货车底架柔性工装自动传输生产线

摘要

本发明提出了一种货车底架柔性工装自动传输生产线。该生产线采用柔性工装的单元定位调节技术、操纵控制系统、数据采集处理系统及自动检测系统在沿同一直线方向连续地顺序设置有货车底架加工的各种工位，生产线沿走向的基础面上设有轨道，轨道上设置有往来于工位之间的多台自动步进式传输小车。本发明彻底改变传统货车底架的生产方法，实现了在一条龙式的流水线上进行底架的连续生产和成品底架经校验的自动下线；还可适应长度、宽度以及结构形式不同的各类型货车底架制造，大大缩短了转产时间；并可在整条生产线上自动完成检测，实时掌控底架在线的生产状况，提升了企业管理及质量控制水平，生产效率获得明显增长。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道车辆组件的制造装备，具体涉及货车底架柔性工装自动传输生产线。

背景技术

为了满足不同类别货物的装载和下卸要求，作为铁路轨道运输的货车，通常须制备多种规格型号的货车厢体。例如：C70型通用敞车、L70型粮食漏斗车、C80B型敞车、80T级通用敞车、C32型煤炭漏斗车、EM72型底开门车、FMG型矿石车、力拓矿石车、30T轴重敞车及其平车的车厢等。因此，货车车厢的生产企业得根据不同规格型号车厢的技术标准进行生产。一般来说，货车车厢的侧板与端板的结构基本大同小异，但是其底架的构成、大小规格是各不相同的，而且，底架作为货车厢体的主要承载部件，其质量优劣直接关系到载重车辆的安全运行。为此，企业对底架的生产质量颇为重视。通常一种型号的底板，就必须制作加工一套独立工装。就当前而言，货车车厢底架的类型多达十几种，每种底架从工装工艺设计到工装设备的装拆运输至库存，不仅要消耗大量的时间，经过漫长生产周期，还造成了材料的浪费，增加制造成本。另外，底架的传统制造，必须分别在十余个工位上逐一加工完成组装。其过程中，从每个上位工位移位至下位工位，都得启用龙门吊吊装到位，耗费工时，生产效率低下，同时还存在安全隐患。再则，传统生产中，大部分工位装配质量均采用人工检测，因此，底架的质量控制不够规范，生产方式相对落后。

发明内容

本发明提出了一种货车底架柔性工装自动传输生产线，目的在于通过改变底架传统的生产工艺，采用柔性工装，并使之在一条流水生产线上，连续完成底架的成品制造，以实现底架优化的生产方式所带来的高品质和高效率。

本发明的技术解决方案

本发明采用现有技术的柔性工装（系申请人的已授权专利“铁路车辆制造柔性生产线工装，专利号：200610038646.4）的单元定位调节装置、操纵控制系统、数据采集处理系统及自动检测系统；所述的生产线是沿同一直线方向连续地顺序设置有货车底架加工的各种工位，生产线沿走向的基础面（一般为地面）上设有轨道，轨道上设置有往来于工位之间的多台自动步进式传输小车。

本发明进一步的技术解决方案：

所述工位的初始工位为底架组对工位；此后的多个工位分别为底架进一步加工的各过程工位；末端工位为底架整架成品校验输出工位。

所述货车为敞车（C70型敞车、C80B型敞车）底架加工共有十三个工位，从始至末依次为底架组对工位、附件组对工位、骨架翻焊工位、架体电焊工位、底架地板铺装工位、地板压缝工位、底架一次翻焊工位、底架二次翻焊工位、底架三次翻焊工位、地板一次焊接工位、地板二次焊接工位、底架平整度矫正工位、底架成品校验输出工位。

所述货车为粮食漏斗车底架加工共有十一个工位，从始至末依次为底架组对工位、底架电焊工位、骨架翻焊工位、漏斗、枕梁上盖板组装工位、漏斗焊接、横梁组焊工位、底门组装工位、底架一次翻焊工位、底架二次翻焊工位、地板焊接工位、底架矫正工位、底架成品校验输出工位。

所述货车为煤炭漏斗车底架加工共有十二个工位，从始至末依次为底架组对工位、侧漏斗板组装工位、骨架翻焊工位、底架电焊工位、地板铺装工位、地板压缝工位、底架一次翻焊工位、底架二次翻焊工位、地板焊接工位、底门组装工位、底架矫正工位、底架成品校验输出工位。

所述货车为浴盆类车底架加工共有十一个工位，从始至末依次为底架组对工位、底架电焊工位、骨架翻焊工位、浴盆枕梁上盖板组装工位、浴盆焊接工位、地板铺装工位、底架一次翻焊工位、底架二次翻焊工位、地板焊接工位、底架矫正工位、底架成品校验输出工位。

所述货车为平车（DL1型平车）底架加工共有十四个工位，从始至末依次为底架组对工位、附件组对工位、骨架翻焊工位、底架焊接工位、地板铺放工位、地板压装工位、底架一次翻焊工位、底架二次翻焊工位、地板一次焊接工位、地板二次焊接工位、底架矫正工位、底架钻孔工位、转向盘底座安装工位、底架成品校验输出工位。

所述自动步进式传输小车为由操纵控制系统控制、在轨道内行进于工位之间并 能自动复位的电动车。所述多台自动步进式传输小车包括自动步进式升降传输小车、自动步进式传输小车、自动步进式液压传输小车。

所述自动步进式升降传输小车，是在车架上设置有行走驱动装置、升降装置、导向轮装置、行走保护装置。

所述自动步进式液压传输小车，是在车架上安装有液压装置、矫正装置、升降装置、行走装置。

所述骨架或底架翻焊工位采用操纵控制系统控制，设置有两台为一组的分体环式翻转机，该分体环式翻转机主要由底座及底座驱动装置、两个对称的半环构架、构架内支撑、齿轮及驱动装置、定位推动机构、压紧装置、棘轮机构组成，齿轮及驱动装置、定位推动机构、压紧装置、棘轮机构分别设置在半环构架上，底座设置在直线道轨上，底座驱动装置驱动两个对称半环构架的分与合。

本发明的有益效果：

（一）本发明彻底改变传统货车底架的生产方法，实现了在一条龙式的流水生产线上进行底架的连续生产，作为成品底架的整架经校验自动下线，输出至载运车，再与其它组件匹配完成货车车厢的生产制造，从根本上简化了货车底架的生产方式。

（二）本发明采用模块化、通用化、可扩展的柔性设计理念，在各工序工装的总体结构形式基本保持一致的情况下，使通用模块单元可快速、便捷地进行安装，或沿底架长度、宽度以及高度方向调整到位，从而适应长度、宽度以及结构形式不同、工序数量不等的敞车、漏斗车、平车等类型货车底架制造需要，大大缩短了转产时间。

（三）本发明生产线整体采用电脑主线控制各工位的操作系统、对各工位传感器采集的数据进行处理，完成自动检测，检测数据可储存、打印以及统计分析，可实时掌控底架在线的生产状况，方便企业提高生产管理及质量控制水平。

（四）本发明生产线可在多个工位上同时作业，工位之间利用自动传输装置输送，全长263米，日两班制生产，可日产C70型敞车底架20台套，生产节拍为40分钟/台套；或日产漏斗车底架10台套，生产节拍为80分钟/台套，生产效率明显提高。

（五）本发明生产线整体美观、协调、实用，并且便于拆卸、安装、维修。

附图说明    

附图1为本发明生产线实施例一（货车是敞车）的各工位序列流程示意图；

附图2为本发明初始工位的结构示意图；

附图3为本发明底架附属件组对结构示意图；

附图4为本发明骨架翻焊工位的结构示意图；

附图5为本发明底架矫正工位的结构示意图；

附图6为本发明底架组对初始工位至骨架翻焊第三工位之间的自动步进

式传输小车侧视结构示意图；

附图7为本发明底架平整度矫正第十二工位至底架成品校验输出第十三

工位之间的自动步进式液压传输小车侧视结构示意图；

附图8为本发明的分体环式翻转机的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，

为实施例一货车是敞车（以C70型敞车、C80B型敞车为代表）底架的十三个加工工位的流程，从始至末依次为底架组对工位、附件组对工位、骨架翻焊工位、架体电焊工位、底架地板铺装工位、地板压缝工位、底架一次翻焊工位、底架二次翻焊工位、底架三次翻焊工位、地板一次焊接工位、地板二次焊接工位、底架平整度矫正工位、底架成品校验输出工位。其中，生产线沿走向的基础面及所铺设的自动步进式传输小车行进轨道图中从略。另，其余类型的货车底架实施例的加工工位的流程也未以图表示。

如图2所示， 

底架组对工位，该工位是将组成底架的主要构件，如中梁（牵引梁）、枕梁、横梁、小横梁、侧梁、端梁定位于预埋件钢结构的底板组成1上，由端梁角部推紧单元2、中梁端部定位单元4、侧梁推紧单元5.小横梁托起定位单元6、侧梁推紧定位单元7、中梁中部夹紧单元8、侧梁中部定位单元9、中梁定位单元10、中梁托起装置11、中梁纵向推紧单元12  辅助旋臂吊13以及步进式传输小车3完成底架组对。组对中，使用推紧、夹紧单元将中梁、端梁、侧梁推紧、夹紧；使用托起单元上托枕梁、横梁、小横梁。且所有推紧单元体在X、Y、Z三坐标方向可作位移变化，以便在生产不同型号底架时进行组对的灵活调整。所述步进式传输小车3采用丝杆升降方式托举底架组对，并在变频器控制下，在轨道上同步行走驱动，同一线路上的多台小车3之间安装有连接套管（可随不同底架长度需要作调整），将底架组对件传输至下一工位后，全体小车再复位至底架组对工位。

如图3所示

底架附件组对工位，该工位是在底架组对已完成的基础上，对脱轨阀、旁撑、制动缸、120阀、限压阀等附件在工位上进行安装。具体是在底板组成1上，由脱轨阀定位装置2、底架托起装置3、侧梁推压单元体5、旁撑定位装置6、第一制动缸定位模块7、底架挠度调整装置8、第一120阀安装模块9、中梁托起装置10、中梁搂紧装置11、中梁推紧装置12、辅助旋臂吊13、第二制动缸安装模块14、第二120阀安装模块15、限压阀安装模块16以及步进式传输小车4完成。

如图4所示，

骨架翻焊工位，该工位接受步进式传输小车1传输来的底架，对底架的骨架进行翻转焊接。其翻转焊接的主要设备为半环式翻转机4，架车机5将底架抬起，伸入半环式翻转机中卡紧，调整焊接走台2的位置，进行底架的骨架翻转±90o和180o焊接，其间辅助悬臂吊3配合作业。

如图5所示，

为底架平整度矫正工位，该工位通过底架中部上顶装置1、底架矫正龙门2、  底架检测龙门3、底架侧梁矫正小车4、底架心盘定位装置5完成底架平整度矫正。

如图6所示，

为底架组对工位至骨架翻焊工位之间的自动步进式升降传输小车，该小车是在车架上1设置有行走驱动装置2、升降装置3、导向轮装置4、行走保护装置5，所述行走驱动装置由行走驱动电机21通过链轮链条22传动，驱动主动滚轮23，带动从动滚轮24；所述升降装置由升降驱动电机31、升降机32、导向机构33、随形托头34组成，升降驱动电机驱动丝杠的升降，随形托头根据底架枕梁的形状变化而调整，与导向机构配合，以稳定可靠托起底架；所述导向轮装置4由导向轮41及轮架42组成，连接在小车车架的尾部，导向轮设有调节螺栓，可调节导向轮的角度，导向轮紧贴轨道内侧，为小车行走导向；所述行走保护（防侧翻）装置为一对，由保护轮51及保护轮安装座52组成，分别安装在机架侧面，保护轮紧贴轨道内侧，起到保护作用。

该自动步进式升降传输小车，使用时四台两列为一组，传输时、其升降平台支撑底架枕梁，同一侧两个小车之间用套管和调节丝杆连接，以保证了小车传输的同步性，也可以通过套管和调节丝杆调节两小车之间的距离，以适应不同型号底架传输。

如图7所示，

为底架平整度矫正第十二工位至底架成品校验输出第十三工位之间的自动步进式液压传输小车。该液压传输小车是在车架1上安装有液压装置2、矫正装置3、升降装置4、行走装置5，所述液压装置主要有液压站21、上顶油缸22构成；所述矫正装置设置在上顶油缸的上方，可进行底架侧梁的矫正工作；所述升降装置由升降驱动电机41连接升降机42构成；行走装置5由主动轮组件51及其驱动电机52、从动轮组件53构成。

如图8所示，

所述分体环式翻转机主要由底座1及底架驱动装置11、两个对称的半环构架2、构架内支撑3、齿轮驱动装置4、定位推动机构5、压紧装置6、棘轮机构7组成。其中，构架内支撑3包括主支撑31和辅助支撑32；齿轮驱动装置4驱动齿轮41；压紧装置包括中梁压紧装置61、下压装置62、滚压轮63。工作时，待焊底架传输至在两个半环构架内，半环构架合拢，定位推动机构推紧、压紧装置压紧待焊底架，操纵控制系统控制齿轮驱动装置，齿轮运作、环式翻转机作不同角度翻转，以供焊接，或在焊接后打开半环构架，传输出底架骨架。

本发明按上述技术方案和具体实施方式安装妥，即可完成底架上线生产的工艺流程：

（一）底架组对

（1）将中梁（牵引梁）、枕梁、横梁、小横梁、侧梁、端梁等梁件定位、夹紧，进行定位焊接及平位焊接；

（2）底架组对完成后进行自动检测和数据传输；

（3）松开夹紧单元体、托起单元体托起底架落到特种电动车，按动传输

按钮，自动步进式升降传输小车将底架组对传输至下工位。

（二）附件组对

（1）底架到达附件组对工位，架车机将底架升起，自动步进式升降传输小车返回底架组对工位；架车机完成底架位置固定；

（2）将底架的各附件定位、夹紧；

（3）底架随架车装置下降，按预置挠度拉紧中梁、夹紧底架；

（4）进行底架附件定位焊接；

（5）松开所有夹紧装置，底架由架车装置升起，再落到自动步进式升降传输小车上，再按动传输按钮，将底架组对传输至下工位。

（三）骨架翻焊 

（1）底架到达骨架体翻焊工位固定位置后，架车机将底架升起，自动步进式升降传输小车返回附件组对工位；

（2）分体环式翻转机合拢，将底架卡紧固定（卡紧牵引梁、固定住侧梁），调整焊接走台位置，进行底架翻转±90o和180o焊接；

（3）焊接后将底架翻回正位，松开夹紧装置，架车装置接住底架，分体半环式翻转机半环松开；

（4）架车机将底架再落到自动步进式升降传输小车上，按动传输按钮，将翻焊后的骨架体传输至下一工位。    

（四）架体电焊

（1）骨架体翻焊后的底架到达架体电焊（矫正）工位，自动步进式传输小车返回骨架体翻焊工位；

（2）进行底架骨架正面焊接和一次校正；

（3）电焊后的架体，由架车机将底架再落到传输车上，按动传输按钮，将电焊后的架体传输至下一工位。

（五）底架地板铺装

（1）焊接并矫正后的架体到达底架地板铺装工位，传输车返回架体电焊工位；

（2）将地板按拼接位置铺放到底架的骨架上，地板拼缝定位焊接（如果是漏斗车，则将漏斗组合件吊到骨架内进行漏斗组对的安装。

（3）按动传输按钮，该工位的传输车将地板铺装后的架体传输至下一工位。

（六）地板压缝

（1）铺装完地板的底架到达地板压缝工位，传输车返回底架地板铺装工位；

（2）开动地板压缝龙门装置从一端逐点压紧地板与各梁连接部位的间隙，并压严定位焊接（如果是漏斗车，撤掉压缝龙门装置，则进行漏斗与底架间的正面平位焊接）。

（3）地板压缝完成后，按动传输按钮，传输车将地板压缝后的架体传输至下一工位。

（七）底架翻焊（连续三次翻焊，分别在三个工位上完成）

（1）地板压缝后的底架到达底架翻焊工位，传输车返回地板压缝工位；

（2）半环式翻转机合拢，降下架车装置，将底架卡紧固定（卡紧牵引梁、

定住侧梁），在底架一次翻焊工位、底架二次翻焊工位、底架三次翻焊工位上分别进行翻转±90o和180o的焊接，翻焊工位之间，由传输车往返传输；

（3）经三次焊接后，将底架翻回正位，松开夹紧装置，升起架车装置接住底架，分开半环式翻转机；

（4）降下架车装置将底架落在传输车上，按动传输按钮，将翻焊后的架体传输至下一工位。

（八）地板焊接（连续两次焊接，分别在两个工位上完成）

（1）经三次翻焊后的底架到达地板一次焊接工位，定位后落到该工位的架车装置上，架车装置上的卡紧装置卡紧枕梁下盖板，底架定位卡紧，传输车返回底架翻焊工位；

（2）第一焊接工位地板专焊机焊接；

（3）用特种电动车传输到地板二次焊接工位，同样进行卡紧操作，由第二焊接工位地板专焊机焊接；

（4）底架地板焊接完成后，松开夹紧装置，用矫正龙门将底架升起，与整条生产线同步将底架传送到下一个底架平整度矫正工位。

（九）底架平整度矫正

（1）在专用的矫正装置上完成底架的矫正和自动检测及数据传输；

（2）矫正完成后，用自动步进式液压传输小车顶起底架，按下启动按钮，与整条生产线同步将底架传送到底架交验台位。

（十）底架成品校验输出

（1）成品底架到达底架成品校验输出工位；

（2）底架校验，符合设计加工标准为合格品；

（3）经校验的合格底架，由工位上的四台可伸缩式架机车伸出的托臂托住底架放落到传送车上，进而至迁车台，再转运到车厢体的其它组装线上。