CN108098360B - 一种高铁整组腕臂加工生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业设备技术领域，特别是涉及一种高铁整组腕臂加工生产线，其特征是，包括上料机构，所述上料机构用于将圆管料按照一次一根的频率输送到数控自动进给主机上；所述数控进给主机安装在上料机构的一侧，所述数控进给主机用于将圆管料按照生产线方向输送；精准钻孔主机，所述精准钻孔主机安装在数控进给主机的一侧，所述精准钻孔主机用于实现圆管料的双面同时钻孔；划线机构，所述划线机构安装在数控进给主机的一侧，所述划线机构用于在钻孔后的圆管料上划线标记；自动锯切装置，所述自动锯切装置安装在数控进给主机的一侧。本发明可以实现高铁腕臂的半自动化加工，钻孔精度高，可批量化生产。

Description

一种高铁整组腕臂加工生产线

技术领域

本发明涉及工业设备领域，具体地是涉及一种高铁整组腕臂加工生产线，属于自动化技术领域。

背景技术

近年来，随着我国高速公路快速发展，作为供电系统的核心部件“接触网零件”有着广泛应用，接触网是铁路客运专线和高速铁路牵引供电系统的主体和关键，在接触网中铝合金腕臂又是其核心技术产品，它直接关系到客运专线和高速铁路的可靠性、稳定性、安全性，高铁行业对铝合金腕臂呈现越来越多的需求。接触网腕臂是安装在支柱上端用于支持定位装置和接触悬挂的结构设备，腕臂是高速铁路电气化接触网系统中关键性受力结构，腕臂预配质量又对能否大幅度提高列车运行速度，起着至关重要的质量和安全保障，随着我国高速电气化铁路事业的蓬勃发展，接触网零部件制造企业已全面实现高速电气化铁路接触网关键零件—铝合金腕臂的国产化，但是现代企业加工、制造铝合金腕臂面临许多困难。

目前腕臂加工方法一般由人工完成或是由多台设备共同完成，现有技术中的加工方法存在如下缺陷：(1)人员劳动强度大；(2)自动化水平低，加工生产效率低。手工冲裁，灵活方便，但手工冲裁质量差，冲裁一次，人工定长挪一次，且对于冲裁对穿孔时，先冲裁一侧，再人工旋转180°，冲裁另外一侧，致使对孔同轴度无法保证，尺寸误差大，后续装配工作量大，生产效率低；多台设备共同完成，自动化程度低，孔间相互位置精度难以保证，工作环境安全性差，对于冲裁对穿孔时，需要工件二次翻转定位装夹、二次冲裁完成，生产效率低，难以做到大批量生产。

申请人的专利CN201420202574.2公开了一种柔性进给装置，该柔性进给装置的结构在本发明的数控进给主机中得到了利用。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足和精度、生产效率低的技术问题，提供一种操作简单、可批量化加工的一种高铁整组腕臂加工生产线。

本发明采用下述技术方案，一种高铁整组腕臂加工生产线，包括上料机构，所述上料机构用于将圆管料按照一次一根的频率输送到数控自动进给主机上；

所述数控进给主机安装在上料机构的一侧，所述数控进给主机用于将圆管料按照生产线方向输送；

精准钻孔主机，所述精准钻孔主机安装在数控进给主机的一侧，所述精准钻孔主机用于实现圆管料的双面同时钻孔；

划线机构，所述划线机构安装在数控进给主机的一侧，所述划线机构用于在钻孔后的圆管料上划线标记；

自动锯切装置，所述自动锯切装置安装在数控进给主机的一侧，所述自动锯切装置用于将划线标记之后的圆管料按照设定长度锯切；

动力滚轮卸料装置，所述动力滚轮卸料装置安装在数控进给主机的末端，所述圆管料经过自动锯切装置锯切后输送到动力滚轮卸料装置上继续运动并进行卸料；

CNC控制系统，所述CNC控制系统用于控制数控进给主机、精准钻孔主机、上料机构、划线机构、自动锯切装置与动力滚轮卸料装置的运动。

进一步，所述上料机构包括主上料部和辅助上料部，所述主上料部和辅助上料部都包括斜导料板，所述斜导料板安装在机架上，所述机架上靠近斜导料板位置较低一端的立柱上设有两个提升部，所述提升部可以沿着机架上的立柱上下滑动，所述主上料部包括驱动部，所述驱动部用于向齿轮提供旋转动力，齿轮上设有旋转轴，旋转轴的两端连接分别与十字万向节的一端连接，所述十字万向节另一端连接的传动轴穿过机架上的提升部并在传动轴的末端与另一个十字万向节连接，另一个十字万向节通过传动轴将动力输送到辅助上料部的提升部上。每相邻两个提升部之间通过传动轴输送动力，通过十字万向节改变传动轴线方向，实现变角度动力传递。

进一步，所述驱动部包括安装在机架底部的气缸，所述气缸的活塞杆与齿条固定连接，所述齿条与齿轮啮合传动；所述提升部包括安装在立柱上的导轨，所述导轨通过滑块与第一推料板固定连接，所述第一推料板与提升齿条固定连接，所述第一推料板的上方与第二推料板固定连接，所述第二推料板上设有斜滑孔，所述立柱的顶端与限位板固定连接，所述限位板的水平高度高于斜导料板的最底端；安装有提升部的立柱上都固定连接有安装板，所述传动轴穿过安装板上的通孔后固定连接有提升齿轮，所述提升齿轮与提升齿条啮合使用。

进一步，所述数控进给主机包括定位夹紧结构，所述上料机构通过提升部输送的圆管料落在数控进给主机的拖轮上并通过定位夹紧结构夹紧，所述数控进给主机带动圆管料沿着输送线的方向前进并使得圆管料接受后续工序的处理。

进一步，所述划线结构包括安装在数控进给主机机架一侧的定位板，所述定位板上设有迷你气缸，所述迷你气缸的活塞杆与鱼眼结构连接，所述鱼眼结构与鱼眼连接杆转动连接，所述鱼眼连接杆与软笔夹持器连接，所述软笔夹持器上设有软笔，所述软笔夹持器通过轴承在纸槽内滑动，所述纸槽为弧形槽结构。

进一步，所述动力滚轮卸料装置包括卸料机架，卸料机架的上部设有拖轮，所述拖轮通过拖轮轴与卸料机架两侧的轴承座转动连接，拖轮轴的单侧装有链轮，多个拖轮轴的链轮通过链条连接，所述卸料机架上设有电机，所述电机为链轮链条结构提供动力。

进一步，所述动力滚轮卸料装置的下部设有多组成对设置的顶料机构，所述顶料机构包括连接在气缸固定板上的顶料气缸以及通过直线轴承穿过气缸固定板的光杠，所述直线轴承固定在气缸固定板的下端面上，所述光杠穿过气缸固定板后与楔块固定连接，所述气缸压板与楔块固定连接，每对顶料机构中楔块的倾斜方向不同。

进一步，所述动力滚轮卸料装置的末端设有缓冲装置，所述缓冲装置包括油压缓冲器，所述油压缓冲器通过支架固定在卸料机架上，所述油压缓冲器的活塞杆穿过支架后与缓冲垫固定连接，所述缓冲垫与光杠的一端固定连接，所述光杠通过直线轴承穿过支架，为缓冲垫提供导向作用。

进一步，所述动力滚轮卸料装置的末端两侧设有分检结构，所述分检结构包括分检机架和导料板，所述导料板倾斜设置。

进一步，所述CNC控制中心是该设备的控制主机，包括控制柜、配电盘、数控系统和操作面板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)工件自动上料、进给、双向钻孔、划线，锯切，工件成型后根据操作者意图实现单侧/双侧分检功能。

(2)实现工件对穿孔同时加工，产品冲裁的同轴度好，精度高，冲裁过程简单、高效；自动化水平高，加工生产效率高，能适应不同的管径及长度，适用性强。

(3)按既定的数控程序对工件可实现随机长度的划线、锯切等功能，该设备自动化程度高，有效降低劳动强度。

(4)划线机构以工件为圆心旋转，实现工件表面(圆管圆周)上自动划线,为下一步装配做标记。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2a是实施例中的上料机构示意图；

图2b是实施例中主上料部的结构示意图；

图2c是图2b中A部分的结构放大图；

图2d是图2b中B部分的结构放大图；

图3是实施例中的定位夹紧结构示意图；

图4是实施例中的划线结构示意图；

图5是实施例中的动滚轮卸料结构示意图；

图6是实施例中的顶料结构示意图；

图7是实施例中的缓冲装置示意图；

图8是实施例中的分检机构示意图。

其中：1、上料机构；1.1、主上料部；1.2、辅助上料部；2、定位夹紧结构；3、数控进给主机；4、精准钻孔主机；5、划线机构；6、CNC控制系统；7、自动锯切装置；8、锯切机架；9、动力滚轮卸料装置；10、顶料机构；11、缓冲装置；12、分检机构；101、气缸；102、传动轴、103、齿条；104、第一推料板；105、十字万向节；106、第二推料板；107、斜导料板；108、安装板；109、夹板；110、挡板；111、限位板；112、提升齿轮；113、提升齿条；201、夹紧气缸；202、Y型接头；203、上压头；204、672光电开关；205、正夹嘴头；501、迷你气缸；502、鱼眼结构；503、鱼眼连接杆；504、软笔夹持器；505、纸槽；506、轴承；901、卸料机架；902、拖轮；903、拖轮轴；904、链轮；905、电机；1001、顶料气缸；1002、光杠；1003、直线轴承；1004、气缸固定板；1005、连接头；1006、气缸压板；1007、楔块；1101、油压缓冲器；1102、缓冲器支架；1103、光杆；1104、缓冲垫；1105、防撞帽；1106、直线轴承；1201、第一分检机构；1202、第二分检机构。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1-8所示，一种高铁整组腕臂加工生产线，本发明采用下述技术方案，一种高铁整组腕臂加工生产线，包括上料机构1，所述上料机构1用于将圆管料按照一次一根的频率输送到数控自动进给主机3上；所述数控进给主机3安装在上料机构1的一侧，所述数控进给主机3用于将圆管料按照生产线方向输送；精准钻孔主机4，所述精准钻孔主机4安装在数控进给主机3的一侧，所述精准钻孔主机4用于实现圆管料的双面同时钻孔；划线机构5，所述划线机构5安装在数控进给主机3的一侧，所述划线机构5用于在钻孔后的圆管料上划线标记；自动锯切装置7，所述自动锯切装置7安装在数控进给主机3的一侧，所述自动锯切装置7用于将划线标记之后的圆管料按照设定长度锯切；动力滚轮卸料装置9，所述动力滚轮卸料装置9安装在数控进给主机3的末端，所述圆管料经过自动锯切装置7锯切后输送到动力滚轮卸料装置9上继续运动并进行卸料；CNC控制系统6，所述CNC控制系统6用于控制数控进给主机3、精准钻孔主机4、上料机构1、划线机构5、自动锯切装置7与动力滚轮卸料装置9的运动。

所述上料机构1包括主上料部1.1和辅助上料部1.2，所述主上料部和辅助上料部都包括斜导料板107，所述斜导料板107安装在机架上，所述机架上靠近斜导料板107位置较低一端的立柱上设有两个提升部，所述提升部可以沿着机架上的立柱上下滑动，所述主上料部包括驱动部，所述驱动部用于向齿轮提供旋转动力，齿轮上设有旋转轴，旋转轴的两端连接分别与十字万向节105的一端连接，所述十字万向节105另一端连接的传动轴102穿过机架上的提升部并在传动轴102的末端与另一个十字万向节105连接，另一个十字万向节105通过传动轴102将动力输送到辅助上料部的提升部上。斜导料板放置的圆管料的轴线与数控进给主机的进给方向平行。

所述驱动部包括安装在机架底部的气缸101，所述气缸101的活塞杆与齿条103固定连接，所述齿条103与齿轮啮合传动；所述提升部包括安装在立柱上的导轨，所述导轨通过滑块与第一推料板104固定连接，所述第一推料板104与提升齿条113固定连接，所述第一推料板104的上方与第二推料板106固定连接，所述第二推料板106上设有斜滑孔，所述立柱的顶端与限位板111固定连接，所述限位板111的水平高度高于斜导料板107的最底端；所述限位板的存在使得位于斜导料板最低端的圆管料不能滑落并落在数控进给主机上，安装有提升部的立柱上都固定连接有安装板108，所述传动轴102穿过安装板108上的通孔后固定连接有提升齿轮112，所述提升齿轮112与提升齿条113啮合使用。所述齿轮的两侧设有夹板，所述夹板109通过挡板110固定连接，所述齿轮的旋转轴穿过夹板109。

所述数控进给主机3包括定位夹紧结构2，所述上料机构1通过提升部输送的圆管料落在数控进给主机3的拖轮902上并通过定位夹紧结构2夹紧，所述数控进给主机3带动圆管料沿着输送线的方向前进并使得圆管料接受后续工序的处理。定位夹紧结构2的夹紧气缸201通过Y型接头202连接上压头203，上压头203和正夹嘴头205夹紧圆管，正夹嘴头205与上压板间安装672光电开关204，专门的夹紧机构夹持工件，且具有夹持到位、松弛等闭环检测机构，保证工件夹紧可靠，工作过程不会因冲裁振动影响送料长度。数控进给主机3采用导轨导向、精密齿条及同步齿形带联合传动、伺服电机驱动，夹紧爪夹紧圆管工件，送料机台面配有可调中心高度的圆柱滚轮，有效减轻工件在传送过程中的传送阻力和工件表面不被划伤。数控进给主机的主要结构在背景技术中提及的相关专利文献中有提及，该部分结构的具体描述及附图不在赘述。

所述划线结构包括安装在数控进给主机3机架一侧的定位板，所述定位板上设有迷你气缸501，所述迷你气缸501的活塞杆与鱼眼结构502连接，所述鱼眼结构502与鱼眼连接杆503的一端转动连接，所述鱼眼连接杆503的另一端与软笔夹持器504连接，所述软笔夹持器504上设有软笔，所述软笔夹持器504通过轴承506在纸槽505内滑动，所述纸槽505为弧形槽结构。

所述动力滚轮卸料装置9包括卸料机架901，卸料机架901的上部设有拖轮902，所述拖轮902通过拖轮轴903与卸料机架901两侧的轴承座转动连接，拖轮轴903的单侧装有链轮904，多个拖轮轴903的链轮904通过链条连接，所述卸料机架901上设有电机905，所述电机905为链轮链条结构提供动力。

所述动力滚轮卸料装置9的下部设有多组成对设置的顶料机构10，所述顶料机构10包括连接在气缸固定板1004上的顶料气缸1001以及通过直线轴承1003穿过气缸固定板1004的光杠1002，所述直线轴承1003固定在气缸固定板1004的下端面上，所述光杠1002穿过气缸固定板1004后与楔块1007固定连接，所述顶料气缸1001的活塞杆穿过气缸固定板1004后通过连接头1005与气缸压板1006固定连接，所述气缸压板1006与楔块1007固定连接，每对顶料机构10中楔块1007的倾斜方向不同。

所述动力滚轮卸料装置9的末端设有缓冲装置11，所述缓冲装置11包括油压缓冲器1101，所述油压缓冲器1101通过支架1102固定在卸料机架901上，所述油压缓冲器1101的活塞杆穿过支架1102后通过防撞帽1105紧压在与缓冲垫1104上，所述缓冲垫1104与光杆1103的一端固定连接，所述光杆1103通过直线轴承1106穿过支架1102，为缓冲垫1104提供导向作用。所述动力滚轮卸料装置9的末端两侧设有分检结构，所述分检结构分为第一分检机构1201和第二分检机构1202；所述分检结构包括分检机架和导料板，所述导料板倾斜设置。所述CNC控制中心是该设备的控制主机，包括控制柜、配电盘、数控系统和操作面板，根据加工图纸编写数控程序，并可现场录入、U盘拷贝或远程传输，CNC控制中心与电机相连。

精准钻孔主机4机构进给采用导轨导向，精密滚珠丝杠与丝母座联合传动，伺服电机驱动，保证了滑板可以在平行导轨上自由滑动，钻孔主轴电机安装在滑板上，实现对工件的双面同时钻孔，同时保证两孔的同轴度。精准钻孔主机与现有的钻孔主机结构类似，此处不再提供精准钻孔主机的具体结构及附图。

自动锯切装置7固定在锯切机架8上，锯切机架8采用优质钢和方管焊接而成的框架机构，锯切机架8通过时效处理，龙门铣床精密加工，确保锯切机架8具有优良的抗震性、高刚性和稳定性，锯切装置7采用高速动力头直接切割铝管，精密直线轴承运动副，运动稳定，加工范围大，高精度主轴电机使锯片转动稳定，进给采用气液转化单元，既降低成本，又能保证进给稳定。自动锯切装置在现有技术中存在，此处不再提供更多关于自动锯切装置的结构描述及附图。

工作原理：当使用本装置时：将一捆解开的圆管料放置在主上料部和辅助上料部的斜导料板107上(因为圆管料较长，由三个或者多个上料部实现上料工作)，圆管料沿着斜导料板107倾斜向下排列，最下方的圆管料被限位板111阻挡，驱动部中的气缸101带动齿条103运动进而将动力传递给齿轮，齿轮通过十字万向节105、传动轴102将动力传递到每个提升部上，传动轴102上的提升齿轮112将动力传递给提升部上的提升齿条113，提升齿条113带动第一推料板104和第二推料板106上升，第二推料板106上的斜滑孔将位于最低端的圆管料顶起，圆管料落在数控进给主机3的拖轮902上(因为斜导料板上的圆管料与数控进给主机方向平行，即圆管料从斜导料板上落下后，在重力的作用下掉落在数控进给主机的拖轮上，这种送料方式是明确的)，数控进给主机3上的夹紧结构将圆管料夹紧并将其沿输送线方向输送，当圆管料到达精准钻孔主机4处时，圆管料被双面同时钻孔，钻孔后的圆管料继续前进到达划线机构5处，划线机构5的软笔用于在圆管料上划出不同的标记，钻孔间距及腕臂所需长度等参数的不同将生产线上的加工的圆管料分成若干型号，不同型号的圆管料的标记不同，圆管料到达自动锯切装置7后按照控制系统的控制被切割形成腕臂组件，腕臂(切割后的圆管料)继续前进到达动力滚轮卸料装置9，工人根据圆管料上的标记不同将腕臂运送到不同的分检机构12中；在分检过程前，工人通过目视来观察腕臂上的标记，因为每对顶料结构上的楔块1007倾斜方向不同，通过控制所需要的顶料结构的顶料气缸1001将腕臂顶起并沿第一分检机构1201或第二分检机构1202落下。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高铁整组腕臂加工生产线，其特征是，包括上料机构，所述上料机构用于将圆管料按照一次一根的频率输送到数控进给主机上；

所述数控进给主机安装在上料机构的一侧，所述数控进给主机用于将圆管料按照生产线方向输送；所述数控进给主机包括定位夹紧结构，定位夹紧结构的夹紧气缸通过Y型接头连接上压头，上压头和正夹嘴头夹紧圆管；

精准钻孔主机，所述精准钻孔主机安装在数控进给主机的一侧，所述精准钻孔主机用于实现圆管料的双面同时钻孔；

划线机构，所述划线机构安装在数控进给主机的一侧，所述划线机构用于在钻孔后的圆管料上划线标记；所述划线机构包括安装在数控进给主机机架一侧的定位板，所述定位板上设有迷你气缸，所述迷你气缸的活塞杆与鱼眼结构连接，所述鱼眼结构与鱼眼连接杆转动连接，所述鱼眼连接杆与软笔夹持器连接，所述软笔夹持器上设有软笔，所述软笔夹持器通过轴承在纸槽内滑动，所述纸槽为弧形槽结构；

自动锯切装置，所述自动锯切装置安装在数控进给主机的一侧，所述自动锯切装置用于将划线标记之后的圆管料按照设定长度锯切；

动力滚轮卸料装置，所述动力滚轮卸料装置安装在数控进给主机的末端，圆管料经过自动锯切装置锯切后输送到动力滚轮卸料装置上继续运动并进行卸料；

CNC控制系统，所述CNC控制系统用于控制数控进给主机、精准钻孔主机、上料机构、划线机构、自动锯切装置与动力滚轮卸料装置的运动；

所述上料机构包括主上料部和辅助上料部，所述主上料部和辅助上料部都包括斜导料板，所述斜导料板安装在机架上，所述机架上靠近斜导料板位置较低一端的立柱上设有两个提升部，所述提升部可以沿着机架上的立柱上下滑动，

所述主上料部包括驱动部，所述驱动部用于向齿轮提供旋转动力，齿轮上设有旋转轴，旋转轴的两端连接分别与十字万向节的一端连接，所述十字万向节另一端连接的传动轴穿过机架上的提升部并在传动轴的末端与另一个十字万向节连接，另一个十字万向节通过传动轴将动力输送到辅助上料部的提升部上；

所述驱动部包括安装在机架底部的气缸，所述气缸的活塞杆与齿条固定连接，所述齿条与齿轮啮合传动；

所述提升部包括安装在立柱上的导轨，所述导轨通过滑块与第一推料板固定连接，所述第一推料板与提升齿条固定连接，所述第一推料板的上方与第二推料板固定连接，所述第二推料板上设有斜滑孔，所述立柱的顶端与限位板固定连接，所述限位板的水平高度高于斜导料板的最底端；

安装有提升部的立柱上都固定连接有安装板，所述传动轴穿过安装板上的通孔后固定连接有提升齿轮，所述提升齿轮与提升齿条啮合使用；

所述上料机构通过提升部输送的圆管料落在数控进给主机的拖轮上并通过定位夹紧结构夹紧，所述数控进给主机带动圆管料沿着输送线的方向前进并使得圆管料接受后续工序的处理；

所述动力滚轮卸料装置包括卸料机架，卸料机架的上部设有拖轮，所述拖轮通过拖轮轴与卸料机架两侧的轴承座转动连接，拖轮轴的单侧装有链轮，多个拖轮轴的链轮通过链条连接，所述卸料机架上设有电机，所述电机为链轮链条结构提供动力；

所述动力滚轮卸料装置的下部设有多组成对设置的顶料机构，所述顶料机构包括连接在气缸固定板上的顶料气缸以及通过直线轴承穿过气缸固定板的光杠，所述直线轴承固定在气缸固定板的下端面上，所述光杠穿过气缸固定板后与楔块固定连接，所述气缸的活塞杆穿过气缸固定板后与气缸压板固定连接，所述气缸压板与楔块固定连接，每对顶料机构中楔块的倾斜方向不同；

所述动力滚轮卸料装置的末端设有缓冲装置，所述缓冲装置包括油压缓冲器，所述油压缓冲器通过支架固定在机架上，所述油压缓冲器的活塞杆穿过支架后通过防撞帽紧压在与缓冲垫上，所述缓冲垫与光杆的一端固定连接，所述光杆通过直线轴承穿过支架后为缓冲垫提供导向作用；

所述动力滚轮卸料装置的末端两侧设有分检结构，所述分检结构包括机架和导料板，所述导料板倾斜设置。

2.如权利要求1所述的一种高铁整组腕臂加工生产线，其特征是，所述CNC控制系统是该加工生产线的控制主机，包括控制柜、配电盘、数控系统和操作面板。