CN108857421A - 一种转向架构架部件快速装配工作站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向架构架部件快速装配工作站，属于装配设备领域。本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站的龙门滑台上分别布置在线检测机器人系统、焊接打磨机器人系统；焊接打磨机器人系统的下方布置装配夹具；所述的装配夹具的正前方布置物料抓取系统；物料抓取系统的两侧分别设有上下料系统。本发明采用的转向架构架部件快速装配工作站，用工业机器人之间的协作、自动化工装、在线检测补偿技术、视觉传感技术完成工件的上下料装配、焊接、打磨等工序以及在线检测的转向架构架部件快速装配工作站。

Description

一种转向架构架部件快速装配工作站

技术领域

本发明涉及一种转向架构架部件快速装配工作站，属于装配设备领域。

背景技术

目前在轨道车辆转向架构架的制造领域，行业内主要还是采用人工操作辅以工艺装备的传统方式。这样在工艺装备精度一定的情况下，产品质量及产量极度依赖于操作人员的技能水平和责任心。工艺装备精度在检定后的使用过程中也处于不可预测的变化中。产品作业质量、作业时间受制于人员及工艺装备的变量因素，影响整线的生产作业节拍及流水作业。

现有转向架构架部件装配采用人工方式配送物料至装配工位，操作人员通过起重设备将工件吊运至工装上，工装上预设的定位装置将工件定位后，人工夹紧固定。重复以上步骤将所需物料用工装进行定位装配后，确认各工件装配位置符合工艺要求，操作人员采用焊接方式将工件点固，然后将点固焊点打磨，完成焊缝的焊接。焊接后等待质检人员确认，合格后刻打钢印，流转下工序。

这样在工艺装备精度一定的情况下，产品质量及产量极度依赖于操作人员的技能水平。工艺装备精度在检定后的使用过程中也处于不可预测的变化中。产品作业质量、作业时间受制于人员的情绪、状态及工艺装备的状态变量因素，影响整线的生产作业节拍及流水作业。

发明内容

本发明针对上述不足提供了一种转向架构架部件快速装配工作站。

本发明采用如下技术分方案：

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,包括上下料系统、物料抓取系统、自动对中机构、在线检测机器人系统、单轴变位机、龙门滑台、焊接打磨机器人系统、装配夹具；所述的龙门滑台上分别布置在线检测机器人系统、焊接打磨机器人系统；焊接打磨机器人系统的下方布置装配夹具；所述的装配夹具的正前方布置物料抓取系统；物料抓取系统的两侧分别设有上下料系统。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,所述的上下料系统包括进料辊道，模块化料箱，定位装置，出料辊道、下料平台；所述的物料抓取系统的两侧分别设有进料辊道及出料辊道；模块化料箱布置在进料辊道上沿进料辊道延伸方向滑动；下料平台布置在出料辊道上沿出料辊道的延伸方向滑动；所述的模块化料箱上设有定位装置；所述的模块化料箱上放置待装配工件；下料平台用于放置装配成品部件。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,所述的物料抓取系统由搬运机器人，滑轨，气磁抓手；所述的搬运机器人布置在滑轨上沿滑轨延伸方向滑动；所述的搬运机器人的驱动端设有气磁抓手；气磁抓手采用气磁铁一、气磁铁二，气磁铁三为负载抓手。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,所述的自动对中机构包括固定挡块，面板，底架，X向紧固装置，Y向紧固装置；所述底架的顶端上面板；面板上设有对固定挡块；面板上X向槽孔与Y向槽孔；X向紧固装置布置面板的背端面，X向紧固装置的夹持部从X向槽孔向上延伸与固定挡块处在同一水平面；所述的Y向紧固装置布置面板的背端面；Y向紧固装置的夹持部从Y向槽孔向上延伸与固定挡块处在同一水平面。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,所述的Y向紧固装置包括对中挡块，Y向气缸，Y向导轨，齿条A，齿轮，齿条B；所述的Y向槽孔内设有X向导轨；Y向导轨底端分别设有两块滑块；滑块上设有垂直于Y向导轨的对中挡块；两块滑块的底端分别设有齿条A与齿条B；齿条A与齿条B相互错位布置，齿条A与齿条B之间设有齿轮；Y向气缸与其中一块滑块相连并驱动滑块移动。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,所述的X向紧固装置包括X向导轨，X向气缸；X向导轨布置在X向槽孔内；X向导轨的底端设有滑块；滑块设有垂直于X向导轨的对中挡块；X向气缸与滑块相连并驱动滑块移动。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,还包括接近开关和垫块；所述的X向槽孔或Y向槽孔之间设有若干垫块；若干块所述的垫块之间设有接近开关。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,所述的装配夹具包括轴变位机，夹具；所述的轴变位机上设置夹具，夹具上设有工件定位装置及作动气缸。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,所述的滑块上限位块二；Y向导轨的外侧设有Y向停止挡块；限位块二与Y向停止挡块处在同一直线上。

本发明所述的转向架构架部件快速装配工作站,所述的滑块上设有限位块，所述限位块同一直线位置的设有X向停止挡块。

有益效果

本发明采用的转向架构架部件快速装配工作站，用工业机器人之间的协作、自动化工装、在线检测补偿技术、视觉传感技术完成工件的上下料装配、焊接、打磨等工序以及在线检测的转向架构架部件快速装配工作站。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的上料平台结构示意图；

图3是本发明的下料平台结构示意图；

图4是本发明的抓取机构结构示意图；

图5是本发明的对中平台示意图；

图6是本发明的对中平台底端结构示意图；

图7是图6中B处结构放大示意图；

图8是图5中A处结构放大示意图；

图9是本发明装配夹具结构示意图；

图10是本发明的龙门滑台结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

如图1所示：转向架构架部件快速装配工作站,包括上下料系统1、物料抓取系统2、自动对中机构3、在线检测机器人系统4、单轴变位机5、龙门滑台6、焊接打磨机器人系统7、装配夹具8；所述的龙门滑台6上分别布置在线检测机器人系统4、焊接打磨机器人系统7；焊接打磨机器人系统7的下方布置装配夹具8；所述的装配夹具8的正前方布置物料抓取系统2；物料抓取系统2的两侧分别设有上下料系统1。上下料系统1、物料抓取系统2和自动对中机构3之间的协调配合完成工件精确抓取，上下料系统1与物料抓取系统2之间的协调配合完成成品的下料，物料抓取系统2、在线检测机器人系统4、单轴变位机5、龙门滑台6、焊接打磨机器人系统7和装配夹具8的协同配合完成转向架构架部件快速装配。

如图2、图3所示：上下料系统1包括进料辊道11，模块化料箱12，定位装置14，出料辊道15、下料平台17；所述的物料抓取系统2的两侧分别设有进料辊道11及出料辊道15；模块化料箱12布置在进料辊道11上沿进料辊道11延伸方向滑动；下料平台17布置在出料辊道15上沿出料辊道15的延伸方向滑动；所述的模块化料箱12上设有定位装置14；所述的模块化料箱12上放置待装配工件13；下料平台17用于放置装配成品部件16。待装配工件13在模块化料箱进行定置管理，一个料箱可根据生产节拍定置工件数量，并通过定位装置14将工件初定位及防错放置。装配好的部件16，吊运至下料平台7，通过出料辊道5运送出工作站。

如图4所示：物料抓取系统2由搬运机器人21，滑轨22，气磁抓手23；所述的搬运机器人21布置在滑轨22上沿滑轨22延伸方向滑动；所述的搬运机器人21的驱动端设有气磁抓手23；气磁抓手23采用气磁铁一14、气磁铁二15，气磁铁三16为负载抓手；搬运机器人21采用具备一定载重能力、重复定位精度高的工业机器人，滑轨22采用高精度斜齿，通过伺服电机驱动，实现搬运机器人的滑动运输。气磁抓手采用三种规格的气磁贴为工作负载的抓手，搬运机器人根据工件形状、大小、重量及装配位置选择不同的抓手，完成工件的抓取及放置。

如图5-图8所示：自动对中机构3包括固定挡块31，面板33，底架34，X向紧固装置，Y向紧固装置；所述底架34的顶端上面板33；面板33上设有对固定挡块31；面板33上X向槽孔与Y向槽孔；X向紧固装置布置面板33的背端面，X向紧固装置的夹持部从X向槽孔向上延伸与固定挡块31处在同一水平面；所述的Y向紧固装置布置面板33的背端面；Y向紧固装置的夹持部从Y向槽孔向上延伸与固定挡块31处在同一水平面。

Y向紧固装置包括对中挡块32，Y向气缸311，Y向导轨39），齿条A310，齿轮312，齿条B313；所述的Y向槽孔内设有X向导轨36；Y向导轨39底端分别设有两块滑块；滑块上设有垂直于Y向导轨39的对中挡块32；两块滑块的底端分别设有齿条A310与齿条B313；齿条A310与齿条B313相互错位布置，齿条A310与齿条B313之间设有齿轮312；Y向气缸311与其中一块滑块相连并驱动滑块移动。

X向紧固装置包括X向导轨36，X向气缸35；X向导轨36布置在X向槽孔内；X向导轨36的底端设有滑块；滑块设有垂直于X向导轨36的对中挡块32；X向气缸35与滑块相连并驱动滑块移动。X向槽孔或Y向槽孔之间设有若干垫块315；若干块所述的垫块315之间设有接近开关314。

工件被搬运机器人放在台面3的垫块315上，接近开关314感应到有工件，从而控制电磁阀换向，使X向气缸35）和Y向气缸311的活塞杆缩回。X向气缸35驱动对中挡块32沿X向导轨36向工件运动，同时Y向气缸311驱动齿条A310运动，在齿轮312的作用下齿条B313也跟着一起运动，从而驱动工件两侧的对中挡块32沿Y向导39同时向工件运动。固定挡块31和对中挡块32将工件夹紧定位后，电磁阀换向，使X向气缸35和Y向气缸311的活塞杆伸出，对中机构打开，搬运机器人将定位后的工件取走。X向停止挡块7和Y向停止挡块8限制对中定挡块2打开时的位置。

如图8所示：装配夹具8包括轴变位机81，夹具82；所述的轴变位机81上设置夹具82，夹具82上设有工件定位装置及作动气缸。装配夹具设有工件定位装置一84、工件定位装置二85、工件定位装置三87；气缸一83、气缸二86、气缸三88能对搬运机器人抓取的工件实现定位及固定作用。根据工件现状及装配基准采取不同定位方式，按照部件的装配顺序，搬运机器人与装配夹具气缸协调动作，依次完成部件的装配。

如图10所示：焊接打磨机器人系统由龙门滑台6、焊接机器人、打磨机器人组成。龙门滑台采用高精密齿轮齿条实现焊接、打磨机器人X向及Z向的运动。焊接机器人配置成熟弧焊焊接装置，通过焊接机器人的示教系统实现对部件的装配点焊及焊缝的精准焊接。打磨机器人设置快换装置，可根据装配顺序实现打磨装置、视觉传感装置的切换。

本发明的运作方法如下：

一、模块化工件料框由上下料系统1运送到指定位置；

二、物料抓取系统将工件抓起放在自动对中机构上精确定位，再将工件拿起运送至装配区，单轴变位机调整自动化装配夹具的位置，物料抓取系统将工件装配在指定位置保持抓取状态；

在线检测机器人系统应用2D可视系统对装配重量进行信息采集，系统判定装配质量是否合格，如出现偏差超出设定值，系统控制物料抓取系统）自动修正装配偏差；

三、自动化装配夹具对装配好的工件并容易在焊接过程中生变形的进行定位夹紧，物料抓取系统离开；对于小工件或对定位要求不高的工件，物料抓取系统保持抓取状态；单轴变位机将自动化装配夹具调整到合适位置，焊接打磨机器人系统的激光寻位装置对焊缝进行跟踪，然焊接打磨机器人系统对装配好的工件进行点固或焊接；

四、在线检测机器人系统和焊接打磨机器人系统可在龙门滑台上实现水平和上下两个方向的移动；

五、物料抓取系统将装配完成的工件从自动化装配夹具上取下放在上下料系统，上下料系统运送至指定位置完成一个节拍的生产。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：包括上下料系统（1）、物料抓取系统（2）、自动对中机构（3）、在线检测机器人系统（4）、单轴变位机（5）、龙门滑台（6）、焊接打磨机器人系统（7）、装配夹具（8）；所述的龙门滑台（6）上分别布置在线检测机器人系统（4）、焊接打磨机器人系统（7）；焊接打磨机器人系统（7）的下方布置装配夹具（8）；所述的装配夹具（8）的正前方布置物料抓取系统（2）；物料抓取系统（2）的两侧分别设有上下料系统（1）。

2.根据权利要求1所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：所述的上下料系统（1）包括进料辊道（11），模块化料箱（12），定位装置（14），出料辊道（15）、下料平台（17）；所述的物料抓取系统（2）的两侧分别设有进料辊道（11）及出料辊道（15）；模块化料箱（12）布置在进料辊道（11）上沿进料辊道（11）延伸方向滑动；下料平台（17）布置在出料辊道（15）上沿出料辊道（15）的延伸方向滑动；所述的模块化料箱（12）上设有定位装置（14）；所述的模块化料箱（12）上放置待装配工件（13）；下料平台（17）用于放置装配成品部件（16）。

3.根据权利要求1所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：所述的物料抓取系统（2）由搬运机器人（21），滑轨（22），气磁抓手（23）；所述的搬运机器人（21）布置在滑轨（22）上沿滑轨（22）延伸方向滑动；所述的搬运机器人（21）的驱动端设有气磁抓手（23）；气磁抓手（23）采用气磁铁一（14）、气磁铁二（15），气磁铁三（16）为负载抓手。

4.根据权利要求1所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：所述的自动对中机构（3）包括固定挡块（31），面板（33），底架（34），X向紧固装置，Y向紧固装置；所述底架（34）的顶端上面板（33）；面板（33）上设有对固定挡块（31）；面板（33）上X向槽孔与Y向槽孔；X向紧固装置布置面板（33）的背端面，X向紧固装置的夹持部从X向槽孔向上延伸与固定挡块（31）处在同一水平面；所述的Y向紧固装置布置面板（33）的背端面；Y向紧固装置的夹持部从Y向槽孔向上延伸与固定挡块（31）处在同一水平面。

5.根据权利要求4所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：所述的Y向紧固装置包括对中挡块（32），Y向气缸（311），Y向导轨（39），齿条A（310），齿轮（312），齿条B（313）；所述的Y向槽孔内设有X向导轨（36）；Y向导轨（39）底端分别设有两块滑块；滑块上设有垂直于Y向导轨（39）的对中挡块（32）；两块滑块的底端分别设有齿条A（310）与齿条B（313）；齿条A（310）与齿条B（313）相互错位布置，齿条A（310）与齿条B（313）之间设有齿轮（312）；Y向气缸（311）与其中一块滑块相连并驱动滑块移动。

6.根据权利要求4所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：所述的X向紧固装置包括X向导轨（36），X向气缸（35）；X向导轨（36）布置在X向槽孔内；X向导轨（36）的底端设有滑块；滑块设有垂直于X向导轨（36）的对中挡块（32）；X向气缸（35）与滑块相连并驱动滑块移动。

7.根据权利要求4所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：还包括接近开关（314）和垫块（315）；所述的X向槽孔或Y向槽孔之间设有若干垫块（315）；若干块所述的垫块（315）之间设有接近开关（314）。

8.根据权利要求4所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：所述的装配夹具（8）包括轴变位机（81），夹具（82）；所述的轴变位机（81）上设置夹具（82），夹具（82）上设有工件定位装置及作动气缸。

9.根据权利要求5所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：所述的滑块上限位块二（381）；Y向导轨（39）的外侧设有Y向停止挡块（38）；限位块二（381）与Y向停止挡块（38）处在同一直线上。

10.根据权利要求6所述的转向架构架部件快速装配工作站,其特征在于：所述的滑块上设有限位块（371），所述限位块（371）同一直线位置的设有X向停止挡块（7）。