CN102689117B - 铁路货车柔性制造生产线及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路货车柔性制造生产线及其生产工艺。其中，铁路货车柔性制造生产线，包括沿待制造铁路货车长度方向设置基础单元，所述基础单元上可固定滑动连接有支撑单元，所述支撑单元的滑动方向与待制造铁路货车长度方向一致，所述支撑单元上设置有靠上的夹紧单元和靠下的定位单元，所述夹紧单元包括用于夹紧待制造铁路货车的夹头，所述定位单元包括从侧向对待制造铁路货车的侧墙进行定位的定位块。该生产线为柔性生产线，即同一生产线可以用来制作多种类型的铁路货车，因而避免了工艺装备重复性投入，提高了工艺装备的利用率，降低了转产周期和转产成本。

Description

铁路货车柔性制造生产线及其生产工艺

技术领域

本发明涉及铁路货车生产技术领域，尤其涉及一种铁路货车柔性制造生产线及其生产工艺。

背景技术

铁路货车是铁路上用于载运货物的车辆统称，其主要有敞车、棚车、漏斗车等车辆类型。上述车辆类型的车体均由底架、端墙、侧墙等主要部件组成。在进行铁路货车生产时，一般依照“先部件、后组装”的工艺过程，即首先加工制作底架、端墙、侧墙等主要部件，然后将底架、端墙、侧墙等主要部件组装焊接完成车体制作。

但是，对于不同的车辆类型其具体的制作工艺又有所不同。例如通用敞车车体长度约13.5米，为无棚顶板柱结构，制造工艺流程为：车体组装→车体卡缝→车体电焊→撑杆组装→车体钻铆→车体翻焊→车门安装→钢结构交验；通用棚车车体长度约17米，为有棚顶板柱结构，制造工艺流程为：车体组装→车体卡缝→车体电焊→车顶组装→车顶卡缝→车体翻焊→车体钻铆→车门安装→钢结构交验。因此，对应于生产车辆的类型会相应的设置多条不同的车体组装生产线，造成同类工艺装备重复投入，导致工艺装备利用率较低，而且，对于同一条车体组装生产线来说，为了适应同类型不同型号车辆的制造，一般生产线的台位会根据同类产品的最大长度进行设计，这样在生产较短车辆时会造成部分平面资源闲置。此种生产线各台位工艺装备一般依据单一品种大批量生产进行配置，设备基础相对固定，工艺装备刚性较大，对产品的适应力较底。在产品结构发生变化时，工艺装备需要进行大量的改动，造成转产成本较高，转产周期也较长，不能快速响应产品制造需求，不能满足现在多品种、中小批量的生产需求。

发明内容

本发明提供一种铁路货车柔性制造生产线，以解决现有技术中的车辆生产线工艺装备刚性较大，同一条生产线只能生产同一类型的铁路货车，且在生产同一类型的不同型号长度较短的铁路货车时会造成部分平面资源闲置，及工艺装备重复性投入、工艺装备利用率低、转产周期长和转产成本高的问题。

本发明的铁路货车柔性制造生产线，包括沿待制造铁路货车长度方向设置基础单元，所述基础单元上可固定滑动连接有支撑单元，所述支撑单元的滑动方向与待制造铁路货车长度方向一致，所述支撑单元上设置有靠上的夹紧单元和靠下的定位单元，所述夹紧单元包括用于夹紧待制造铁路货车的夹头，所述定位单元包括从侧向对待制造铁路货车的侧墙进行定位的定位块。

如上所述的铁路货车柔性制造生产线，其中，所述基础单元包括钢板，所述钢板上设置有长条孔，所述长条孔的长度方向与待制造铁路货车长度方向一致；所述钢板的下表面对应于长条孔位置处固定连接有U形件，所述U形件的开口方向朝向所述长条孔。

如上所述的铁路货车柔性制造生产线，其中，所述支撑单元包括底座，所述底座上滑动装配有立柱，所述立柱的滑动方向与待制造铁路货车宽度方向一致。

如上所述的铁路货车柔性制造生产线，其中，所述定位单元包括固定于支撑单元上的定位座，所述定位座上沿竖直方向滑动装配有直线运动缸，所述直线运动缸的活塞杆朝向待制造铁路货车的侧墙，且所述定位块安装于活塞杆的末端。

如上所述的铁路货车柔性制造生产线，其中，所述夹紧单元包括沿竖直方向滑动装配于支撑单元上的夹紧座，所述夹头铰接于所述夹紧座靠近待制造铁路货车的一侧，所述夹头的一端设置有与待制造铁路货车相对应的夹口、另一端与所述夹紧座之间连接有夹紧驱动缸。

如上所述的铁路货车柔性制造生产线，其中，所述立柱包括上下设置的上部柱段和下部柱段，所述上部柱段与下部柱段滑动配合且其滑动方向与待制造铁路货车宽度方向一致；所述上部柱段与下部柱段之间设置有上部柱段横向调节缸，所述底座与下部柱段之间设置有下部柱段横向调节缸。

如上所述的铁路货车柔性制造生产线，其中，所述定位座上设置有竖向的滑槽，所述滑槽内对应滑动装配有滑板，所述滑板与所述直线运动缸固定连接，所述滑板上还固定连接有竖向设置的齿条，所述定位座内转动装配有驱动轴，所述驱动轴的一端固定连接齿轮、另一端固定连接手轮，所述齿轮与所述齿条对应啮合。

如上所述的铁路货车柔性制造生产线，其中，所述夹紧座上固定安装有螺母，所述螺母的轴线位于竖直方向上且在该螺母内螺接有螺杆，所述螺杆的下端与固定于支撑单元上的螺杆安装座转动配合、且在竖直方向上与所述螺杆安装座止推配合。

本发明同时还提供一种铁路货车柔性制造生产工艺，采用上述任一所述铁路货车柔性制造生产线进行铁路货车生产，在铁路货车生产前，首先，根据待制造铁路货车的类型相应的调整各支撑单元之间的距离，使各台位的长度与待制造铁路货车的长度相对应，根据待制造铁路货车的类型相应的更换夹头的类型，使夹头与铁路货车上相应的夹紧部位对应吻合；然后，对铁路货车的车体进行组装、焊接，在组装、焊接操作中，通过所述铁路货车柔性制造生产线来对车体进行定位、夹紧。

本发明提供铁路货车柔性制造生产线，其支撑单元可以在基础单元上滑动，根据生产的铁路货车的长度，相应的调整支撑单元之间的距离，使得各台位与所要生产的铁路货车的长度相适应，避免出现平面资源闲置的问题。同时，根据生产的铁路货车类型的不同可以相应的更换夹紧单元的夹头，以适应对不同车体结构进行压紧的需求。由上可见，通过调整支撑单元的位置及夹头类型等，可以实现同一生产线生产多种类型、多种型号的铁路货车，因此避免了工艺装备的重复性投入、提高了工艺装备的利用率、降低了转产(由生产一种铁路货车转至生产另一种铁路货车)周期及转产成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明铁路货车柔性制造生产线中一个台位的结构示意图；

图2为本发明铁路货车柔性制造生产线的主视图；

图3为基础单元的主视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为导向机构的全剖结构示意图；

图6为图5的左视图；

图7为定位单元的主视图；

图8为图7的俯视图；

图9为夹紧单元的主视图；

图10为图9的左视图。

附图标记：

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1、2所示，本发明铁路货车柔性制造生产线的实施例，包括基础单元5，基础单元5通过预埋的方式固定设置在地基内。在基础单元5的上方滑动安装有支撑单元3，支撑单元3在沿着待制造铁路货车1的长度方向(本文中所涉及的铁路货车的长度方向为纵向，铁路货车的宽度方向为横向)移动调节到位后，可通过螺栓将支撑单元3与基础单元5固定在一起，通过对支撑单元3的位置调节，可以控制各个台位的长度，以适应生产不同长度铁路货车的要求，避免出现平面资源闲置的问题。在支撑单元3的中部固定安装有定位单元4，定位单元4中具有对待制造铁路货车1的侧墙定位的定位块。在支撑单元3的上部设置有夹紧单元2，夹紧单元2上具有用于夹紧待制造铁路货车1的夹头。

如图3、4所示，为基础单元的结构示意图，包括钢板6，这里的钢板6作为一个承重件来支撑支撑单元及其上设置的定位单元和夹紧单元。在钢板6上设置有沿待制造铁路货车长度方向延伸的长条孔7，在长条孔7的一端设置了直径大于长条孔7宽度的螺栓安装口8。在钢板6的下表面对应于长条孔的位置处焊接有U形件9，U形件9的开口方向朝向长条孔7，这样U形件9与长条孔7之间形成了一个T形的空腔。用来将支撑单元与基础单元固定在一起的螺栓通过螺栓安装口8插入到上述的T形的空腔内。

支撑单元除了可以沿长条孔进行位置调节外，其自身也可以进行横向的调节。其自身的横向位置调节是通过图5、6所示的导向机构来实现的。导向机构包括一个底座10，底座10是一个焊接而成的矩形壳体。在底座10的上方通过螺栓固定安装了两条相互平行的导轨14，导轨14的延伸方向与待制造铁路货车的宽度方向一致。在各条导轨14上均对应滑动装置有导向槽13，导向槽13的上方通过螺栓来固定立柱。在底座10与立柱之间设置有一个下部柱段横向调节缸11，该下部柱段横向调节缸11可以是液压缸、气压缸或电动推杆中的任意一种，通过控制下部柱段横向调节缸11长度的伸缩来对立柱的横向位置进行调节，以使其适应不同宽度车体的制造。这里的立柱是分体结构，包括上下设置的上部柱段26(参见图9、10)和下部柱段12。导向槽13与下部柱段12固定连接。另外需要指出的是，上部柱段26与下部柱段12同样可以沿着待制造铁路货车的宽度方向进行位置调节，而且其间的导向结构与图5、6所示的导向机构一致，这里就不再进行赘述。

如图7、8所示，为定位单元4的结构示意图，包括一个定位座15，定位座15固定于立柱内，这里定位座与立柱的固定形式为焊接。定位座15是有钢板焊接而成的方形框体，在方形框体前侧(即靠近待制造铁路货车的一侧)的钢板上开始有通孔，在通孔的两侧分别通过螺栓固定安装有一条压块24，压块24的长度方向处于竖直方向上。压块24的横截面为L形，在其固定于方形框体前侧的钢板上后，与钢板的前端面之间形成了一条竖直的滑槽25。两条压块与钢板的前端面之间共形成了两条竖直的滑槽25，且两条滑槽25位置相对。在两个滑槽25之间插装了一块滑板17，滑板17可沿着滑槽25进行上下的滑动。在滑板17的后端面上通过螺栓固定安装了一条齿条16，该齿条16沿竖直方向设置，其齿条16位于上述通孔内。在方形框体内还穿装有一个驱动轴21，驱动轴的轴线与待制造铁路货车的宽度方向一致。在该驱动轴21的一端固定安装了一个齿轮27，齿轮27与齿条16啮合。在驱动轴21的另一端固定安装了一个手轮23，通过旋转手轮23，经由齿轮27与齿条16将手轮23的旋转运动转换为滑板的上下滑动。为了降低转动手轮23的力，在驱动轴21上通过轴承座22来安装了轴承。还有，在滑板17的前端面上通过螺栓固定安装了一个直线运动缸18，直线运动缸18可以是液压缸、气压缸或电动推杆中的任意一种。直线运动缸18的长度伸缩方向与待制造铁路货车的侧墙相垂直。在直线运动缸18的活塞杆的末端安装有定位块19。在工作是，根据待制造铁路货车的高低，来相应的转动手轮23调节直线运动缸18的高低，使其可以对多种高度的铁路货车进行左右定位。

如图9、10所示，为夹紧单元的结构示意图，包括沿竖直方向滑动装配在上部柱段26上的夹紧座34，在加紧座34靠近待制造铁路货车的一侧铰接有一个夹头28，夹头28伸向待制造铁路货车的一侧设置有开口向下的夹口29，夹口29的具体现状可以根据待制造铁路货车来确定，在夹头的另一端铰接有一个夹紧驱动缸30，夹紧驱动缸30可以是液压缸、气压缸或电动推杆中的任意一种。夹紧驱动缸30的活塞杆与夹头28铰接，缸体与夹紧座34铰接。

为了便于调节加紧单元2(见图2)的高度，在夹紧座34上固定安装了一个螺母31，螺母31的轴线处于竖直方向上，在螺母31中螺接了一个螺杆32，螺杆32的下端与安装在上部柱段26上的螺杆安装座33相配合，螺杆32相对于螺杆安装座33仅可以进行转动，而不能进行轴向的运动。为了限制螺杆32相对于螺杆安装座33不能进行轴向的运动，可以在螺杆32与螺杆安装座33之间设置轴向的止推配合面，这里的止推配合面可以由凸台与凹槽的端面来提供。在螺杆32的转动方面，可以采用电机来驱动螺杆32的转动。

本实施例中的夹紧座34包括两块平行设置的钢板，在两块钢板之间设置了四个滚轮35，四个滚轮35以矩形的四个顶点设置，这样在四个滚轮35之间形成了一个通道，通过该通道将夹紧座34滑动穿装在上部柱段26上。滚轮35的设置降低了夹紧座34相对于上部柱段26滑动时的摩擦力，使得其滑动比较平稳、省力。

本发明铁路货车柔性制造生产工艺，是采用上述铁路货车柔性制造生产线进行铁路货车生产，实现了铁路货车1生产的柔性化，即可以根据具体的车型来相应的调节生产线中各台位的长度，及对车体进行夹紧的夹头类型。如图1所示，为生产线中一个台位的示意图，在铁路货车1生产前，首先，根据待制造铁路货车1的类型相应的调整各支撑单元3之间的距离，使各台位的长度与待制造铁路货车的长度相对应，在调节时先松开连接支撑单元3与基础单元5的螺栓，然后推动支撑单元3沿着基础单元5运动，待调节到位后再旋紧螺栓将支撑单元3与基础单元5固定在一起。同时，根据待制造铁路货车的类型相应的更换夹头的类型，使夹头与铁路货车上相应的夹紧部位对应吻合，如上述实施例图2所示，在生产敞车时夹板的夹口为与侧墙对应的方形。在生产线中各个台位(包括车体组装台位、车体卡缝台位、车体电焊台位)调整完毕后，开始对铁路货车的车体进行组装、焊接，在组装、焊接操作中，通过所述铁路货车柔性制造生产线来对车体进行定位、夹紧。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种铁路货车柔性制造生产线，其特征在于，包括沿待制造铁路货车长度方向设置基础单元，所述基础单元上可固定滑动连接有支撑单元，所述支撑单元的滑动方向与待制造铁路货车长度方向一致，所述支撑单元上设置有靠上的夹紧单元和靠下的定位单元，所述夹紧单元包括用于夹紧待制造铁路货车的夹头，所述定位单元包括从侧向对待制造铁路货车的侧墙进行定位的定位块，所述支撑单元包括底座，所述底座上滑动装配有立柱，所述立柱的滑动方向与待制造铁路货车宽度方向一致，所述立柱包括上下设置的上部柱段和下部柱段，所述上部柱段与下部柱段滑动配合且其滑动方向与待制造铁路货车宽度方向一致；所述上部柱段与下部柱段之间设置有上部柱段横向调节缸，所述底座与下部柱段之间设置有下部柱段横向调节缸。 

2.根据权利要求1所述的铁路货车柔性制造生产线，其特征在于，所述基础单元包括钢板，所述钢板上设置有长条孔，所述长条孔的长度方向与待制造铁路货车长度方向一致；所述钢板的下表面对应于长条孔位置处固定连接有U形件，所述U形件的开口方向朝向所述长条孔。 

3.根据权利要求1所述的铁路货车柔性制造生产线，其特征在于，所述定位单元包括固定于支撑单元上的定位座，所述定位座上沿竖直方向滑动装配有直线运动缸，所述直线运动缸的活塞杆朝向待制造铁路货车的侧墙，且所述定位块安装于活塞杆的末端。 

4.根据权利要求1所述的铁路货车柔性制造生产线，其特征在于，所述夹紧单元包括沿竖直方向滑动装配于支撑单元上的夹紧座，所述夹头铰接于所述夹紧座靠近待制造铁路货车的一侧，所述夹头的一端设置有与待制造铁路货车相对应的夹口、另一端与所述夹紧座之间连接有夹紧驱动缸。 

5.根据权利要求3所述的铁路货车柔性制造生产线，其特征在于，所述定位座上设置有竖向的滑槽，所述滑槽内对应滑动装配有滑板，所述滑板与所述直线运动缸固定连接，所述滑板上还固定连接有竖向设置的齿条，所述 定位座内转动装配有驱动轴，所述驱动轴的一端固定连接齿轮、另一端固定连接手轮，所述齿轮与所述齿条对应啮合。 

6.根据权利要求4所述的铁路货车柔性制造生产线，其特征在于，所述夹紧座上固定安装有螺母，所述螺母的轴线位于竖直方向上且在该螺母内螺接有螺杆，所述螺杆的下端与固定于支撑单元上的螺杆安装座转动配合、且在竖直方向上与所述螺杆安装座止推配合。 

7.一种铁路货车柔性制造生产工艺，其特征在于，采用上述权利要求1-6任一所述铁路货车柔性制造生产线进行铁路货车生产，在铁路货车生产前，首先，根据待制造铁路货车的类型相应的调整各支撑单元之间的距离，使各台位的长度与待制造铁路货车的长度相对应，根据待制造铁路货车的类型相应的更换夹头的类型，使夹头与铁路货车上相应的夹紧部位对应吻合；然后，对铁路货车的车体进行组装、焊接，在组装、焊接操作中，通过所述铁路货车柔性制造生产线来对车体进行定位、夹紧。