CN107486710B - 一种用于大车行走机构台车的装配系统及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大车行走机构台车的装配系统及其装配方法，用以夹持调整一对车轮组件，包括PLC控制装置和与其相连的辅助装配装置，PLC控制装置控制辅助装配装置的启动运动，辅助装配装置包括Y轴方向操作平台、X轴方向操作平台、承载平台、夹持工装和车轮组搁置装置，Y轴方向操作平台设有两个X轴方向操作平台，每个X轴方向操作平台上设有承载平台，每个承载平台上均设有一夹持工装和一车轮组搁置装置，车轮组搁置装置用以放置车轮组件，夹持工装用以夹持车轮组件。本发明采用正装的工序，避免安装之后的车轮组件再进行翻身，又能够满足全部种类规格台车的操作行程，提高自动化生产效率。

Description

一种用于大车行走机构台车的装配系统及其装配方法

技术领域

本发明涉及行走机构台车，更具体地说，涉及一种用于大车行走机构台车的装配系统及其装配方法。

背景技术

目前，港口机械设备行走机构台车装配一直依靠行车的频繁起吊翻身和转运来完成各项装配任务，受设备条件限制，一直处于“人海战术”、“作坊式”的生产模式，而这样的生产模式的缺陷是手工作业量大，质量可控程度低，装配效率不高且存在一定的安全隐患。随着工业4.0时代的到来，这种装配方式与先进制造的差距愈加拉大，并且难以完成与日俱增的港机生产任务要求。

现在常用的工艺方法为反装工序，即先固定台车架结构再安装想适配的车轮组件以及其他组件，此时的车轮组件直面朝上，车轮组件为自由状态易于人工定位、调整等动作，该反装工序是目前行业中普遍采用的安装工艺，但安装完成之后需要对车轮组件进行翻身调整，由于车轮组件本身自重较大，利用行车翻身不符合自动化生产设计理念。

另外，如下表1所示，行走机构台车种类多、规格型号多，在进行装配时，需要使用配合相应规格的工装、移栽和操作台，使得前期准备工作又显得相当繁琐。

表1

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于大车行走机构台车的装配系统及其装配方法，采用正装的工序，避免安装之后的车轮组件再进行翻身，又能够满足全部种类规格台车的操作行程，提高自动化生产效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，一种用于大车行走机构台车的装配系统，用以夹持调整一对车轮组件，包括PLC控制装置和与其相连的辅助装配装置，PLC控制装置控制辅助装配装置的启动运动，辅助装配装置包括Y轴方向操作平台、X轴方向操作平台、承载平台、夹持工装和车轮组搁置装置，Y轴方向操作平台设有两个X轴方向操作平台，每个X轴方向操作平台上设有承载平台，每个承载平台上均设有一夹持工装和一车轮组搁置装置，车轮组搁置装置用以放置车轮组件，夹持工装用以夹持车轮组件；

所述Y轴方向操作平台包括底板、对称设于底板上的一对顶升机构，顶升机构均包括两组顶升装置、分向器和伺服电机，两组顶升装置分别通过分向器与伺服电机相连；

所述X轴方向操作平台均包括操作底板，操作底板的下表面与相应的Y轴方向操作平台上的顶升机构相连，操作底板的上表面上设有两条平行设置的滑轨，每条滑轨上均设有数个滑块，一滑轨的侧边还设有一齿条，齿条也设于操作底板的上表面上；

所述承载平台均包括承载底板，承载底板的下表面与相应X轴方向操作平台上的滑块相连，承载底板上表面的后端设有两条平行设置的承载滑轨，每条承载滑轨上均设有数个承载滑块，一承载滑轨的侧边还设有一承载齿条，承载齿条也设于承载底板上表面的后端，承载齿条的侧边还设有X轴运动伺服电机，X轴运动伺服电机下端的齿轮与X轴方向操作平台上的齿条相连；

所述夹持工装均包括夹持支架，夹持支架的下端与承载底板上的承载滑块相连，夹持支架的后端设有夹持运动伺服电机，夹持运动伺服电机下端的齿轮与承载底板上的承载齿条相连，夹持支架的前端还设有夹持板、X轴滑块、Y轴滑块和丝杆，丝杆与夹持板相连，夹持板通过X轴滑块和Y轴滑块连于夹持支架的前端上。

还设有三轴移栽专机，用以吊装车轮组件和台车架。

所述的车轮组件包括车轮、轴和轴承，轴连于车轮的圆心位置，轴承具有两个，分别设于车轮的两侧边，将轴加以固定。

所述的轴承通过轴承座设于车轮的两侧边。

所述的车轮组搁置装置设于承载平台的前端。

所述的车轮组搁置装置包括用以放置车轮组件的车轮组搁置底座以及连于车轮组搁置底座上的车轮组固定基准板。

所述的车轮组搁置底座呈“V”字形设置，其夹角为140°角。

另一方面，一种用于大车行走机构台车的装配方法，包括以下的步骤：

S1.通过三轴移栽专机将一对车轮组件分别吊装运输至相应的车轮组搁置底座上，将车轮的一侧面紧靠在车轮组固定基准板上，保证车轮组件的直线度和垂直度，夹持工装向车轮组件靠拢将车轮组件夹持住，确保车轮组件不会倾覆；

S2.将安装在车轮外侧边的轴承座拉动出一个符合装配的间隙位置；

S3.通过三轴移栽专机将台车架钢结构吊装运输至一对车轮组件上方的限定位置；

S4.通过Y轴方向操作平台和X轴方向操作平台使一对车轮组件分别向内倾斜45°方向运动，从而实现车轮组件装配至台车架结构中；

S5.通过激光测量仪测量轴承端部隔圈厚度尺寸，反馈PLC控制装置中，自动选取隔圈安装到位，最后再安装端盖和油嘴；

S6.整个台车正装完成后使用三轴移栽专机吊装至后道工序继续操作。

所述的S4中，还需要旋转轴承座上的螺栓与台车架结构进行对孔，再使用扭力枪安装、紧固螺栓。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种用于大车行走机构台车的装配系统及其装配方法，可以规避大件翻身的安全风险，操作人员从原先需要3至4人进行操作，变成可减少一半的人员投入，提高装配的生产效率以及可控的装配质量，投资回收率达到19％。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的右视图；

图4是本发明的立体示意图；

图5是本发明的分解示意图；

图6是车轮组件示意图；

图7本发明装配的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1至图6所示，本发明所提供的一种用于大车行走机构台车的装配系统，用以夹持调整一对车轮组件1，包括PLC控制装置和与其相连的辅助装配装置，PLC控制装置发出脉冲信号给到辅助装配装置中各个伺服电机驱动器带动相应的电机启动运动，辅助装配装置包括Y轴方向操作平台2、X轴方向操作平台3、承载平台4、夹持工装5和车轮组搁置装置6，Y轴方向操作平台2设有两个X轴方向操作平台3，每个X轴方向操作平台3上设有承载平台4，每个承载平台4上均设有一夹持工装5和一车轮组搁置装置6，车轮组搁置装置6用以放置车轮组件1，夹持工装5用以夹持车轮组件1。

较佳的，所述Y轴方向操作平台2包括底板201、对称设于底板201上的一对顶升机构，顶升机构均包括两组顶升装置202、分向器203和伺服电机204，每组顶升装置202均包括两个顶升器，两个顶升器之间再通过联轴器205相连，而两组顶升装置202又分别通过分向器203与伺服电机204相连，伺服电机204通过分向器203分别驱动两组顶升装置202，使上方的X轴方向操作平台3实现沿Y轴方向的同升同降，或者向内向外的倾斜运动。

较佳的，所述X轴方向操作平台3均包括操作底板301，操作底板301的下表面与相应的Y轴方向操作平台2上的顶升机构相连，操作底板301的上表面上设有两条平行设置的滑轨302，每条滑轨302上均设有数个滑块303，其中一条滑轨302的侧边还设有一条齿条304，齿条304同样也设于操作底板301的上表面上。

较佳的，所述承载平台4均包括承载底板401，承载底板401的下表面与相应X轴方向操作平台3上的滑块303相连，承载底板401上表面的后端设有两条平行设置的承载滑轨402，每条承载滑轨402上均设有数个承载滑块403，其中一条承载滑轨402的侧边还设有一条承载齿条404，承载齿条404也设于承载底板401上表面的后端，承载齿条404的侧边还设有X轴运动伺服电机405，X轴运动伺服电机405下端的齿轮406与X轴方向操作平台3上的齿条304相连，通过X轴运动伺服电机405驱动齿轮406与齿条304之间进行运动配合，使承载底板401以及与其下表面相连的滑块303一起沿滑轨302作X轴方向的运动。

较佳的，所述夹持工装5均包括夹持支架501，夹持支架501的下端与承载底板401上的承载滑块403相连，夹持支架501的后端设有夹持运动伺服电机502，夹持运动伺服电机502下端的齿轮503与承载底板401上的承载齿条404相连，通过夹持运动伺服电机502驱动齿轮503与承载齿条404之间进行运动配合，使夹持支架501以及与其下端相连的承载滑块403一起沿承载滑轨402作X轴方向的运动，夹持支架501的前端还设有夹持板504、X轴滑块505、Y轴滑块506和丝杆507，丝杆507与夹持板504相连，夹持板504通过X轴滑块505和Y轴滑块506连于夹持支架501的前端上，通过运动伺服电机502与丝杆507驱动进行X和Y方向的移动。

还设有三轴移栽专机7(是一种桁架式吊装设备)，用以吊装车轮组件1和台车架8。

较佳的，所述的车轮组件1包括车轮101、轴102和轴承103，轴102穿设过车轮101的圆心位置，轴承103具有两个，分别设于车轮10的两侧边，将轴102加以固定，使轴102能够带动车轮101转动。

较佳的，所述的轴承103通过轴承座104固定在车轮101的两侧边，防止轴承103在转动时出现偏移，设于车轮101外侧的轴承座104上还安装了一块轴承端盖105，防止轴102在转动时出现偏移的情况。

较佳的，所述的车轮组搁置装置6设于承载平台4的前端，用以放置车轮组件1。

较佳的，所述的车轮组搁置装置6包括用以放置车轮组件1的车轮组搁置底座601以及连于车轮组搁置底座601上的车轮组固定基准板602，车轮组搁置底座1呈“V”字形设置，其夹角为140°角，“V”字形角度需与每个车轮101踏面相切，因车轮101直径大小不一，车轮组搁置装置6设计有三种型号(主要区别在于车轮组固定基准板602的精加工分别为20*579*590、20*430*490、20*350*390)，能够兼容所有车轮101型号使用，可根据批次产品不同人工进行更换。

请结合图7所示，本发明所提供的一种用于大车行走机构台车的装配方法，包括以下的步骤：

S1.将本发明的装配系统正装完成，通过三轴移栽专机7将一对车轮组件1分别吊装并运输至辅助装配工装操作平台中的车轮组搁置底座601上，再通过车轮组固定基准板602保证两个车轮101的直线度、垂直度，再利用操作平台中夹持工装5将车轮组件1夹持住，确保车轮组不会倾覆；

S2.将轴承座104拉动至符合装配的间隙位置(图6中标识a的位置)；

S3.通过三轴刚性移栽专机7将台车架8钢结构吊装并运输至一对车轮组件1上方的限定位置(此位置需根据每一批产品进行调试设置，调试成功后记录在系统内，在实际生产过程中根据产品型号再选定限定位置，其原理就是伺服电机的位置控制模式，上位机给到电机的设定位置和电机本身的编码器位置反馈信号或者设备本身的直接位置测量反馈进行比较形成位置环，以保证伺服电机运动到设定的位置，位置环的输出给到速度环作为速度环的设定)；

S4.通过辅助装配工装操作平台使一组车轮组件1分别向内倾斜45度方向运动，从而实现车轮组件1与台车架8钢结构装配成功；

上述的步骤S4中，辅助装配工装操作平台分别向内行成45度方向倾斜运动简述如下：

辅助装配工装操作平台中Y轴方向操作平台2和X轴方向操作平台3是实现车轮组件1向内行成45度方向倾斜运动，其原理是通过伺服电机204的转矩控制模式，就是让伺服电机204按给定的转矩进行旋转就是保持电机电流环的输出恒定，如果外部负载转矩大于或等于电机设定的输出转矩则电机的输出转矩会保持在设定转矩不变，电机会跟随负载来运动，如果外部负载转矩小于电机设定的输出转矩则电机会一直加速直到超出电机或驱动的最大允许转速后报警停滞。

S5.通过激光测量仪(电机驱动、滑轨移动)测量轴承端部隔圈厚度尺寸(图6中标识b的位置)，反馈PLC控制装置中，自动选取隔圈安装到位，最后安装端盖和油嘴等部件，整个台车正装完成后使用三轴移栽专机刚性吊装至后道工序继续操作。

较佳的，所述的S4中，还需要旋转轴承座上的螺栓与台车架结构进行对孔，再使用扭力枪安装、紧固螺栓。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (9)

1.一种用于大车行走机构台车的装配系统，用以夹持调整一对车轮组件，其特征在于，包括PLC控制装置和与其相连的辅助装配装置，PLC控制装置控制辅助装配装置的启动运动，辅助装配装置包括Y轴方向操作平台、X轴方向操作平台、承载平台、夹持工装和车轮组搁置装置，Y轴方向操作平台设有两个X轴方向操作平台，每个X轴方向操作平台上设有承载平台，每个承载平台上均设有一夹持工装和一车轮组搁置装置，车轮组搁置装置用以放置车轮组件，夹持工装用以夹持车轮组件；

所述Y轴方向操作平台包括底板、对称设于底板上的一对顶升机构，顶升机构均包括两组顶升装置、分向器和伺服电机，两组顶升装置分别通过分向器与伺服电机相连；

所述X轴方向操作平台均包括操作底板，操作底板的下表面与相应的Y轴方向操作平台上的顶升机构相连，操作底板的上表面上设有两条平行设置的滑轨，每条滑轨上均设有数个滑块，一滑轨的侧边还设有一齿条，齿条也设于操作底板的上表面上；

所述承载平台均包括承载底板，承载底板的下表面与相应X轴方向操作平台上的滑块相连，承载底板上表面的后端设有两条平行设置的承载滑轨，每条承载滑轨上均设有数个承载滑块，一承载滑轨的侧边还设有一承载齿条，承载齿条也设于承载底板上表面的后端，承载齿条的侧边还设有X轴运动伺服电机，X轴运动伺服电机下端的齿轮与X轴方向操作平台上的齿条相连；

所述夹持工装均包括夹持支架，夹持支架的下端与承载底板上的承载滑块相连，夹持支架的后端设有夹持运动伺服电机，夹持运动伺服电机下端的齿轮与承载底板上的承载齿条相连，夹持支架的前端还设有夹持板、X轴滑块、Y轴滑块和丝杆，丝杆与夹持板相连，夹持板通过X轴滑块和Y轴滑块连于夹持支架的前端上。

2.如权利要求1所述的一种用于大车行走机构台车的装配系统，其特征在于，还设有三轴移载专机，用以吊装车轮组件和台车架。

3.如权利要求1所述的一种用于大车行走机构台车的装配系统，其特征在于，所述的车轮组件包括车轮、轴和轴承，轴连于车轮的圆心位置，轴承具有两个，分别设于车轮的两侧边，将轴加以固定。

4.如权利要求3所述的一种用于大车行走机构台车的装配系统，其特征在于，所述的轴承通过轴承座设于车轮的两侧边。

5.如权利要求1所述的一种用于大车行走机构台车的装配系统，其特征在于，所述的车轮组搁置装置设于承载平台的前端。

6.如权利要求5所述的一种用于大车行走机构台车的装配系统，其特征在于，所述的车轮组搁置装置包括用以放置车轮组件的车轮组搁置底座以及连于车轮组搁置底座上的车轮组固定基准板。

7.如权利要求6所述的一种用于大车行走机构台车的装配系统，其特征在于，所述的车轮组搁置底座呈“V”字形设置，其夹角为140°角。

8.一种用于大车行走机构台车的装配方法，其特征在于，包括以下的步骤：

S1.通过三轴移载专机将一对车轮组件分别吊装运输至相应的车轮组搁置底座上，将车轮的一侧面紧靠在车轮组固定基准板上，保证车轮组件的直线度和垂直度，夹持工装向车轮组件靠拢将车轮组件夹持住，确保车轮组件不会倾覆；

S2.将安装在车轮外侧边的轴承座拉动出一个符合装配的间隙位置；

S3.通过三轴移载专机将台车架钢结构吊装运输至一对车轮组件上方的限定位置；

S4.通过Y轴方向操作平台和X轴方向操作平台使一对车轮组件分别向内倾斜45°方向运动，从而实现车轮组件装配至台车架结构中；

S5.通过激光测量仪测量轴承端部隔圈厚度尺寸，反馈至PLC控制装置中，自动选取隔圈安装到位，最后再安装端盖和油嘴；

S6.整个台车正装完成后使用三轴移载专机吊装至后道工序继续操作。

9.如权利要求8所述的一种用于大车行走机构台车的装配方法，其特征在于，所述的S4中，还需要旋转轴承座上的螺栓与台车架结构进行对孔，再使用扭力枪安装、紧固螺栓。

Images