CN110422086B - 一种接触网吊弦自动化预配生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接触网吊弦自动化预配生产线，所述预配生产线包括吊弦本体制造系统、线夹装配系统、捆包系统、操作台和控制系统、机器人、零部件料盘组和双工位桁架系统，所述操作台和控制系统为整个接触网吊弦预配的总操作和控制系统，所述机器人将零部件料盘组提供的零部件抓取到吊弦本体制造系统和线夹装配系统供使用，所述双工位桁架系统在生产线中进行吊弦本体和吊弦成品的工位移动，所述吊弦本体制造系统进行吊弦的穿线压接工序和长度在线检测，所述线夹装配系统对吊弦本体的两端进行线夹装配制造出成品吊弦，捆包系统进行成品吊弦的分组捆包和出料。本发明通过机械智能化生产代替传统手工加工，具备高效、精准、自动化程度高等特点。

Description

一种接触网吊弦自动化预配生产线

技术领域

本发明涉及接触网吊弦预配生产领域，具体一种接触网吊弦自动化预配生产线。

背景技术

近年来随着高铁的快速发展，国内铁路行业对工艺质量标准提出了新要求，以满足建设智能铁路的发展需要。接触网作为弓网关系的直接影响因素，其吊弦的预制精度、预制质量、预制的效率和智能化程度，显得尤为重要。

目前在国内乃至世界上，基本采用的是人工预配和半自动化流水线作业进行吊弦的预制和生产，为提高吊弦预配质量和预配进度，创新生产方法，实现智能化预配，具有里程碑式的意义。

现行的行业标准《高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》(TB10758-2010)中规定“吊弦预制长度允许偏差±1.5mm”。在吊弦预配过程中，产品要一次成型，且不可重复利用。之前在用的吊弦预配平台，基本都是由人工测量吊弦线下料长度及压接长度，自动化程度和预配精度低，很容易出现误差，废品率高，自动化程度和预配精度低，接触网吊弦数控预配平台可以显著提高吊弦的加工质量和生产效率，确保接触网工程的整体施工质量。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种接触网吊弦自动化预配生产线，确保预配质量、达到智能化、高精度生产的效果。

本发明提供的技术方案：一种接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述预配生产线包括吊弦本体制造系统、线夹装配系统、捆包系统、操作台和控制系统、机器人、零部件料盘组和双工位桁架机械手，所述操作台和控制系统为整个接触网吊弦预配的总操作和控制系统，所述机器人将零部件料盘组提供的零部件抓取到吊弦本体制造系统和线夹装配系统供使用，所述吊弦本体制造系统进行吊弦的穿线压接工序和长度在线检测制造出吊弦本体，所述线夹装配系统对吊弦本体的两端进行线夹装配制造出成品吊弦，所述双工位桁架机械手在生产线中进行吊弦本体和吊弦成品的工位移动，所述捆包系统进行成品吊弦的分组捆包和出料。

进一步的，所述零部件料盘组包括本体制造料盘组和线夹装配料盘组，所述每个零部件料盘组均包括料盘机架，所述料盘机架上设有多个料盘，所述每个料盘均配套设有控制器和直线振动送料器，所述直线振动送料器与料盘之间设有输送导轨，所述料盘机架上设有推料机构，用于配合输送导轨输送物料，所述料盘机架上还设有定位坐标盘和电源信号箱，所述料盘支架的底部四角处设有调节支脚。

进一步的，所述机器人均为六轴机器人，包括设置有4组机器人卡具的本体制造机器人和设置有三组机器人卡具的线夹装配机器人，所述本体制造机器人抓取本体制造料盘组提供的鸡心环、接线端子和压接管到吊弦本体制造系统并辅助穿线，所述线夹装配机器人抓取线夹装配料盘组提供的零部件到线夹装配系统。

进一步的，所述吊弦本体制造系统包括线盘供线机构、本体穿线成型系统、液压系统和激光打标机，所述线盘供线机构用于给本体穿线成型系统提供线缆，所述本体穿线成型系统包括拉线长轴和安装在拉线长轴上的A端穿线平台和B端穿线平台，所述A端穿线平台和B端穿线平台分别用于完成吊弦A端和B端的穿线压接工序。

进一步的，所述拉线长轴包括立柱和安装在立柱上的主横梁，所述主横梁上依次设有在线长度检测机构、B端主滑台、送线和收线机构、直线导轨、A端主滑台和传动机构，

所述在线长度检测机构用于检测吊弦本体的长度是否合格，所述B端主滑台用于安装B端穿线平台，所述A端主滑台用于安装A端穿线平台，所述传动机构用于带动A端主滑台在直线导轨上移动，所述A端穿线平台和B端穿线平台分别用于完成吊弦A端和B端的穿线、收紧鸡心环、压接管压接、载流环长度控制、接线端子压接动作。

所述直线导轨的两端行程末端均装有限位装置和防撞传感器，所述直线导轨的侧边装有第一拖链，所述第一拖链的下方安装有润滑系统；

所述送线和收线机构包括夹线模块、第一送线轮和第二送线轮，所述传动机构包括安装在A端主滑台上的伺服电机、斜齿轮和直线导轨上的齿条，所述立柱和主横梁之间设有调节机构，用于精密调节本体制造部分与桁架之间的相对位置；

所述A端穿线平台包括穿线平台主体A、斜拉线滑台A、平台出入口导线件A和气动控制阀组A，所述穿线平台主体A上设有挡线件A、推线件A和压接管压接钳A，所述斜拉线滑台A与伺服电机A连接，所述斜拉线滑台A上设有接线端子压接钳A，所述压接管压接钳A和接线端子压接钳A之间设有压线件A；

所述B端穿线平台包括穿线平台主体B、斜拉线滑台B、平台出入口导线件B和气动控制阀组B，所述斜拉线滑台B与伺服电机B连接，所述斜拉线滑台B上设有穿线引导管，穿线引导管的一侧设有夹线机构B，夹线机构B的另一侧设有送线轮B，送线轮B的另一侧设有接线端子压接钳B，接线端子压接钳B的另一侧设有液压剪线机构，所述穿线平台主体B上设有挡线件B、推线件B和压接管压接钳B，所述接线端子压接钳B和压接管压接钳B之间设有压线件B；

所述在线长度检测机构包括施力吊块、传递链条、直线位移传感器和检测定位气缸，所述传递链条的一端与B端穿线平台连接，另一端固定于链轮上，所述链轮另一侧设有施力吊块，所述链轮和施力吊块的外面设有防护罩；

所述液压系统包括液压油箱、驱动电机、压力控制阀组、主控制阀组和调速阀组，所述液压油箱内设有高压液压泵和低压液压泵，所述低压液压泵用于驱动A、B两端压接管压接钳夹持压接管，驱动A、B两端接线端子压接钳夹持接线端子，所述高压液压泵用于驱动压接钳将压接管、接线端子压实和剪断线缆，高低压系统分别装有压力传感器，用于检测系统压力和控制系统动作，所述主控制阀组控制吊弦制作过程中液压钳、液压剪的所有动作，所述压力控制阀组用于控制是高压液压泵还是低压液压泵工作。

进一步的，所述线盘供线机构包括线缆支架，线缆支架两侧均设有支撑轴承，所述支撑轴承上安装有线缆转轴，所述支撑轴承下方设有线缆卷筒限位导轮，所述线缆支架的上方设有导线滑轮和过线孔，铜绞线经过导线滑轮再从过线孔穿出，所述线缆转轴的下方还设有检测传感器；所述激光打标机包括主控电源、支架和安装在支架上的激光头。

进一步的，所述线夹装配系统包括装配模具模块，所述装配模具模块包括接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组，所述接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组分别给吊弦本体的一端装配接触线线夹，另一端装配承力索线夹，

所述装配模具组均包括模具底板，所述模具底板上设有滑台导轨A，所述滑台导轨A的中部设有模具滑台，所述滑台导轨A的两端分别设有第一滑台限位顶杆、第一滑台缓冲器、第一模具到位传感器和第二滑台限位顶杆、第二滑台缓冲器、第二模具到位传感器，所述模具滑台的一端设有模具气缸，用于带动模具滑台在滑台导轨A上移动，所述模具滑台的一侧设有拧紧伺服电机和顶升气缸，所述顶升气缸上部设有装配套筒和装配模具，所述装配模具的一侧设有第二夹持卡爪，所述模具滑台的另一端设有电磁阀阀岛、第一送料气缸和第二送料气缸，所述第二送料气缸相对于第二夹持卡爪的方向上设有第一夹持卡爪，所述第一送料气缸的侧边设有第二拖链，第二拖链下方平行于滑台导轨设有拖链槽。

进一步的，所述装配模具模块包括装配模具机架，所述装配模具机架上平行设有接触线150线夹装配模具组、承力索T35线夹装配模具组、承力索T95D线夹装配模具组和承力索T120D线夹装配模具组，

所述装配模具机架上设有气源接口和接线快插接口，所述装配模具机架的四角还设有调节支脚，四种所述装配模具组的结构基本相同，其中装配模具和第一夹持卡爪的型号和规格不同。

进一步的，所述捆包系统包括机架，所述机架上安装有托料装置、自动捆扎机和翻转出料装置，所述托料装置设置于自动捆扎机与翻转出料装置之间，用于承托吊弦，所述托料装置上设有捆包等待区，所述托料装置包括并排设置的多组用于放置吊弦的Y型支架，所述翻转出料装置的一侧设有落料滑道，落料滑道的另一端设有出料槽，所述自动捆扎机包括安装支架、自动捆扎枪、滑台导轨和滑台，所述安装支架固定于机架上，安装支架上设有平行设有滑台导轨，所述滑台导轨上安装有可移动的滑台，所述滑台上设有自动捆扎枪，用于对吊弦进行捆扎。

进一步的，所述自动捆扎机上还设有第一电磁阀阀岛，用于控制气缸操作，所述安装支架上平行于滑台导轨还设有第一捆扎气缸，用于带动滑台在滑台导轨移动，所述滑台上设有第二捆扎气缸，用于带动自动捆扎枪运动，所述自动捆扎枪与捆扎机绑丝卷连接；

所述自动捆扎枪上设有电源模块、控制按钮和电量显示屏；

所述翻转出料装置包括翻转出料板和设置于翻转出料板两端的翻转气缸，翻转气缸带动翻转出料板向落料滑道方向翻转，使经过捆扎后的成品吊弦顺着落料滑道滑入出料槽；

所述机架上还还装有预压气缸和预压装置，所述预压装置包括翻转件和预压板，所述预压气缸的活塞杆的顶端与翻转件连接，横向贯穿翻转件的方向上设有翻转杆，所述翻转杆上面固定有预压板，所述预压板用于对放置在Y型支架的吊弦进行预压整理；

所述预压板为S型，预压板上设有V型卡口，在进行捆扎位置的每个Y型支架的两端分别设有一个预压板，两侧的预压板通过转轴横穿Y型支架进行固定，预压气缸的活塞杆伸出时，所述预压板绕与Y型支架的连接点进行旋转；

所述机架上还设有第二电磁阀阀岛、捆包系统气源和电控箱，所述第二电磁阀阀岛用于控制预压气缸和翻转气缸操作。

所述机架上还设有废料槽，所述废料槽与动力气缸连接，所述动力气缸由第一电磁阀阀岛控制，废料槽的两端均设有导向轴。

所述翻转出料装置和落料滑道的上方还设有捆扎防护网，用于防止吊弦掉落。

本发明通过自动下料预制、自动精确控制检测、智能化安装线夹、螺母等零部件、自动激光喷码、智能化绑扎及打包分批次出成品，五大智能化模块，实现高铁接触网吊弦的预制作业，杜绝了人工误差及返工作业，达到一次合格、精准高效的目的。

本发明通过机械智能化生产代替传统手工加工，具备高效、精准、自动化程度高等特点，能有效解决目前手工预配存在的精度低、效率低、废品率高等问题。本发明制得的吊弦标称长度的制作精度可达±1mm，极大的提升了产品质量和批量作业的稳定性，降低了原材料浪费。

本发明整套设备及各智能化模块采用软件控制、采取高标准的先进智能机器人进行紧固、组装、误差检测，达到智能化、高精度生产的效果，实现了吊弦的智能化预配，确保预配质量、工艺标准达到全国领先水平，满足高铁验标要求。

附图说明

图1是本发明生产线的工艺流程图；

图2是本发明生产线的平面布局图；

图3是吊弦本体制造系统的结构示意图；

图4是图3的拉线长轴的结构示意图；

图5是图3的A端穿线平台的结构示意图；

图6是图3的B端穿线平台的结构示意图；

图7是本体制造料盘组的结构示意图；

图8是线盘供线机构的结构示意图；

图9是液压系统的结构示意图；

图10是液压原理图；

图11是在线长度检测机构的结构示意图；

图12是机器人的结构示意图；

图13是两种机器人夹具的结构示意图；

图14是线夹装配系统的结构示意图；

图15是双工位桁架机械手的结构示意图；

图16是双工位桁架机械手的夹持卡具的结构示意图；

图17是装配模具模块的结构示意图；

图18是装配模具组的结构示意图；

图19是图18的局部结构示意图；

图20是捆包系统的结构示意图；

图21是自动捆扎机的结构示意图；

图22是托料装置和翻转出料装置的结构示意图；

图23是预压装置和预压气缸的结构示意图；

图24是控制系统网络拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种接触网吊弦自动化预配生产线，所述预配生产线包括吊弦本体制造系统1、线夹装配系统2、捆包系统3、操作台和控制系统4、机器人5、零部件料盘组6和双工位桁架机械手7，所述操作台和控制系统4为整个接触网吊弦预配的总操作和控制系统，所述机器人5将零部件料盘组6提供的零部件抓取到吊弦本体制造系统1和线夹装配系统2供使用，所述吊弦本体制造系统1进行吊弦的穿线压接工序和长度在线检测制造出吊弦本体，所述线夹装配系统2对吊弦本体的两端进行线夹装配制造出成品吊弦，所述双工位桁架机械手7在生产线中进行吊弦本体和吊弦成品的工位移动，所述捆包系统3进行成品吊弦的分组捆包和出料。

所述零部件料盘组6包括本体制造料盘组60和线夹装配料盘组61，所述每个零部件料盘组6均包括料盘机架601，所述料盘机架601上设有多个料盘602，所述每个料盘602均配套设有控制器603和直线振动送料器604，所述直线振动送料器604与料盘602之间设有输送导轨605，所述料盘机架601上设有推料机构606，用于配合输送导轨605输送物料，所述料盘机架601上还设有定位坐标盘607和电源信号箱608，所述料盘支架601的底部四角处设有调节支脚609。

所述本体制造料盘组60上设有鸡心环料盘、接线端子料盘和压接管料盘，所述线夹料盘组61包括一个接触线料盘组和三种承力索料盘组，所述接触线料盘组为接触线150料盘组，所述接触线150料盘组设有2-4个料盘，分别放置接触线150吊环和接触线150线夹或者其他零部件，所述承力索料盘组包括均设有4个料盘的承力索T35料盘组、承力索T95D料盘组和承力索T120D料盘组，所述承力索T35料盘组的料盘分别放置T35线夹、T35吊环、螺栓M10×40和螺栓M10×35，所述承力索T95D料盘组的料盘分别放置T95D吊环、T95D线夹、碟簧和螺母M10，所述承力索T120D料盘组的料盘分别放置T120D吊环、T120D线夹、小三爪和小五爪。

所述机器人5均为六轴机器人，包括设置有4组机器人卡具的本体制造机器人50和设置有三组机器人卡具的线夹装配机器人51，所述本体制造机器人50抓取本体制造料盘组60提供的鸡心环、接线端子和压接管到吊弦本体制造系统1并辅助穿线，所述线夹装配机器人51抓取线夹装配料盘组61提供的零部件到线夹装配系统2。

所述本体制造机器人包括底座501，所述底座上依次往外延伸设有J1轴、J2轴、J3轴、J4轴、J5轴和J6轴，所述底座上还设有操控装置，所述J6轴的末端都过法兰BK0连接有四组机器人卡具502其中机器人卡具BK1、BK2和BK3分别用于拿取不同原料零件，还有一个本体制造辅助卡爪BK4，用于本体制造穿线辅助。

所述吊弦本体制造系统1包括线盘供线机构10、本体穿线成型系统11、液压系统12和激光打标机13，所述线盘供线机构10用于给本体穿线成型系统11提供线缆，所述本体穿线成型系统11包括拉线长轴110和安装在拉线长轴110上的A端穿线平台111和B端穿线平台112，所述A端穿线平台111和B端穿线平台112分别用于完成吊弦A端和B端的穿线压接工序。

所述拉线长轴110包括立柱1101和安装在立柱1101上的主横梁1102，所述主横梁1002上依次设有在线长度检测机构113、B端主滑台1103、送线和收线机构、直线导轨1104、A端主滑台1105和传动机构，

所述在线长度检测机构113用于检测吊弦本体的长度是否合格，所述B端主滑台1103用于安装B端穿线平台112，所述A端主滑台1105用于安装A端穿线平台111，所述传动机构用于带动A端主滑台111在直线导轨1104上移动，所述A端穿线平台111和B端穿线平台112分别用于完成吊弦A端和B端的穿线、收紧鸡心环、压接管压接、载流环长度控制、接线端子压接动作。

所述直线导轨1104的两端行程末端均装有限位装置1106和防撞传感器，所述直线导轨1104的侧边装有第一拖链1107，所述第一拖链1107的下方安装有润滑系统1108；

所述送线和收线机构包括夹线模块1109、第一送线轮1110和第二送线轮1111，所述传动机构包括安装在A端主滑台1105上的伺服电机1112、斜齿轮和直线导轨1104上的齿条1113，所述立柱1101和主横梁1102之间设有调节机构1114，用于精密调节本体制造部分与桁架之间的相对位置；

所述A端穿线平台111包括穿线平台主体A 1115、斜拉线滑台A 1116、平台出入口导线件A 1117和气动控制阀组A 1118，所述穿线平台主体A 1115上设有挡线件A 1119、推线件A 1120和压接管压接钳A 1121，所述斜拉线滑台A 1116与伺服电机A 1122连接，所述斜拉线滑台A 1116上设有接线端子压接钳A 1123，所述压接管压接钳A 1121和接线端子压接钳A 1123之间设有压线件A 1124；

所述B端穿线平台112包括穿线平台主体B 1125、斜拉线滑台B 1126、平台出入口导线件B 1127和气动控制阀组B 1128，所述斜拉线滑台B 1129与伺服电机B 1130连接，所述斜拉线滑台B 1126上设有穿线引导管1131，穿线引导管1131的一侧设有夹线机构B1132，夹线机构B 1132的另一侧设有送线轮B 1134，送线轮B 1134的另一侧设有接线端子压接钳B 1136，接线端子压接钳B 1136的另一侧设有液压剪线机构1138，所述穿线平台主体B 1125上设有挡线件B 1139、推线件B 1140和压接管压接钳B 1141，所述接线端子压接钳B1136和压接管压接钳B 1141之间设有压线件B1142；

所述在线长度检测机构113包括施力吊块1143、传递链条1144、直线位移传感器1145和检测定位气缸1146，所述传递链条1144的一端与B端穿线平台112连接，另一端固定于链轮1147上，所述链轮1147另一侧设有施力吊块1143，所述链轮1147和施力吊块1143的外面设有防护罩1148。

直线导轨为球滚动滑块直线导轨，摩擦力小、精度高。传动机构为伺服电机加斜齿轮、齿条传动，传动平稳、噪音低、精度高。润滑系统自动润滑泵通过润滑管路将润滑脂送到各个滑块、斜齿条，保证各运动元件充分润滑。工人需定期检查润滑系统的油盒，保证润滑脂量在最高位和最低位之间。拉线长轴两端行程末端装有机械防撞装置和防撞传感器；侧边装有拖链，保证电缆和液压管路随滑台运动过程中不会发生磨损和剐蹭。拉线长轴的下方装有高刚性立柱和调节机构，用于精密调节本体制造部分与桁架之间的相对位置。

A端穿线平台的工作过程如下：首先是穿线环节，铜绞线从穿线平台入口导线件A进入，通过压接管后挡线件A、推线件A分别动作将铜绞线再返回穿入的压接管，再经过平台出口导线件A穿入被液压钳夹持着的接线端子孔内。接下来接线端子压钳将接线端子高压压实，斜拉线滑台A带动液压接线端子压接钳移动到所设定的载流环长度位置。然后进入收线环节，第一送线轮将多余的铜绞线收回，本体机器人放置完鸡心环后A端穿线平台向外移动，将鸡心环收紧到预压接管设定的位置，压接管液压钳将压接管高压压实，A端穿线平台移动到吊弦长度设定位置。至此，吊弦本体A端制作完成。

B端穿线平台的工作过程如下：首先是铜绞线从进线端导线管由送线轮B送线，经穿线平台入口导线件B进入，通过压接管后挡线件B、推线件B分别动作将铜绞线再返回穿入的压接管，穿出的压接管经第一送线轮和第二送线轮进入A端穿线平台。吊弦本体A端制作完成后，B端再将多余的铜绞线收回，本体制造机器人放置完鸡心环后，斜拉滑台B向外移动，将鸡心环收紧到预压接管设定的位置，压接管液压钳将压接管高压压实，B端斜拉滑台移动到载流环长度设定位置，液压剪将铜绞线剪断。本体制造机器人将接线端子放置到B端接线端子液压压接钳，B端斜拉滑台再反向移动至剪断的铜绞线头传入到接线端子中，B端接线端子液压钳将接线端子高压压实。至此，吊弦本体全部制作完成。

吊弦本体制作完成后，B端穿线平台检测定位气缸缩回，B端穿线平台在拉线长轴方向呈自由状态，通过一端固定在B端穿线平台的传递链条，吊块通过B端穿线平台对吊弦施加100N的拉力，此时位移传感器读取B端穿线平台实际位置，从而计算出吊弦的实际长度。

所述液压系统12包括液压油箱120、驱动电机121、压力控制阀组122、主控制阀组123和调速阀组124，所述液压油箱120内设有高压液压泵和低压液压泵，所述低压液压泵用于驱动A、B两端压接管压接钳夹持压接管，驱动A、B两端接线端子压接钳夹持接线端子，所述高压液压泵用于驱动压接钳将压接管、接线端子压实和剪断线缆，高低压系统分别装有压力传感器，用于检测系统压力和控制系统动作，所述主控制阀组123控制吊弦制作过程中液压钳、液压剪的所有动作，所述压力控制阀组122用于控制是高压液压泵还是低压液压泵工作。

所述线盘供线机构10包括线缆支架100，线缆支架100两侧均设有支撑轴承101，所述支撑轴承101上安装有线缆转轴102，所述支撑轴承101下方设有线缆卷筒限位导轮103，所述线缆支架100的上方设有导线滑轮104和过线孔105，铜绞线经过导线滑轮104再从过线孔105穿出，所述线缆转轴102的下方还设有检测传感器106；铜绞线用尽时线缆转轴会被拉起，装在线缆转轴下方的传感器会立即向主机PLC发送线缆用尽信号。

所述激光打标机13包括主控电源130、支架131和安装在支架上131的激光头132。

所述线夹装配系统2包括装配模具模块21，所述装配模具模块包括接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组，所述接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组分别给吊弦本体的一端装配接触线线夹，另一端装配承力索线夹，

所述装配模具组均包括模具底板201，所述模具底板201上设有滑台导轨A202，所述滑台导轨A 202的中部设有模具滑台203，所述滑台导轨A 202的两端分别设有第一滑台限位顶杆204、第一滑台缓冲器205、第一模具到位传感器206和第二滑台限位顶杆207、第二滑台缓冲器208、第二模具到位传感器209，所述模具滑台202的一端设有模具气缸210，用于带动模具滑台202在滑台导轨A201上移动，所述模具滑台202的一侧设有拧紧伺服电机211和顶升气缸212，所述顶升气缸212上部设有装配套筒213和装配模具214，所述装配模具214的一侧设有第二夹持卡爪215，所述模具滑台202的另一端设有电磁阀阀岛216、第一送料气缸217和第二送料气缸218，所述第二送料气缸218相对于第二夹持卡爪215的方向上设有第一夹持卡爪219，所述第一送料气缸217的侧边设有第二拖链220，第二拖链220下方平行于滑台导轨A设有拖链槽221。

所述装配模具模块21包括装配模具机架22，所述装配模具机架22上平行设有接触线150线夹装配模具组23、承力索T35线夹装配模具组24、承力索T95D线夹装配模具组25和承力索T120D线夹装配模具组26，

所述装配模具机架22上设有气源接口27和接线快插接口28，所述装配模具机架22的四角还设有调节支脚29，四种所述装配模具组的结构基本相同，其中装配模具214和第一夹持卡爪219的型号和规格不同。

线夹装配系统共有4套振动料盘组进行零部件供料，由线夹装配机器人在不同的料盘出料位置抓取需要的零部件，按照指定顺序进行装配。装配模具模块AMJ共有4套装配模具，分别为：A150、AT35、AT95D、AT120D。可对应T35、T95D、T120D三种不同规格的吊弦预配。根据上位机发送的装配指令，装配模块选择对应的线夹装配模具，6轴机器人抓取指定线夹的各个零部件，逐一放置在指定位置。双工位桁架机械手、6轴机器人和装配模具组相互配合进行吊弦线夹的预配。可根据高铁吊弦技术的更新迭代，调整必要的模具、机器人卡爪和料盘，即可实现快速、低成本的设备改造。

A150装配模具是必用模具，AT35、AT95D、AT120D装配模具是根据产品需求选择其一使用。模具换型时一般只更换2个部件：装配模具和第一夹持卡爪。

桁架机械手CK1、CK2抓取吊弦，装配机器人进行零部件取放料，先完成A150模具的线夹装配，然后CK1、CK2运行避让到安全位置。再进行AT35、AT95D、或者AT120D装配模具的线夹装配。线夹装配全部完成后，CK1、CK2运行捆包工位上方放料。至此，吊弦线夹装配完成。

所述捆包系统3包括机架30，所述机架30上安装有托料装置31、自动捆扎机32和翻转出料装置33，所述托料装置31设置于自动捆扎机32与翻转出料装置33之间，用于承托吊弦，所述托料装置31上设有捆包等待区311，所述托料装置31包括并排设置的多组用于放置吊弦的Y型支架312，所述翻转出料装置33的一侧设有落料滑道34，落料滑道34的另一端设有出料槽35，所述自动捆扎机32包括安装支架321、自动捆扎枪322、滑台导轨323和滑台324，所述安装支架321固定于机架30上，安装支架321上平行设有滑台导轨325，所述滑台导轨323上安装有可移动的滑台324，所述滑台324上设有自动捆扎枪322，用于对吊弦进行捆扎。

所述自动捆扎机32上还设有第一电磁阀阀岛326，用于控制气缸操作，所述安装支架321上平行于滑台导轨325还设有第一捆扎气缸327，用于带动滑台324在滑台导轨323移动，所述滑台324上设有第二捆扎气缸328，用于带动自动捆扎枪322运动，所述自动捆扎枪322与捆扎机绑丝卷329连接；

所述自动捆扎枪322上设有电源模块3221、控制按钮3222和电量显示屏3223；

所述翻转出料装置33包括翻转出料板331和设置于翻转出料板331两端的翻转气缸332，翻转气缸332带动翻转出料板331向落料滑道34方向翻转，使经过捆扎后的成品吊弦顺着落料滑道34滑入出料槽35；

所述机架30上还还装有预压气缸36和预压装置37，所述预压装置37包括翻转件371和预压板372，所述预压气缸36的活塞杆的顶端与翻转件371连接，横向贯穿翻转件371的方向上设有翻转杆373，所述翻转杆373上面固定有预压板372，所述预压板372用于对放置在Y型支架312的吊弦进行预压整理；

所述预压板372为S型，预压板上设有V型卡口，在进行捆扎位置的每个Y型支架312的两端分别设有一个预压板372，两侧的预压板372通过转轴横穿Y型支架312进行固定，预压气缸36的活塞杆伸出时，所述预压板372绕与Y型支架312的连接点进行旋转；

所述机架30上还设有第二电磁阀阀岛38、捆包系统气源39和电控箱40，所述第二电磁阀阀岛38用于控制预压气缸36和翻转气缸332操作。

所述机架30上还设有废料槽41，所述废料槽41与动力气缸42连接，所述动力气缸42由第一电磁阀阀岛326控制，废料槽41的两端均设有导向轴43。

所述翻转出料装置33和落料滑道34的上方还设有捆扎防护网44，用于防止吊弦掉落。

所述双工位桁架机械手7包括桁架立柱70和安装于桁架立柱70上的桁架X轴横梁71，所述桁架X轴横梁71上设有两个机械手，所述机械手包括桁架X轴72和桁架Z轴73，所述桁架Z轴73下方设有夹持卡具74，所述夹持卡具74包括桁架气缸741，桁架气缸741下端设有桁架连杆742，所述桁架连杆742的一端设有桁架气爪743，桁架连杆742的另一端设有卡具限位块744，桁架气爪743与卡具卡爪745连接，所述两个夹持卡具分别负责承力索部位和接触线部位的线夹装配夹持，所述双工位桁架机械手通过控制系统控制其操作。

所述桁架X轴横梁由三段横梁拼装而成，所述桁架X轴横梁71内设有横梁线槽711，所述双工位桁架机械手还包括桁架地面线槽75和气源接口。

本发明生产线的工艺流程(以吊弦本体两端分别装配150接触线线夹和T120D承力索线夹为例，)：

1.吊弦本体制造

(1)工控机PC发送吊弦数据到本体制造PLC控制系统，PLC控制系统再发送数据给本体制造机器人；

(2)本体制造机器人取件，机器人的三个卡具分别从料盘拿取压接管、接线端子和鸡心环；

(3)拿取鸡心环的机器人卡具移动到激光打标工位，激光打标机进行打标；

(4)本体制造机器人将压接管放置到压接管压接钳B，进行钳压预压；

(5)送线轮B从平台出入口导线件B开始送线；

(6)本体制造机器人再次取料后，将压接管放置到压接管压接钳A，进行钳压预压；

(7)本体制造机器人将接线端子放置到接线端子压接钳A进行钳压预压；

(8)铜绞线从B端穿线平台经送线和收线机构的送线轮和夹线模块到达A端穿线平台的平台出入口导线件A；

(9)本体制造机器人的第四个卡具辅助穿线，铜绞线插入A端接线端子，接线端子压接钳A高压钳压到位；

(10)接线端子压接钳A移动到载流环设定长度位置，送线轮B和第一送线轮回收铜绞线；

(11)本体制造机器人将放带有激光打标的鸡心环到A端穿线平台；

(12)A端穿线平台移动收紧鸡心环，压接管压接钳A高压压实压接管；

(13)A端穿线平台移动吊弦到长度设定位置，送线轮B回收铜绞线；

(14)本体制造机器人到料盘再取鸡心环，放到B端穿线平台；

(15)铜绞线收线，斜拉线滑台B拉紧鸡心环，压接管压接钳B高压、钳压到位；

(16)斜拉线滑台B移动到设定剪线位置，液压剪线机构剪断铜绞线；

(17)本体制造机器人到料盘再取接线端子，放置到接线端子压接钳B进行钳压预压；

(18)本体制造机器人的卡具辅助穿线，铜绞线插入B端接线端子，接线端子压接钳B高压钳压到位；

(19)所有液压钳松开，B端穿线平台一端的检测定位气缸缩回；

(20)在线长度检测机构的施力吊块对吊弦本体施加拉力，检测吊弦实际长度是否超差，吊线本体制作完成。合格吊弦本体采用桁架机械手抓取到线夹装配系统进行线夹装配，不合格的吊弦本体采用桁架机械手送到捆包系统的废料槽。

2. 150接触线线夹装配

(1)接触线150线夹装配模具组的装配模具前出，到达装配限位的第一滑台限位顶杆。

(2)线夹装配机器人的卡爪AK1到料盘取M10螺母；卡爪AK2到料盘取接触线150吊环。

(3)装配套筒升起，卡爪AK1将螺母放置在装配套筒内。

(4)卡爪AK2将吊环放置在第一夹持卡爪位置，第一夹持卡爪夹持牢固。

(5)卡爪AK1到料盘取小三爪；卡爪AK2到料盘取碟簧。

(6)卡爪AK2将碟簧放置在装配套筒内；

(7)卡爪AK1将小三爪放置在装配模具上。

(8)装配套筒向下运动到初始位置。

(9)卡爪AK2到料盘取接触线150线夹。

(10)卡爪AK2将线夹放置在装配模具上。

(11)桁架机械手的两个机械手CK1、CK2携带良品吊弦移动到装配模具的装配位置。

(12)第一送料气缸前出到位，桁架机械手CK1、CK2携带良品吊弦做变位。

(13)第二送料气缸前出到位，将接触线150吊环插入到吊弦鸡心环内。

(14)卡爪AK2到料盘抓取小五爪。

(15)卡爪AK3到料盘抓取M10×40螺栓，运动到校准螺栓姿态。

(16)卡爪AK2将小五爪放置在接触线150吊环上。

(17)第二夹持卡爪夹住小五爪。

(18)卡爪AK3将M10×40螺栓插入到线夹中心孔内。

(19)卡爪AK3合上，将卡爪AK3移动到螺栓头上上方位置。

(20)第一夹持卡爪打开，第一送料气缸和第二送料气缸退回到初始位置。

(21)装配套筒顶升并旋转，进行螺母紧固。

(22)螺母紧固完成后，装配模具的传感器检测螺母是否紧固。

(23)桁架机械手CK1、CK2向上移动，然后向左侧移动到安全的等待位置。

(24)此时，接触线150线夹装配完成。装配模具退回到初始位置。

3.T120D承力索线夹装配

(1)承力索T120D线夹装配模具组的装配模具前出，到达装配限位的第一滑台限位顶杆。

(2)线夹装配机器人的卡爪AK1到料盘取M10螺母；卡爪AK2到料盘取T120D吊环。

(3)装配套筒升起，卡爪AK1将螺母放置在装配套筒内。

(4)卡爪AK2将吊环放置在第一夹持卡爪位置，第一夹持卡爪夹持牢固。

(5)卡爪AK1到料盘取小三爪；卡爪AK2到料盘取碟簧。

(6)卡爪AK2将碟簧放置在装配套筒内；

(7)卡爪AK1将小三爪放置在装配模具上。

(8)装配套筒向下运动到初始位置。

(9)卡爪AK2到料盘取T120D线夹。

(10)卡爪AK2将线夹放置在装配模具上。

(11)桁架机械手CK1、CK2携带良品吊弦移动到装配模具的装配位置。

(12)第一送料气缸前出到位，桁架机械手CK1、CK2携带良品吊弦做变位。

(13)第二送料气缸前出到位，将T120D吊环插入到吊弦鸡心环内。

(14)卡爪AK2到料盘抓取小五爪。

(15)卡爪AK3到料盘抓取M10×40螺栓，运动到校准螺栓姿态。

(16)卡爪AK2将小五爪放置在T120D吊环上。

(17)第二夹持卡爪夹住小五爪。

(18)卡爪AK3将M10×40螺栓插入到线夹中心孔内。

(19)卡爪AK3合上，将卡爪AK3移动到螺栓头上上方位置。

(20)第一夹持卡爪打开，第一送料气缸和第二送料气缸退回到初始位置。

(21)装配套筒顶升并旋转，进行螺母紧固。

(22)螺母紧固完成后，装配模具的传感器检测螺母是否紧固。

(23)桁架机械手CK1、CK2向上移动，然后向左侧移动到捆包系统放料位置。

(24)此时，承力索T120线夹装配完成。整个T120D吊弦预配全部完成。装配模具退回到初始位置。

4.捆包

(1)采用桁架机械手将线夹装配后吊弦抓取，直接放置在托料装置的捆包等待区；

(2)通过第二电磁阀阀岛控制预压气缸，预压气缸的活塞杆伸出，带动翻转件和预压板绕其与Y型支架的连接轴转动，预压板的V型卡口对吊弦进行压紧和收拢；

(3)自动捆扎机在吊弦中部位置自动进行两次捆扎，第一电磁阀阀岛控制第二捆扎气缸操作，使自动捆扎枪前出，进行第一个位置自动捆扎，捆扎完成，自动捆扎枪退回到初始位置；

(4)第一电磁阀阀岛控制第一捆扎气缸，带动滑台移动，使滑台移动到第二个位置，再使自动捆扎枪前出，进行第二个位置自动捆扎，捆扎完成后，自动捆扎枪退回到初始位置，滑台退回到初始位置；

(5)预压气缸带动捆扎吊弦预压板的回转，第二电磁阀阀岛控制翻转气缸，翻转气缸带动翻转出料板向落料滑道方向翻转，使经过捆扎后的成品吊弦顺着落料滑道滑入出料槽。

以上所述仅为本发明的具体实施方案的详细描述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，而可用于各种其他组合、修改和环境，凡在本发明的设计思路上所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述预配生产线包括吊弦本体制造系统、线夹装配系统、捆包系统、操作台和控制系统、机器人、零部件料盘组和双工位桁架机械手，所述操作台和控制系统为整个接触网吊弦预配生产线的总操作和控制系统，所述机器人将零部件料盘组提供的零部件抓取到吊弦本体制造系统和线夹装配系统供使用，所述吊弦本体制造系统进行吊弦的穿线压接工序制造出吊弦本体并进行长度在线检测，所述线夹装配系统对吊弦本体的两端进行线夹装配制造出成品吊弦，所述线夹装配系统包括装配模具模块，所述装配模具模块包括接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组，所述接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组分别给吊弦本体的一端装配接触线线夹，另一端装配承力索线夹，所述双工位桁架机械手在生产线中进行吊弦本体和吊弦成品的工位移动，所述捆包系统进行成品吊弦的分组捆包和出料。

2.根据权利要求1所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述零部件料盘组包括本体制造料盘组和线夹装配料盘组，所述零部件料盘组均包括料盘机架，所述料盘机架上设有多个料盘，每个料盘均配套设有控制器和直线振动送料器，所述直线振动送料器与料盘之间设有输送导轨，所述料盘机架上设有推料机构，用于配合输送导轨输送物料，所述料盘机架上还设有定位坐标盘和电源信号箱，所述料盘机架的底部四角处设有调节支脚。

3.根据权利要求2所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述机器人均为六轴机器人，包括设置有4组机器人卡具的本体制造机器人和设置有三组机器人卡具的线夹装配机器人，所述本体制造机器人抓取本体制造料盘组提供的鸡心环、接线端子和压接管到吊弦本体制造系统并辅助穿线，所述线夹装配机器人抓取线夹装配料盘组提供的零部件到线夹装配系统进行装配。

4.根据权利要求1所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述吊弦本体制造系统包括线盘供线机构、本体穿线成型系统、液压系统和激光打标机，所述线盘供线机构用于给本体穿线成型系统提供线缆，所述本体穿线成型系统包括拉线长轴和安装在拉线长轴上的A端穿线平台和B端穿线平台，所述A端穿线平台和B端穿线平台分别用于完成吊弦A端和B端的穿线压接工序。

5.根据权利要求4所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述拉线长轴包括立柱和安装在立柱上的主横梁，所述主横梁上依次设有在线长度检测机构、B端主滑台、送线和收线机构、直线导轨、A端主滑台和传动机构，

所述在线长度检测机构用于检测吊弦本体的长度是否合格，所述B端主滑台用于安装B端穿线平台，所述A端主滑台用于安装A端穿线平台，所述传动机构用于带动A端主滑台在直线导轨上移动，所述A端穿线平台和B端穿线平台分别用于完成吊弦A端和B端的穿线、收紧鸡心环、压接管压接、载流环长度控制、接线端子压接动作；所述直线导轨的两端行程末端均装有限位装置和防撞传感器，所述直线导轨的侧边装有第一拖链，所述第一拖链的下方安装有润滑系统；

所述送线和收线机构包括夹线模块、第一送线轮和第二送线轮，所述传动机构包括安装在A端主滑台上的伺服电机、斜齿轮和直线导轨上的齿条，所述立柱和主横梁之间设有调节机构，用于精密调节本体制造部分与桁架之间的相对位置；

所述A端穿线平台包括穿线平台主体A、斜拉线滑台A、平台出入口导线件A和气动控制阀组A，所述穿线平台主体A上设有挡线件A、推线件A和压接管压接钳A，所述斜拉线滑台A与伺服电机A连接，所述斜拉线滑台A上设有接线端子压接钳A，所述压接管压接钳A和接线端子压接钳A之间设有压线件A；

所述B端穿线平台包括穿线平台主体B、斜拉线滑台B、平台出入口导线件B和气动控制阀组B，所述斜拉线滑台B与伺服电机B连接，所述斜拉线滑台B上设有穿线引导管，穿线引导管的一侧设有夹线机构B，夹线机构B的另一侧设有送线轮B，送线轮B的另一侧设有接线端子压接钳B，接线端子压接钳B的另一侧设有液压剪线机构，所述穿线平台主体B上设有挡线件B、推线件B和压接管压接钳B，所述接线端子压接钳B和压接管压接钳B之间设有压线件B；

所述在线长度检测机构包括施力吊块、传递链条、直线位移传感器和检测定位气缸，所述传递链条的一端与B端穿线平台连接，另一端固定于链轮上，所述链轮另一侧设有施力吊块，所述链轮和施力吊块的外面设有防护罩；

所述液压系统包括液压油箱、驱动电机、压力控制阀组、主控制阀组和调速阀组，所述液压油箱内设有高压液压泵和低压液压泵，所述低压液压泵用于驱动A、B两端压接管压接钳夹持压接管，驱动A、B两端接线端子压接钳夹持接线端子，所述高压液压泵用于驱动压接钳将压接管、接线端子压实和剪断线缆，高低压系统分别装有压力传感器，用于检测系统压力和控制系统动作，所述主控制阀组控制吊弦制作过程中液压钳、液压剪的所有动作，所述压力控制阀组用于控制是高压液压泵还是低压液压泵工作。

6.根据权利要求4所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述线盘供线机构包括线缆支架，线缆支架两侧均设有支撑轴承，所述支撑轴承上安装有线缆转轴，所述支撑轴承下方设有线缆卷筒限位导轮，所述线缆支架的上方设有导线滑轮和过线孔，铜绞线经过导线滑轮再从过线孔穿出，所述线缆转轴的下方还设有检测传感器；所述激光打标机包括主控电源、支架和安装在支架上的激光头。

7.根据权利要求1所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：

所述装配模具组均包括模具底板，所述模具底板上设有滑台导轨A，所述滑台导轨A的中部设有模具滑台，所述滑台导轨A的两端分别设有第一滑台限位顶杆、第一滑台缓冲器、第一模具到位传感器和第二滑台限位顶杆、第二滑台缓冲器、第二模具到位传感器，所述模具滑台的一端设有模具气缸，用于带动模具滑台在滑台导轨A上移动，所述模具滑台的一侧设有拧紧伺服电机和顶升气缸，所述顶升气缸上部设有装配套筒和装配模具，所述装配模具的一侧设有第二夹持卡爪，所述模具滑台的另一端设有电磁阀阀岛、第一送料气缸和第二送料气缸，所述第二送料气缸相对于第二夹持卡爪的方向上设有第一夹持卡爪，所述第一送料气缸的侧边设有第二拖链，第二拖链下方平行于滑台导轨A设有拖链槽。

8.根据权利要求7所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述装配模具模块包括装配模具机架，所述装配模具机架上平行设有接触线线夹装配模具组、承力索T35线夹装配模具组、承力索T95D线夹装配模具组和承力索T120D线夹装配模具组，

所述装配模具机架上设有气源接口和接线快插接口，所述装配模具机架的四角还设有调节支脚，四种所述装配模具组的结构基本相同。

9.根据权利要求1所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述捆包系统包括机架，所述机架上安装有托料装置、自动捆扎机和翻转出料装置，所述托料装置设置于自动捆扎机与翻转出料装置之间，用于承托吊弦，所述托料装置上设有捆包等待区，所述托料装置包括并排设置的多组用于放置吊弦的Y型支架，所述翻转出料装置的一侧设有落料滑道，落料滑道的另一端设有出料槽，所述自动捆扎机包括安装支架、自动捆扎枪、滑台导轨和滑台，所述安装支架固定于机架上，安装支架上设有平行设有滑台导轨，所述滑台导轨上安装有可移动的滑台，所述滑台上设有自动捆扎枪，用于对吊弦进行捆扎。

10.根据权利要求9所述的接触网吊弦自动化预配生产线，其特征在于：所述自动捆扎机上还设有第一电磁阀阀岛，用于控制气缸操作，所述安装支架上平行于滑台导轨还设有第一捆扎气缸，用于带动滑台在滑台导轨移动，所述滑台上设有第二捆扎气缸，用于带动自动捆扎枪运动，所述自动捆扎枪与捆扎机绑丝卷连接；

所述自动捆扎枪上设有电源模块、控制按钮和电量显示屏；

所述翻转出料装置包括翻转出料板和设置于翻转出料板两端的翻转气缸，翻转气缸带动翻转出料板向落料滑道方向翻转，使经过捆扎后的成品吊弦顺着落料滑道滑入出料槽；

所述机架上还装有预压气缸和预压装置，所述预压装置包括翻转件和预压板，所述预压气缸的活塞杆的顶端与翻转件连接，横向贯穿翻转件的方向上设有翻转杆，所述翻转杆上面固定有预压板，所述预压板用于对放置在Y型支架的吊弦进行预压整理；

所述预压板为S型，预压板上设有V型卡口，在进行捆扎位置的每个Y型支架的两端分别设有一个预压板，两侧的预压板通过转轴横穿Y型支架进行固定，预压气缸的活塞杆伸出时，所述预压板绕与Y型支架的连接点进行旋转；

所述机架上还设有第二电磁阀阀岛、捆包系统气源和电控箱，所述第二电磁阀阀岛用于控制预压气缸和翻转气缸操作；

所述机架上还设有废料槽，所述废料槽与动力气缸连接，所述动力气缸由第一电磁阀阀岛控制，废料槽的两端均设有导向轴；

所述翻转出料装置和落料滑道的上方还设有捆扎防护网，用于防止吊弦掉落。

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