CN106181152B - 转向架构架自动装配系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向架构架自动装配系统，包括轨道、移载装置及PLC控制系统，沿轨道设置有侧梁装配区域、横梁装配区域及构架装配区域；侧梁装配区域包括分设于轨道两侧的侧梁组焊胎位、侧梁内筋自动焊接胎位、侧梁外体焊接胎位、侧梁特殊位置焊接胎位、侧梁重熔焊修胎位及侧梁自动焊磨胎位；横梁装配区域包括分设于轨道两侧的横梁组焊胎位、横梁自动焊接第一胎位、横梁特殊位置焊接胎位、横梁自动焊接第二胎位、横梁自动焊磨胎位及横梁重熔修复胎位；构架装配区域包括沿轨道依次设置的构架组焊胎位、构架自动焊接胎位、构架自动打磨胎位及构架存放胎位。该系统能够实现转向架构架装配的全程自动化，从而提高了生产效率，降低了制造成本。

Description

转向架构架自动装配系统

技术领域

本发明涉及轨道车辆制造技术领域，特别是涉及一种转向架构架自动装配系统。

背景技术

随着焊接机器人的发展及推广，在转向架构架装配过程中，多采用焊接机器人进行自动焊接作业。

虽然，焊接机器人的应用提高了构架的装配效率，但是，在构架装配的各工序中，焊接机器人相对单独作业，各工序之间需要人工协调操作，无法连贯化自动作业，从而限制了生产效率，使得转向架构架的制造周期较长，制造成本较高。

有鉴于此，如何设计一种转向架构架自动装配系统，以实现转向架构架的全自动装配，提高生产效率，减少人工成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种转向架构架自动装配系统，该系统能够实现转向架构架装配的全程自动化，从而提高了生产效率，降低了制造成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种转向架构架自动装配系统，包括轨道、移载装置及PLC控制系统，沿所述轨道设置有侧梁装配区域、横梁装配区域及构架装配区域；其中：

所述侧梁装配区域包括分设于所述轨道两侧的侧梁组焊胎位、侧梁内筋自动焊接胎位、侧梁外体焊接胎位、侧梁特殊位置焊接胎位、侧梁重熔焊修胎位及侧梁自动焊磨胎位；

所述横梁装配区域包括分设于所述轨道两侧的横梁组焊胎位、横梁自动焊接第一胎位、横梁特殊位置焊接胎位、横梁自动焊接第二胎位、横梁自动焊磨胎位及横梁重熔修复胎位；

所述构架装配区域包括沿所述轨道依次设置的构架组焊胎位、构架自动焊接胎位、构架自动打磨胎位及构架存放胎位；

所述PLC控制系统与所述移载装置及各胎位通信连接，所述PLC控制系统用于控制所述移载装置在各胎位之间转运。

如上，本发明提供的转向架构架自动装配系统将侧梁装配、横梁装配及侧梁、横梁的构架装配集成同一物流线即轨道上，利用PCL控制系统控制移载装置在各装配区域的各胎位之间转运，以取料、下料及利用各胎位的自动化装配系统实现侧梁、横梁的制造，并最终实现构架的制造。该自动装配系统能够实现转向架构架的自动化装配，大幅提高了生产效率，缩短了构架制造周期，降低了制造成本。

可选的，沿所述轨道，所述侧梁装配区域和所述横梁装配区域均位于所述构架装配区域的前侧；所述构架装配区域的前端还设置有第一划线-调修探伤胎位。

可选的，所述第一划线-调修探伤胎位的旁侧还设置有异常产品存料区域。

可选的，所述侧梁装配区域还包括自动化坡口加工胎位，其位于所述异常产品存料区域(的旁侧。

可选的，所述构架存放胎位与所述构架自动打磨胎位之间还设置有第二划线-调修探伤胎位。

可选的，所述第一划线-调修探伤胎位和所述第二划线-调修探伤胎位均包括自动化火焰、机械、速冷调修门框系统和自动化门框式划线检测系统。

可选的，所述侧梁组焊胎位和所述横梁组焊胎位的外侧分别设有侧梁配料系统和横梁配料系统。

可选的，所述侧梁组焊胎位包括侧梁内筋自动组焊系统和单双丝自动焊接系统；

所述侧梁内筋自动焊接胎位包括等三角形转胎装置及位于所述等三角形转胎装置两侧的激光增熔设备和等离子MAG复合焊接设备；

所述侧梁外体焊接胎位包括变位交换转胎装置和单双丝自动焊接系统；

所述侧梁特殊位置焊接胎位包括轴侧梁夹装并列转胎、低位弹簧筒焊接专用系统及高位定位臂焊磨专用系统；

所述侧梁重熔焊修胎位包括变位交换转胎装置和等离子MAG复合焊接设备；

所述侧梁自动焊磨胎位包括等三角形转胎装置及位于所述等三角形转胎装置两侧的单双丝自动焊接系统和自动打磨系统。

可选的，所述横梁组焊胎位包括横梁自动组焊系统和横梁刚性定位转胎系统；

所述横梁自动焊接第一胎位包括等三角形转胎装置及位于所述等三角形转胎装置两侧的激光增熔设备和等离子MAG复合焊接设备；

所述横梁特殊位置焊接胎位包括变位交换转胎装置和等离子MAG复合焊接设备；

所述横梁自动焊接第二胎位和所述横梁自动焊磨胎位均包括等三角形转胎装置及位于所述等三角形转胎装置两侧的单双丝自动焊接系统和自动打磨系统；

所述横梁重熔修复胎位包括变位交换转胎装置和焊趾能量束MAG熔修系统。

可选的，所述构架组焊胎位包括横跨所述轨道的龙门式组装焊接系统，其两侧均设有拖车、动车构架自动化装配存料与组焊转胎；每侧的所述拖车、动车构架自动化装配存料与组焊转胎分设于所述轨道的两侧；

所述构架自动焊接胎位包括单双丝自动焊接系统和构架二轴刚性自动化焊接转胎；

所述构架自动打磨胎位包括变位交换转胎装置和自动打磨系统。

附图说明

图1为本发明所提供转向架构架自动装配系统一种具体实施例的结构框图。

附图标记说明：

PLC控制系统101，移载装置102，侧梁配料系统2，侧梁内筋自动组焊系统3，等三角形转胎装置4，激光增熔设备5，等离子MAG复合焊接设备6，变位交换转胎装置7，单双丝自动焊接系统8，自动打磨系统9，轴侧梁夹装并列转胎10，低位弹簧筒焊接专用系统11，高位定位臂焊磨专用系统12，缓冲冷却站13，横梁自动组焊系统14，横梁刚性定位转胎系统15，自动化坡口加工与气密性检验装置16，焊趾能量束MAG熔修系统17，异常产品存料台18，自动化火焰、机械、速冷调修门框系统19，自动化门框式划线检测系统20，拖车构架自动化装配存料与组焊转胎21，动车构架自动化装配存料与组焊转胎22，龙门式组装焊接系统23，构架二轴刚性自动化焊接转胎24，构架物料存放塔25；

侧梁组焊胎位a1，侧梁内筋自动焊接胎位a2，侧梁外体焊接胎位a3，侧梁特殊位置焊接胎位a4，侧梁重熔焊修胎位a5，侧梁自动焊磨胎位a6，自动化坡口加工胎位a7，夹具冷却胎位a0；

横梁组焊胎位b1，横梁自动焊接第一胎位b2，横梁特殊位置焊接胎位b3，横梁自动焊接第二胎位b4，、横梁自动焊磨胎位b5，横梁重熔修复胎位b6；

构架组焊胎位c1，构架自动焊接胎位c2，构架自动打磨胎位c3，及构架存放胎位c4；

第一划线-调修探伤胎位d1，第二划线-调修探伤胎位d2；

异常产品存料区域e。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供转向架构架自动装配系统一种具体实施例的结构框图。

该实施例中，转向架构架自动装配系统包括轨道、移载装置102及PLC控制系统101。

沿所述轨道设置有用于制造侧梁的侧梁装配区域、用于制造横梁的横梁装配区域，以及构架装配区域。此处构架装配区域用于将侧梁装配区域制造好的侧梁与横梁装配区域制造好的横梁装配以形成转向架构架。

其中，侧梁装配区域主要包括分设于轨道两侧的侧梁组焊胎位a1、侧梁内筋自动焊接胎位a2、侧梁外体焊接胎位a3、侧梁特殊位置焊接胎位a4、侧梁重熔焊修胎位a5及侧梁自动焊磨胎位a6。

其中，横梁装配区域主要包括分设于轨道两侧的横梁组焊胎位b1、横梁自动焊接第一胎位b2、横梁特殊位置焊接胎位b3、横梁自动焊接第二胎位b4、横梁自动焊磨胎位b5及横梁重熔修复胎位b6。

其中，构架装配区域主要包括沿轨道依次设置的构架组焊胎位c1、构架自动焊接胎位c2、构架自动打磨胎位c3及构架存放胎位c4。

前述PLC控制系统与移载装置102及各装配区域的各胎位通信连接，实现各胎位及移载装置102之间的通信，以控制移载装置102在各胎位之间转运。

具体地，轨道可以设为磁轨式，便于引导移载装置102。

如上，该向架构架自动装配系统将侧梁装配、横梁装配及侧梁、横梁的构架装配集成同一物流线即轨道上，利用PCL控制系统101控制移载装置102在各装配区域的各胎位之间转运，以取料、下料及利用各胎位的自动化装配系统实现侧梁、横梁的制造，并最终实现构架的制造。该自动装配系统能够实现转向架构架的自动化装配，大幅提高了生产效率，缩短了构架制造周期，降低了制造成本。

图1所示方案中，前述侧梁装配区域和横梁装配区域均位于构架装配区域的前侧，其中，构架装配区域的前端还设置有第一划线-调修探伤胎位d1。

这里需要说明的是，本文中所涉及的方位词“前”指的图1所示方位的左侧，可以理解为装配时移载装置102沿轨道运行的上游侧。

这样，侧梁装配区域的侧梁装配好后可以进入第一划线-调修探伤胎位d1进行检测，以确保质量；同样地，横梁装配区域的横梁装配好后也可以进入第一划线-调修探伤胎位d1进行检测，以确保质量，为后续构架装配的质量做基础。

进一步地，在第一划线-调修探伤胎位d1的旁侧设置有异常产品存料区域e，该区域主要设置有异常产品存料台18，这样，经第一划线-调修探伤胎位d1检测，不合格的侧梁或横梁可以先放入该区域，后续再进行处理，避免影响构架装配的连贯性，以实现构架的节拍性生产。

此外，侧梁装配区域还包括自动化坡口加工胎位a7，由于组装侧梁时，坡口的加工往往在调修、划线后进行，为合理布局装配物流线，优选将自动化坡口加工胎位a7设置在异常产品存料区域e的旁侧，若经第一划线-调修探伤胎位d1的检测，侧梁合格，可进入自动化坡口加工胎位a7进行坡口加工，若经第一划线-调修探伤胎位d1的检测，侧梁不合格，直接送入异常产品存料区，这样可以缩短移载装置102的运行路线，有助于提高作业效率。

具体的方案中，在构架装配区域设置有第二划线-调修探伤胎位d2，具体设置在构架存放胎位c4和构架自动打磨胎位c3之间。

可以理解，侧梁和横梁在构架装配区域组装形成构架后，还需要对其合格性进行检测，此时，可以利用移载装置102将组装好的构架运送至前述第一划线-调修探伤胎位d1进行检测，但如此移载装置102的运行路线延长，所以，在构架装配区域的构架存放胎位c4之前设置第二划线-调修探伤胎位d2，可以使组装好的构架直接沿着物流线进入第二划线-调修探伤胎位d2检测，若合格，则直接进入后续的构架存放胎位c4存放，缩短检测需要的移动路线。

具体地，第一划线-调修探伤胎位d1和第二划线-调修探伤胎位d2均包括自动化火焰、机械、速冷调修门框系统19和自动化门框式划线检测系统20；其中，自动化火焰、机械、速冷调修门框系统19用于对工件进行火焰、机械、速冷调修，自动化门框式划线检测系统20用于对工件进行划线测量。

参考图1，具体设置时，侧梁装配区域大体位于横梁装配区域的前侧，具体地，侧梁组焊胎位a1、侧梁特殊位置焊接胎位a4、侧梁重熔焊修胎位a5依次设于轨道的一侧，侧梁内筋自动焊接胎位a2、侧梁外体焊接胎位a3和侧梁自动焊磨胎位a6依次设于轨道的另一侧，并大致与前述各胎位分别对应，这样在侧梁装配过程中，移载装置102大体以Z字形在各胎位之间转运。

其中，侧梁组焊胎位a1的外侧还设有侧梁配料系统2，显然，该侧梁配料系统2处包括组成侧梁的各零部件。

具体地，横梁组焊胎位b1、横梁特殊位置焊接胎位b3、横梁自动焊磨胎位b5和横梁重熔修复胎位b6依次设于轨道的一侧，横梁自动焊接第一胎位b2和横梁自动焊接第二胎位b4依次设于轨道的另一侧，大体对应横梁组焊胎位b1和横梁特殊位置焊接胎位b3。

自动化坡口加工胎位a7和异常产品存料区域e大致与横梁自动焊磨胎位b5和横梁重熔修复胎位b6位置对应，设于轨道的另一侧。

其中，横梁组焊胎位b1的外侧还设有横梁配料系统(图中未示出)，显然，该横梁配料系统处包括组成横梁的各零部件。

构架装配区域如前所述，构架组焊胎位c1、构架自动焊接胎位c2、构架自动打磨胎位c3及构架存放胎位c4沿轨道依次设置。

可以理解，上述图1示出的各胎位的具体设置只是示例性的说明，实际中也可根据装配工序的需求进行调整和设置为其他形式。

下面介绍各胎位的主要部件：

侧梁组焊胎位a1包括侧梁内筋自动组焊系统3和单双丝自动焊接系统8；侧梁内筋自动焊接胎位a2包括等三角形转胎装置4及位于等三角形转胎装置4两侧的激光增熔设备5和等离子MAG复合焊接设备6；侧梁外体焊接胎位a3包括变位交换转胎装置7和单双丝自动焊接系统8；侧梁特殊位置焊接胎位a4包括轴侧梁夹装并列转胎10、低位弹簧筒焊接专用系统11及高位定位臂焊磨专用系统12；侧梁重熔焊修胎位a5包括变位交换转胎装置7和等离子MAG复合焊接设备6；侧梁自动焊磨胎位a6包括等三角形转胎装置4及位于等三角形转胎装置4两侧的单双丝自动焊接系统8和自动打磨系统9；自动化坡口加工胎位a7包括自动化坡口加工与气密性检验装置。

横梁组焊胎位b1包括横梁自动组焊系统14和横梁刚性定位转胎系统15；横梁自动焊接第一胎位b2包括等三角形转胎装置4及位于等三角形转胎装置4两侧的激光增熔设备5和等离子MAG复合焊接设备6；横梁特殊位置焊接胎位b3包括变位交换转胎装置7和等离子MAG复合焊接设备6；横梁自动焊接第二胎位b4和横梁自动焊磨胎位b5均包括等三角形转胎装置4及位于等三角形转胎装置4两侧的单双丝自动焊接系统8和自动打磨系统9；横梁重熔修复胎位b6包括变位交换转胎装置7和焊趾能量束MAG熔修系统17。

构架组焊胎位c1包括横跨轨道的龙门式组装焊接系统23，其两侧均设有拖车、动车构架自动化装配存料与组焊转胎；每侧的拖车、动车构架自动化装配存料与组焊转胎21、22分设于轨道的两侧；构架自动焊接胎位c2包括单双丝自动焊接系统8和构架二轴刚性自动化焊接转胎24；构架自动打磨胎位c3包括变位交换转胎装置7和自动打磨系统9；构架存放胎位c4包括构架物料存放塔25，根据需要构架物料存放塔25可以设为多层结构。

需要指出的是，各胎位的各组成部分可根据装配需求设置多组。

下面就利用该装配系统组装构架的工艺流程做出说明：

首先需要说明的是，如前，构架装配的流程可分为，先分别制造侧梁、横梁，再将侧梁与横梁装配制造构架。

其中，侧梁的制造流程如下：

侧梁组焊胎位a1处完成侧梁内筋的组焊装配→侧梁内筋自动焊接胎位a2处完成侧梁内筋的自动焊接→侧梁组焊胎位a1处完成侧梁外体的组焊装配→侧梁外体焊接胎位a3处完成侧梁外体的焊接→侧梁特殊位置焊接胎位a4处完成特殊位置如过渡区域的焊接→侧梁重熔焊修胎位a5处完成重熔焊修→侧梁自动焊磨胎位a6处完成自动化焊磨→第一划线-调修探伤胎位d1处进行划线、火焰调修探伤→自动化坡口加工胎位a7实现坡口加工→构架组焊胎位c1处等待装配。

横梁的制造流程如下：

横梁组焊胎位b1处完成横梁的组焊装配→横梁自动焊接第一胎位b2处进行能量束与MAG自动焊接→横梁特殊位置焊接胎位b3处进行特殊位置如狭小空间筋板的焊接→横梁自动焊接第二胎位b4处完成其他部位如填充坡口等的焊接→横梁自动焊磨胎位b5处完成自动化焊磨→横梁重熔修复胎位b6完成焊缝重熔及修复→第一划线-调修探伤胎位d1处进行划线、火焰调修探伤→构架组焊胎位c1处等待装配。

构架的制造流程如下：

利用构架组焊胎位c1完成横梁和侧梁的组焊装配→构架自动焊接胎位c2处完成自动焊接→构架自动打磨胎位c3完成自动打磨→第二划线-调修探伤胎位d2处进行划线、火焰调修探伤→构架存放胎位c4。

该装配系统通过全程自动化作业，能够有效减少劳动力成本，加速节拍流转与实现智能化拉动式物流生产。

以上对本发明所提供的转向架构架自动装配系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.转向架构架自动装配系统，其特征在于，包括轨道、移载装置(102)及PLC控制系统(101)，沿所述轨道设置有侧梁装配区域、横梁装配区域及构架装配区域；其中：

所述侧梁装配区域包括分设于所述轨道两侧的侧梁组焊胎位(a1)、侧梁内筋自动焊接胎位(a2)、侧梁外体焊接胎位(a3)、侧梁特殊位置焊接胎位(a4)、侧梁重熔焊修胎位(a5)及侧梁自动焊磨胎位(a6)；

所述横梁装配区域包括分设于所述轨道两侧的横梁组焊胎位(b1)、横梁自动焊接第一胎位(b2)、横梁特殊位置焊接胎位(b3)、横梁自动焊接第二胎位(b4)、横梁自动焊磨胎位(b5)及横梁重熔修复胎位(b6)；

所述构架装配区域包括沿所述轨道依次设置的构架组焊胎位(c1)、构架自动焊接胎位(c2)、构架自动打磨胎位(c3)及构架存放胎位(c4)；

所述PLC控制系统(101)与所述移载装置(102)及各胎位通信连接，所述PLC控制系统(101)用于控制所述移载装置(102)在各胎位之间转运；

所述构架组焊胎位(c1)包括横跨所述轨道的龙门式组装焊接系统(23)，其两侧均设有拖车、动车构架自动化装配存料与组焊转胎；每侧的所述拖车、动车构架自动化装配存料与组焊转胎(21、22)分设于所述轨道的两侧；

所述构架自动焊接胎位(c2)包括单双丝自动焊接系统(8)和构架二轴刚性自动化焊接转胎(24)；

所述构架自动打磨胎位(c3)包括变位交换转胎装置(7)和自动打磨系统(9)。

2.根据权利要求1所述的转向架构架自动装配系统，其特征在于，沿所述轨道，所述侧梁装配区域和所述横梁装配区域均位于所述构架装配区域的前侧；所述构架装配区域的前端还设置有第一划线-调修探伤胎位(d1)。

3.根据权利要求2所述的转向架构架自动装配系统，其特征在于，所述第一划线-调修探伤胎位(d1)的旁侧还设置有异常产品存料区域(e)。

4.根据权利要求3所述的转向架构架自动装配系统，其特征在于，所述侧梁装配区域还包括自动化坡口加工胎位(a7)，其位于所述异常产品存料区域(e)的旁侧。

5.根据权利要求2所述的转向架构架自动装配系统，其特征在于，所述构架存放胎位(c4)与所述构架自动打磨胎位(c3)之间还设置有第二划线-调修探伤胎位(d2)。

6.根据权利要求5所述的转向架构架自动装配系统，其特征在于，所述第一划线-调修探伤胎位(d1)和所述第二划线-调修探伤胎位(d2)均包括自动化火焰、机械、速冷调修门框系统(19)和自动化门框式划线检测系统(20)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的转向架构架自动装配系统，其特征在于，所述侧梁组焊胎位(a1)和所述横梁组焊胎位(b1)的外侧分别设有侧梁配料系统(2)和横梁配料系统。

8.根据权利要求1-6任一项所述的转向架构架自动装配系统，其特征在于：

所述侧梁组焊胎位(a1)包括侧梁内筋自动组焊系统(3)和单双丝自动焊接系统(8)；

所述侧梁内筋自动焊接胎位(a2)包括等三角形转胎装置(4)及位于所述等三角形转胎装置(4)两侧的激光增熔设备(5)和等离子MAG复合焊接设备(6)；

所述侧梁外体焊接胎位(a3)包括变位交换转胎装置(7)和单双丝自动焊接系统(8)；

所述侧梁特殊位置焊接胎位(a4)包括轴侧梁夹装并列转胎(10)、低位弹簧筒焊接专用系统(11)及高位定位臂焊磨专用系统(12)；

所述侧梁重熔焊修胎位(a5)包括变位交换转胎装置(7)和等离子MAG复合焊接设备(6)；

所述侧梁自动焊磨胎位(a6)包括等三角形转胎装置(4)及位于所述等三角形转胎装置(4)两侧的单双丝自动焊接系统(8)和自动打磨系统(9)。

9.根据权利要求1-6任一项所述的转向架构架自动装配系统，其特征在于：

所述横梁组焊胎位(b1)包括横梁自动组焊系统(14)和横梁刚性定位转胎系统(15)；

所述横梁自动焊接第一胎位(b2)包括等三角形转胎装置(4)及位于所述等三角形转胎装置(4)两侧的激光增熔设备(5)和等离子MAG复合焊接设备(6)；

所述横梁特殊位置焊接胎位(b3)包括变位交换转胎装置(7)和等离子MAG复合焊接设备(6)；

所述横梁自动焊接第二胎位(b4)和所述横梁自动焊磨胎位(b5)均包括等三角形转胎装置(4)及位于所述等三角形转胎装置(4)两侧的单双丝自动焊接系统(8)和自动打磨系统(9)；

所述横梁重熔修复胎位(b6)包括变位交换转胎装置(7)和焊趾能量束MAG熔修系统(17)。