CN106736605B - 将车顶加工设备快速定位的装置及其定位方法 - Google Patents

Abstract

将车顶加工设备快速定位的装置及其定位方法属于轨道车辆车顶空调导流罩基座专用机加工设备的辅助定位装置及其定位方法领域，该装置包括快速定位装置左侧横梁、快速定位装置右侧横梁、两个快速定位装置纵梁、数控加工设备定位横梁、两个数控加工设备定位销组件、四个圆弧形支撑板高度调整座和两个圆柱销。本发明在数控加工设备上新形成具有偏心结构的定位基准使得数控加工设备可以在调转度以后依然能够快捷迅速地再次与空调框的上固有空调安装平台从新实现精确的定位配合并使得加工行程依旧满足的需求，进而使得数控加工设备得以更为便捷和准确地分别完成对位于空调框前端或其后端分别对应的两组空调导流罩基座的机加工作业。

Description

将车顶加工设备快速定位的装置及其定位方法

技术领域

本发明属于轨道车辆车顶空调导流罩基座专用机加工设备的辅助定位装置及其定位方法领域，具体涉及一种将车顶加工设备快速定位的装置及其定位方法。

背景技术

列车空调导流罩是减少列车运行中空气阻力的关键部件之一，其在与车顶1安装以后需要既能与空调随型又能与车体圆顶随型。如图1和图2所示，车顶1包括车顶圆弧曲面1-1、空调框1-2，其空调框1-2的窗框边缘设有空调安装平台，在空调安装平台左、右两侧的上端面上分别设有空调安装平台左侧前销孔1-2-1、空调安装平台左侧后销孔1-2-2、空调安装平台右侧前销孔1-2-3和空调安装平台右侧后销孔1-2-4，其四者呈矩形分布。在导流罩基座安装平台前、后两侧对应的车顶圆弧曲面1-1上，分别对称地均布有两组空调导流罩基座1-1-1。其中，空调安装平台左侧前销孔1-2-1、空调安装平台左侧后销孔1-2-2、空调安装平台右侧前销孔1-2-3和空调安装平台右侧后销孔1-2-4用于将空调机的下端面固连与空调框1-2通过螺栓固连，两组空调导流罩基座1-1-1用于后续与空调导流罩的下端面基座对接。

如图3至图5所示，空调导流罩基座1-1-1由数控加工设备2在车顶1上固定后再加工完成，数控加工设备2包括机加工机构2-1、平移机构2-2、矩形框架2-3，平移机构2-2固连在矩形框架2-3纵向的两条边上，定位机构2-4与矩形框架2-3的两条纵向边分别垂直，加工机构2-1与平移机构2-2连接。矩形框架2-3的每一条横边的下方均对称地设有两个圆弧形支撑板2-3-1，其用于与车顶圆弧曲面1-1匹配，并实现对数控加工设备2横向和垂向的双重定位。在使用数控加工设备2对两组空调导流罩基座1-1-1分别加工时，需要在加工完成第一组空调导流罩基座1-1-1之后，将数控加工设备2旋转180度，再重新与车顶圆弧曲面1-1定位和连接，以便对另外一组空调导流罩基座1-1-1进行加工。此外，由于数控加工设备2的固定不同于传统的带地基的设备，因此，其安装、调整、固定周期必须在15分钟以内，才能满足流水生产线的批量生产的需求。

然而，由于焊接变形的影响，车顶圆弧面1-1并非是一个理论的圆弧面，其通常存在±3mm左右的变形量，兼有不同车型的列车，因此车顶圆弧曲面1-1的弧度也并不相同，导致现有数控加工设备2上的圆弧形支撑板2-3-1无法与所有车型的车顶圆弧曲面1-1均实现理想的匹配，这会导致数控加工设备2可能发生随车顶圆弧曲面1-1的左右摇摆，而导致加工基准偏离车顶的垂直中心线，进而造成空调导流罩座基座1-1-1加工基准不符合图纸理论位置的设计要求。同时，由于数控加工设备2在车顶圆弧曲面1-1上定位时，其圆弧形支撑板2-3-1无法与所有车型的车顶圆弧曲面1-1均实现理想的匹配，左右摇摆的情况经常发生，至使其定位时间长、定位精度不准确，进而导致其无法实现在15分钟以内完成快速安装定位的工艺需求。

发明内容

为了解决数控加工设备在车顶圆弧曲面上定位时，其现有的圆弧形支撑板无法与所有车型的车顶圆弧曲面均实现理想的匹配，定位精度不足，造成左右摇摆的情况经常发生，至使其定位时间长、定位精度不准确，进而造成数控加工设备的安装定位过程无法满足工艺规定的效率需求和精度需求的技术问题，本发明提供一种将车顶加工设备快速定位的装置及其定位方法。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

将车顶加工设备快速定位的装置，其包括快速定位装置左侧横梁、快速定位装置右侧横梁、两个快速定位装置纵梁、数控加工设备定位横梁、两个数控加工设备定位销组件、四个圆弧形支撑板高度调整座和两个圆柱销，快速定位装置左侧横梁、快速定位装置右侧横梁的结构完全相同，其二者与两个快速定位装置纵梁共同合围形成一个矩形的定位工装框架；快速定位装置左侧横梁的长度与空调框上的空调安装平台的长度相等，快速定位装置纵梁的长度均与空调框上空调安装平台的宽度相等；快速定位装置左侧横梁、快速定位装置右侧横梁和两个快速定位装置纵梁的高度均相同，其三者的高度大于空调安装平台的垂向深度；所述快速定位装置左侧横梁上从后至前顺次设有框架下端面定位长槽孔和数控加工设备定位销孔，数控加工设备定位销孔位于快速定位装置左侧横梁的前端，设框架下端面定位长槽孔的前端到快速定位装置左侧横梁前端的距离为D1，快速定位装置左侧横梁的总长度为L1，则0.2L1≤D1≤0.3L1；所述快速定位装置右侧横梁上从后至前顺次设有数控加工设备定位长槽孔和框架下端面定位销孔，数控加工设备定位长槽孔位于快速定位装置右侧横梁的后端，框架下端面定位销孔到快速定位装置右侧横梁后端的距离值也为D1；所述数控加工设备定位横梁与矩形框架纵向边的垂足到该矩形框架前端横向边的距离等于空调框长度的0.94至0.96倍；所述数控加工设备定位销组件包括数控加工设备定位块和数控加工设备定位销，其二者销轴连接；所述一个数控加工设备定位块焊接在数控加工设备定位横梁的右后方侧壁上，另一个数控加工设备定位块焊接在矩形框架前端横边的左前侧壁上；所述两个数控加工设备定位块的纵向间距与数控加工设备定位销孔到数控加工设备定位长槽孔的纵向间距相同；所述圆弧形支撑板高度调整座包括高度调整座丝母和高度调整座丝杆，其二者螺纹连接并共同形成一个丝杠机构；每一个高度调整座丝杆的下端均与一个对应的圆弧形支撑板焊接，高度调整座丝杆与四个一一对应的圆弧形定位板均分别形成四个对应的圆弧形支撑板高度调整机构；所述两个圆弧形支撑板高度调整机构中的高度调整座丝母均分别与矩形框架的前端横边的前侧壁固连；另外两个圆弧形定位板高度调整机构中的高度调整座丝母均分别与矩形框架的后端横边的后侧壁固连。

将车顶加工设备快速定位的方法，其包括如下步骤：

步骤一：将本发明快速定位的装置落座于空调框的空调安装平台上，用圆柱销顺次穿过框架下端面定位销孔与空调安装平台右侧后销孔；用另一个圆柱销顺次穿过框架下端面定位长槽孔和空调安装平台左侧前销孔；

步骤二：将数控加工设备落座于本发明快速定位的装置上，将矩形框架前端横边的左前侧壁上的数控加工设备定位销与数控加工设备定位销孔销轴连接，并将在数控加工设备定位横梁的右后方侧壁上的数控加工设备定位销插入数控加工设备定位长槽孔，使其二者销轴连接；

步骤三：利用数控加工设备上的平移机构调整机加工机构的纵向位置，并通过机加工机构分别完成对位于空调框后端对应的一组空调导流罩基座的机加工作业；

步骤四：将数控加工设备与本发明的快速定位的装置拆卸分离，并将数控加工设备调转180度；

步骤五：将矩形框架前端横边的左前侧壁上的数控加工设备定位销与插入数控加工设备定位长槽孔，使其二者销轴连接；并用圆柱销将在数控加工设备定位横梁的右后方侧壁上的数控加工设备定位销与将数控加工设备定位销销轴连接；

步骤六：通过机加工机构分别完成对位于空调框前端对应的一组空调导流罩基座的机加工作业。

本发明的有益效果是：该将车顶加工设备与空调框快速定位的装置通过向现有数控加工设备上增设的数控加工设备定位横梁以及两个数控加工设备定位销组件，从而在数控加工设备上形成具有偏心结构的定位基准，并通过制作一个能够与空调框的上固有空调安装平台以及与在数控加工设备上新形成具有偏心结构的定位基准均分别匹配的定位工装框架来实现将本发明快速定位的装置与空调框匹配定位和数控加工设备的分别匹配定位。数控加工设备上新形成具有偏心结构的定位基准使得数控加工设备可以在调转度以后依然能够快捷迅速地再次与空调框的上固有空调安装平台从新实现精确的定位配合并使得加工行程依旧满足的需求，进而使得数控加工设备得以更为便捷和准确地分别完成对位于空调框前端或其后端分别对应的两组空调导流罩基座的机加工作业。

本发明的将车顶加工设备与空调框快速定位的装置还通过向旧有的圆弧形支撑板上增设具有高度调节功能的圆弧形支撑板高度调整座，使得圆弧形支撑板可以更好地适应不同车型的车顶圆弧曲面轮廓，从而起到更好的辅助定位效果。此外，具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是现有轨道车辆车顶空调框区域的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是现有数控加工设备的立体图；

图4是现有数控加工设备在车顶空调框区域应用时的爆炸装配关系示意图；

图5是现有数控加工设备在车顶空调框区域应用时的后视图；

图6是本发明定位工装框架的立体图；

图7是本发明数控加工设备定位横梁的立体图；

图8是本发明数控加工设备定位销组件的立体图；

图9是本发明圆弧形支撑板高度调整座的立体图；

图10是本发明数控加工设备定位横梁以及数控加工设备定位螺栓组件共同与现有数控加工设备的装配关系示意图；

图11是本发明定位工装框架与空调框的装配关系示意图；

图12是本发明将车顶加工设备与空调框快速定位的装置对位于空调框后端对应的一组空调导流罩基座的机加工作业时的应用示意图；

图13是图12的前视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图6至图10所示，本发明的将车顶加工设备快速定位的装置包括快速定位装置左侧横梁3、快速定位装置右侧横梁4、两个快速定位装置纵梁5、数控加工设备定位横梁6、两个数控加工设备定位销组件7和四个圆弧形支撑板高度调整座8，快速定位装置左侧横梁3、快速定位装置右侧横梁4的结构完全相同，其二者与两个快速定位装置纵梁5共同合围形成一个矩形的定位工装框架。快速定位装置左侧横梁3的长度与空调框1-2上的空调安装平台的长度相等，快速定位装置纵梁5的长度均与空调框1-2上空调安装平台的宽度相等。快速定位装置左侧横梁3、快速定位装置右侧横梁4和两个快速定位装置纵梁5的高度均相同，其三者的高度大于空调安装平台的垂向深度。

快速定位装置左侧横梁3上从后至前顺次设有框架下端面定位长槽孔3-1和数控加工设备定位销孔3-2，数控加工设备定位销孔3-2位于快速定位装置左侧横梁3的前端，设框架下端面定位长槽孔3-1的前端到快速定位装置左侧横梁3前端的距离为D1，快速定位装置左侧横梁3的总长度为L1，则D1＝0.25L1，从而保证数控加工设备2旋转180度以后仍具有足够的加工行程。

快速定位装置右侧横梁4上从后至前顺次设有数控加工设备定位长槽孔4-1和框架下端面定位销孔4-2，数控加工设备定位长槽孔4-1位于快速定位装置右侧横梁4的后端，框架下端面定位销孔4-2到快速定位装置右侧横梁4后端的距离值也为D1。

数控加工设备定位横梁6与矩形框架2-3纵向边的垂足到该矩形框架2-3前端横向边的距离等于空调框1-2长度的0.95倍。

数控加工设备定位销组件7包括数控加工设备定位块7-1和数控加工设备定位销7-2，其二者销轴连接。一个数控加工设备定位块7-1焊接在数控加工设备定位横梁6的右后方侧壁上，另一个数控加工设备定位块7-1焊接在矩形框架2-3前端横边的左前侧壁上。两个数控加工设备定位块7-1的纵向间距与数控加工设备定位销孔3-2到数控加工设备定位长槽孔4-1的纵向间距相同。

圆弧形支撑板高度调整座8包括高度调整座丝母8-1和高度调整座丝杆8-2，其二者螺纹连接并共同形成一个丝杠机构。每一个高度调整座丝杆8-2的下端均与一个对应的圆弧形支撑板2-3-1焊接，高度调整座丝杆8-2与四个一一对应的圆弧形支撑板2-3-1均分别形成四个对应的圆弧形支撑板高度调整机构。两个圆弧形支撑板高度调整机构中的高度调整座丝母8-1均分别与矩形框架2-3的前端横边的前侧壁固连。另外两个圆弧形支撑板高度调整机构中的高度调整座丝母8-1均分别与矩形框架2-3的后端横边的后侧壁固连。

如图11至图13所示，具体应用本发明的将车顶加工设备与空调框快速定位的装置时，按照如下步骤：

步骤一：将本发明快速定位的装置落座于空调框1-2的空调安装平台上，用圆柱销9顺次穿过框架下端面定位销孔4-2与空调安装平台右侧后销孔1-2-4。用另一个圆柱销9顺次穿过框架下端面定位长槽孔3-1和空调安装平台左侧前销孔1-2-1，完成快速定位的装置的固定。

步骤二：将数控加工设备2落座于本发明快速定位的装置上，将矩形框架2-3前端横边的左前侧壁上的数控加工设备定位销7-2与数控加工设备定位销孔3-2销轴连接，并将在数控加工设备定位横梁6的右后方侧壁上的数控加工设备定位销7-2插入数控加工设备定位长槽孔4-1，使其二者销轴连接。

步骤三：利用数控加工设备2上的平移机构2-2调整机加工机构2-1的纵向位置，并通过机加工机构2-1分别完成对位于空调框1-2后端对应的一组空调导流罩基座1-1-1的机加工作业。

步骤四：将数控加工设备2与本发明的快速定位的装置拆卸分离，并将数控加工设备2调转180度。

步骤五：将矩形框架2-3前端横边的左前侧壁上的数控加工设备定位销7-2与插入数控加工设备定位长槽孔4-1，使其二者销轴连接。并用圆柱销9将在数控加工设备定位横梁6的右后方侧壁上的数控加工设备定位销7-2与将数控加工设备定位销3-2销轴连接。

步骤六：通过机加工机构2-1分别完成对位于空调框1-2前端对应的一组空调导流罩基座1-1-1的机加工作业。

Claims (2)

1.将车顶加工设备快速定位的装置，其特征在于：该快速定位的装置包括快速定位装置左侧横梁(3)、快速定位装置右侧横梁(4)、两个快速定位装置纵梁(5)、数控加工设备定位横梁(6)、两个数控加工设备定位销组件(7)、四个圆弧形支撑板高度调整座(8)和两个圆柱销(9)，快速定位装置左侧横梁(3)、快速定位装置右侧横梁(4)的结构完全相同，其二者与两个快速定位装置纵梁(5)共同合围形成一个矩形的定位工装框架；快速定位装置左侧横梁(3)的长度与空调框(1-2)上的空调安装平台的长度相等，快速定位装置纵梁(5)的长度均与空调框(1-2)上空调安装平台的宽度相等；快速定位装置左侧横梁(3)、快速定位装置右侧横梁(4)和两个快速定位装置纵梁(5)的高度均相同，其三者的高度大于空调安装平台的垂向深度；

所述快速定位装置左侧横梁(3)上从后至前顺次设有框架下端面定位长槽孔(3-1)和数控加工设备定位销孔(3-2)，数控加工设备定位销孔(3-2)位于快速定位装置左侧横梁(3)的前端，设框架下端面定位长槽孔(3-1)的前端到快速定位装置左侧横梁(3)前端的距离为D1，快速定位装置左侧横梁(3)的总长度为L1，则0.2L1≤D1≤0.3L1；

所述快速定位装置右侧横梁(4)上从后至前顺次设有数控加工设备定位长槽孔(4-1)和框架下端面定位销孔(4-2)，数控加工设备定位长槽孔(4-1)位于快速定位装置右侧横梁(4)的后端，框架下端面定位销孔(4-2)到快速定位装置右侧横梁(4)后端的距离值也为D1；

所述数控加工设备定位横梁(6)与矩形框架(2-3)纵向边的垂足到该矩形框架(2-3)前端横向边的距离等于空调框(1-2)长度的0.94至0.96倍；

所述数控加工设备定位销组件(7)包括数控加工设备定位块(7-1)和数控加工设备定位销(7-2)，其二者销轴连接；一个数控加工设备定位块(7-1)焊接在数控加工设备定位横梁(6)的右后方侧壁上，另一个数控加工设备定位块(7-1)焊接在矩形框架(2-3)前端横边的左前侧壁上；两个数控加工设备定位块(7-1)的纵向间距与数控加工设备定位销孔(3-2)到数控加工设备定位长槽孔(4-1)的纵向间距相同；

所述圆弧形支撑板高度调整座(8)包括高度调整座丝母(8-1)和高度调整座丝杆(8-2)，其二者螺纹连接并共同形成一个丝杠机构；每一个高度调整座丝杆(8-2)的下端均与一个对应的圆弧形支撑板(2-3-1)焊接，高度调整座丝杆(8-2)与四个一一对应的圆弧形定位板(2-3-1)均分别形成四个对应的圆弧形支撑板高度调整机构；两个圆弧形支撑板高度调整机构中的高度调整座丝母(8-1)均分别与矩形框架(2-3)的前端横边的前侧壁固连；另外两个圆弧形定位板高度调整机构中的高度调整座丝母(8-1)均分别与矩形框架(2-3)的后端横边的后侧壁固连。

2.利用权利要求1所述将车顶加工设备快速定位的装置将车顶加工设备快速定位的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤一：将快速定位的装置落座于空调框(1-2)的空调安装平台上，用圆柱销(9)顺次穿过框架下端面定位销孔(4-2)与空调安装平台右侧后销孔(1-2-4)；用另一个圆柱销(9)顺次穿过框架下端面定位长槽孔(3-1)和空调安装平台左侧前销孔(1-2-1)；

步骤二：将数控加工设备(2)落座于快速定位的装置上，将矩形框架(2-3)前端横边的左前侧壁上的数控加工设备定位销(7-2)与数控加工设备定位销孔(3-2)销轴连接，并将在数控加工设备定位横梁(6)的右后方侧壁上的数控加工设备定位销(7-2)插入数控加工设备定位长槽孔(4-1)，使其二者销轴连接；

步骤三：利用数控加工设备(2)上的平移机构(2-2)调整机加工机构(2-1)的纵向位置，并通过机加工机构(2-1)分别完成对位于空调框(1-2)后端对应的一组空调导流罩基座(1-1-1)的机加工作业；

步骤四：将数控加工设备(2)与快速定位的装置拆卸分离，并将数控加工设备(2)调转180度；

步骤五：将矩形框架(2-3)前端横边的左前侧壁上的数控加工设备定位销(7-2)与插入数控加工设备定位长槽孔(4-1)，使其二者销轴连接；并用圆柱销(9)将在数控加工设备定位横梁(6)的右后方侧壁上的数控加工设备定位销(7-2)与将数控加工设备定位销(3-2)销轴连接；

步骤六：通过机加工机构(2-1)分别完成对位于空调框(1-2)前端对应的一组空调导流罩基座(1-1-1)的机加工作业。