伸出，紧紧压接在折页上，实现夹紧装置快速将工件夹紧。

2、启动焊接机器人，机器人开始进行焊接，机器人夹持焊枪到达焊缝位置，在机器人自有的智能寻位系统配合下先确定焊缝起始点，机器人计算出轨迹偏移后开始焊接，焊接过程可根据需要开启变位机调整板状底座的倾斜角度使车门的折页达到最佳的焊接角度，机器人自有的电弧跟踪系统会跟踪电弧变化自动修正轨迹，消除工件本身误差和焊接过程产生的焊接变形造成的影响，确保最佳焊接质量。

3、机器人焊接完成后，操作者启动小气缸收回活塞杆，再启动大气缸向两侧推开压杆，水平式快速夹的夹杆回退，即可卸下工件；再装夹新工件，重复以上步骤，按启动按钮，机器人继续自动焊接，直至完成。

4、重复操作顺序，实现机器人连续焊接，设备使用效率高。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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