CN110480236A - 铁路平车焊接定位装置、生产线及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铁路平车焊接定位装置、生产线及焊接方法，属于铁路平车生产制造领域。铁路平车焊接定位装置包括定位机构、基准激光单元和指示激光单元。定位机构包括主架体和设于主架体顶部的活动部，活动部的下方形成用于容纳车体的装配空间。基准激光单元设于活动部上且由活动部带动活动，用于在车体的顶面上投射出基准投影。指示激光单元设于活动部上且由所述活动部带动活动，用于在车体顶面上投射出定位投影。在基准投影与基准标记定位后，定位投影指示车体顶面的设计安装位。生产线和焊接方法采用上述铁路平车焊接定位装置。本发明铁路平车焊接定位装置、生产线及焊接方法，避免焊接高温使定位工装变形，提高附件的定位精度。

Description

铁路平车焊接定位装置、生产线及焊接方法

技术领域

本发明属于铁路平车生产制造技术领域，更具体地说，是涉及一种铁路平车焊接定位装置、生产线及焊接方法。

背景技术

在铁路平车的生产过程中，一般要先生产车体，然后再在车体上焊接各种附件，如锁闭装置等等。

现在车体附件的焊接方式一般是，将附件贴合到车体上，然后利用定位工装将附件定位到车体上的设计安装位处，然后将附件与车体焊接在一起。采用这种焊接方式，由于定位工装与附件和车体接触，焊接的高温会使得定位工装变形，导致经常出现焊接后的附件会有一定的错位，定位精度达不到要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路平车焊接定位装置，以解决现有技术中存在的采用定位工装对附件进行定位，焊接的高温使定位工装变形，导致焊接后的附件经常出现错位的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种铁路平车焊接定位装置，包括：

定位机构，包括主架体和设于所述主架体顶部的活动部，所述活动部的下方形成用于容纳车体的装配空间；

基准激光单元，设于所述活动部上且由所述活动部带动活动，用于在所述车体的顶面上投射出基准投影，所述基准投影用于移动至与所述车体顶面上的基准标记定位；以及

指示激光单元，设于所述活动部上且由所述活动部带动活动，用于在所述车体的顶面上投射出定位投影；在所述基准投影与所述基准标记定位时，所述定位投影指示所述车体顶面的设计安装位。

进一步地，所述基准投影为用于表示方向和位置的指向投影。

进一步地，所述基准激光单元包括两个点激光头，两个所述点激光头分别用于在所述车体的顶面上投射出点投影，两个所述点投影形成所述指向投影。

进一步地，所述基准激光单元的投射方向和所述指示激光单元的投射方向相互平行。

进一步地，所述活动部在垂直于所述基准激光单元投射方向的平面内活动。

进一步地，所述定位机构还包括设于所述装配空间中的移送组件，所述移送组件用于移送所述车体，所述移送组件的移送方向分别与所述活动部的滑动方向和所述基准激光单元的投射方向垂直。

进一步地，所述移送组件包括：

轨道，水平设于所述装配空间的底部，延伸方向分别与所述活动部的滑动方向和所述基准激光单元的投射方向垂直；以及

移送台，滑动设于所述轨道上，顶面用于承载所述车体。

进一步地，所述活动部通过多个伸缩组件与所述主架体连接，每个所述伸缩组件的伸缩方向与所述基准激光单元的投射方向垂直，且在与所述基准激光单元投射方向垂直的平面内，至少两个所述伸缩组件的伸缩方向的投影不共线。

本发明实施例提供的铁路平车焊接定位装置的有益效果在于：

与现有技术相比，本发明实施例的铁路平车焊接定位装置在使用时，将车体移动至装配空间内，活动部上的基准激光单元和指示激光单元分别在车体的顶面上投射出基准投影和定位投影，当活动部移动到基准投影与车体顶面上的基准标记定位后，定位投影指示出车体顶面上的设计安装位，从而使操作者能够根据定位投影的指示将附件安装到车体的设计安装位处，最后进行焊接，无需使用与附件和车体接触的定位工装，避免因焊接的高温使定位工装变形，导致附件出现错位，从而提高了附件的定位精度。

本发明还提供一种铁路平车生产线包括上述的铁路平车焊接定位装置。

本发明实施例的铁路平车生产线采用上述的铁路平车焊接定位装置，其有益效果与上述铁路平车焊接定位装置的有益效果相同，在此不再赘述。

本发明再提供一种铁路平车焊接方法，采用上述的铁路平车焊接定位装置，包括：

将所述车体移动至所述装配空间内，使所述基准激光单元在所述车体的顶面上投射出所述基准投影；

移动所述活动部，使所述基准投影与所述铁路平车顶面上的所述基准标记定位；

利用所述指示激光单元在所述车体的顶面上投射出所述定位投影，根据所述定位投影的指示将附件安装在所述车体上；

将所述附件与所述车体焊接。

本发明实施例提供的铁路平车焊接方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例的铁路平车焊接方法采用上述的铁路平车焊接定位装置，无需使用与附件和车体接触的定位工装，避免因焊接的高温使定位工装变形，导致附件出现错位，从而提高了附件的定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的铁路平车焊接定位装置的主视图；

图2为图1中铁路平车焊接定位装置的侧视图；

图3为图1中铁路平车焊接定位装置的俯视图。

其中，图中各附图标记：

1-定位机构；11-主架体；111-装配空间；12-活动部；13-伸缩组件；14-移送组件；141-轨道；142-移送台；2-基准激光单元；21-点激光头；3-指示激光单元；4-车体。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，现对本发明实施例提供的铁路平车焊接定位装置进行说明。一种铁路平车焊接定位装置包括定位机构1、基准激光单元2和指示激光单元3。

定位机构1包括主架体11和设于主架体11顶部的活动部12，活动部12的下方形成用于容纳车体4的装配空间111。

基准激光单元2设于活动部12上且由活动部12带动活动，用于在车体4的顶面上投射出基准投影，基准投影用于移动至与车体4顶面上的基准标记定位。

指示激光单元3设于活动部12上且由活动部12带动活动，用于在车体4的顶面上投射出定位投影；在基准投影与基准标记定位时，定位投影指示车体4顶面的设计安装位。

与现有技术相比，本发明实施例的铁路平车焊接定位装置在使用时，将车体4移动至装配空间111内，活动部12上的基准激光单元2和指示激光单元3分别在车体4的顶面上投射出基准投影和定位投影，当活动部12移动到基准投影与车体4顶面上的基准标记定位后，定位投影指示出车体4顶面上的设计安装位，从而使操作者能够根据定位投影的指示将附件安装到车体4的设计安装位处，最后进行焊接，无需使用与附件和车体4接触的定位工装，避免因焊接的高温使定位工装变形，导致附件出现错位，从而提高了附件的定位精度。

此外，在工作过程中，本发明实施例的铁路平车焊接定位装置不与车体4接触，可以设置的与车体4距离较远，一方面能够避免焊接的火花对本实施例的铁路平车焊接定位装置产生影响，另一方面，将本实施例的铁路平车焊接定位装置添加到自动化的生产线中时，本实施例的铁路平车焊接定位装置能够避开自动化生产线附近的工装，更加便于添加到自动化的生产线中，减少改造成本。

本实施例中，主架体11可以采用龙门形式的框架结构，也可以采用C形的框架结构，中空的部分形成装配空间111。活动部12可以是水平活动的设置在主架体11的上部，使得活动部12能够在车体4顶面的上方水平的移动，从而调整基准激光单元2和指示激光单元3的位置，使基准激光单元2投射的基准投影与车体4顶面上的基准标记重合实现定位，进而使得活动部12相对于车体4定位。

车体4顶面上的基准标记可以是操作者预先刻画在车体4顶面的预定位置处，如车体4顶面的中心上。基准投影通过与基准标记重合来实现定位。基准标记可以是无方向性的单点标记、多点标记或者圆形标记等。相应的，基准激光单元2投射的基准投影可以是无方向性的单点投影、多点投影或者圆形投影等。基准标记也可以是有方向性的箭头形状的标记、三角形标记或者与车体轴线平行的定长线段标记等；相应的，基准激光单元2投射的基准投影可以是有方向性的箭头形状的投影、三角形投影或者定长的线段投影等。基准标记还可以是直接选取车体4顶面上的结构作为基准标记，例如已经安装在车体4顶面上的附件。相应的，基准激光单元2投射的基准投影可以是与基准标记形状相同的投影。

若基准激光单元2在车体4顶面投射的基准标记为无方向性的标记，活动部12可以是通过滑轨滑块机构水平滑动的设置在主架体11的上部。使用过程中，在将车体4移动到装配空间111内时，需要保持车体4的方向与活动部12的方向满足预定的要求，例如相互平行，之后只需要通过活动部12的位置移动，便可以实现基准投影与基准标记的重合定位。

若基准激光单元2在车体4顶面投射的基准标记为有方向性的标记，活动部12不仅需要能够水平滑动还需要能够进行一定的转动。使用过程中，在将车体4移动到装配空间111内时，可以允许车体4的方向与活动部12的方向有一定的偏差范围，可以通过活动部12的方向变动和位置移动，实现基准投影与基准标记的重合，实现方向上和位置上的定位。

当活动部12移动至基准投影与基准标记定位后，活动部12和车体4相对固定，通过合理的设置指示激光单元3在活动部12上的位置和指示激光单元3的投射方向，从而使得指示激光单元3投射的定位投影正好处于车体4顶面的设计安装位处，指示设计安装位的位置，使得操作者能够根据定位投影的位置将附件安装在车体4上，从而无需定位工装进行定位，最后再进行焊接，完成装配。

请参阅图1和图3，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，基准投影为用于表示方向和位置的指向投影。采用此种设置，操作者可以通过指向投影与基准标记的重合，使活动部12相对于车体4定位，同时通过指向投影所指示的方向，判断车体4相对于活动部12的角度是否为预定角度，是否需要进一步的调整车体4的角度。

本实施例中，指向投影可以是通过形状来指示方向，例如指向投影可以是有方向性的多点投影、箭头形状的投影、三角形投影或者定长的线段投影等；相应的，基准标记可以是有方向性的多点标记、箭头形状的标记、三角形标记或者与车体轴线平行的定长线段标记等，通过指向投影与基准标记完全是否完全重合，来确认活动部12和车体4的相对角度。指向投影也可以是通过颜色来指示方向，例如指向投影的颜色为由红到绿的渐变色，通过渐变的方向和车体4的首尾方向，来判断活动部12和车体4的相对角度。

请参阅图1和图3，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，基准激光单元2包括两个点激光头21，两个点激光头21分别用于在车体4的顶面上投射出点投影，两个点投影形成指向投影。采用此种设置，可以通过两个点投影的连线与车体4顶面上两个点标记连线的夹角，来指示活动部12与车体4的相对角度。

本实施例中，操作者预先在车体4顶面的预定位置上刻画两个点标记。两个点激光头21在车体4的顶面上投射出两个点投影。通过移动活动部12，若两个点投影分别与两个点标记重合，则活动部12与车体4的相对角度为预定角度。使用时，将一个点激光头21投射的点投影与一个点标记重合，来确定活动部12和车体4的相对位置，通过另一个点激光头21投射的点投影与另一个点标记是否重合，来确认活动部12和车体4的相对角度。

请参阅图1和图2，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，基准激光单元2的投射方向和指示激光单元3的投射方向相互平行。采用此种设置，使得本实施例的铁路平车焊接定位装置不必进行额外的调节便可以适用于不同高度的车体4。

使用时，在车体4移动到装配空间111中后，顶面保持水平。基准激光单元2的投射方向和指示激光单元3的投射方向相互平行，使得基准激光单元2的投射方向与车体4顶面的夹角与指示激光单元3的投射方向与车体4顶面的夹角相同，当车体4的高度不同时，基准激光单元2和指示激光单元3在车体4顶面投射出的基准投影和定位投影的相对位置不变，当移动活动部12至定位投影与车体4顶面上的基准标记重合后，定位投影位于车体4顶面的设计安装位处。

本实施例中，活动部12为水平的平板或者框架结构，其面积与车体4顶面的面积相同或者略大。基准激光单元2和指示激光单元3在活动部12上的位置分布，与设计安装位和基准标记在车体4顶面上的位置分布相同，基准激光单元2的投射方向和指示激光单元3的投射方向均为竖直向下。更具体地，基准激光单元2的两个点激光头21的投射方向均为竖直向下。

请参阅图3，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，指示激光单元3具有多个，且多个指示激光单元3在水平面内环绕基准激光单元2设置。

请参阅图3，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，指示激光单元3具有八个，其中四个指示激光单元3两两的连线围成长方形，其余四个指示激光单元3分成两组，两组指示激光单元3分别位于长方形的两个长边上，且两组指示激光单元3的位置关于长方形的长轴对称。

本实施例中，在将锁闭装置焊接在车体4上时，每个车体4上要焊接八个锁闭装置，其中四个锁闭装置焊接在车体4顶面的四个角上，另外四个锁闭装置分别设置在车体4的两个长边上并关于车体4的长轴对称。更加具体的，两组指示激光单元3分别位于长方形的两个长边上，并且处于靠近长边中点的位置。八个指示激光单元3的投射方向竖直向下，在车体4的顶面上投射出八个定位投影，八个定位投影分别位于车体4上的八个锁闭装置的设计安装位处。

请参阅图1至图3，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，活动部12在垂直于基准激光单元2投射方向的平面内活动。采用此种设置，使得活动部12活动时，基准激光单元2的投射方向不会发生改变，便于操作者仅需要平移活动部12，便能够使基准激光单元2投射的基准标记与基准标记重合。

请参阅图1，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，定位机构1还包括设于装配空间111中的移送组件14，移送组件14用于移送车体4，移送组件14的移送方向分别与活动部12的滑动方向和基准激光单元2的投射方向垂直。通过滑动部的滑动和移送组件14移送车体4，来使基准投影与车体4顶面上的基准标记重合。移送组件14移送车体4时，基准激光单元2到车体4顶面的距离不变。

请参阅图1和图2，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，移送组件14包括轨道141和移送台142。

轨道141水平设于装配空间111的底部，延伸方向分别与活动部12的滑动方向和基准激光单元2的投射方向垂直。移送台142滑动设于轨道141上，顶面用于承载车体4。

使用时，车体4固定在移送台142上，保持车体4的首尾方向与轨道141平行，且车体4的顶面水平，然后移送台142沿轨道141水平移动，调整活动部12与车体4的相对位置，使基准投影与车体4顶面上的基准标记重合。

本实施例中，主架体11采用龙门形式的框架结构，中间形成装配空间111，装配空间111的两端开放，用于供车体4进出。轨道141水平设置并且两端从装配空间111开放的两端穿出，使得移送台142能够沿轨道141将车体4移送到装配空间111内。移送台142通过滚轮沿轨道141滑动，移送台142的顶部为用于承载车体4的平台。

请参阅图1和图3，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，活动部12通过多个伸缩组件13与主架体11连接，每个伸缩组件13的伸缩方向与基准激光单元2的投射方向垂直，且在与基准激光单元2投射方向垂直的平面内，至少两个伸缩组件13的伸缩方向的投影不共线。通过多个伸缩组件13的共同推动实现活动部12在垂直于基准激光单元2投射方向的方向上移动，通过一个伸缩组件13偏心推动活动部12，能够推动活动部12转动，调整活动部12的方向。

本实施例中，伸缩组件13有四个，四个伸缩组件13在水平面内围绕活动部12分布，并且两两共线设置。每个伸缩组件13一端与主架体11铰接，另一端与活动部12铰接，且伸缩组件13两端的铰接轴均为竖直设置，使伸缩组件13自身能够保持在装配空间111上方，也能够将活动部12保持在装配空间111的上方，并使活动部12能够在水平面内移动和转动。

更具体地，伸缩组件13可以是液压缸、也可以是气缸，并通过电控系统控制。活动部12为水平的平板或者框架结构，基准激光单元2和指示激光单元3在活动部12上的位置分布与设计安装位和基准标记在车体4顶面上的位置分布相同，基准激光单元2的投射方向和指示激光单元3的投射方向均为竖直向下。

请参阅图1至图3，作为本发明提供的铁路平车焊接定位装置的一种具体实施方式，主架体11采用龙门形式的框架结构，中间形成装配空间111，在车体4位于装配空间111内时，装配空间111的内壁与车体4之间形成用于容纳操作者的操作空间。

本实施例中，在车体4位于装配空间111内时，装配空间111的左右内壁与车体4的距离在2米左右，形成操作空间。操作者在操作空间中能够进行焊接作业，也能够能对装配后的附件进行校对。

本发明实施例还提供一种铁路平车生产线，包括上述的铁路平车焊接定位装置。

本发明实施例提供的铁路平车生产线采用上述的铁路平车焊接定位装置，在使用时，将车体4移动至装配空间111内，活动部12上的基准激光单元2和指示激光单元3分别在车体4的顶面上投射出基准投影和定位投影，当活动部12移动到基准投影与车体4顶面上的基准标记定位后，定位投影指示出车体4顶面上的设计安装位，从而使操作者能够根据定位投影的指示将附件安装到车体4的设计安装位处，最后进行焊接，无需使用与附件和车体4接触的定位工装，避免因焊接的高温使定位工装变形，导致附件出现错位，从而提高了附件的定位精度。

此外，在工作过程中，铁路平车焊接定位装置不与车体4接触，可以设置的与车体4距离较远，一方面能够避免焊接的火花对本实施例的铁路平车焊接定位装置产生影响，另一方面，铁路平车焊接定位装置可以设置的距离车体较远，便于操作者对车体进行其他操作，也能够便于添加其他的工装。

本发明实施例再提供一种铁路平车焊接方法，采用上述的铁路平车焊接定位装置，包括以下步骤：

将车体4移动至装配空间111内，使基准激光单元2在车体4的顶面上投射出基准投影。

移动活动部12，使基准投影与铁路平车顶面上的基准标记定位。

利用指示激光单元3在车体4的顶面上投射出定位投影，根据定位投影的指示将附件安装在车体4上。

将附件与车体4焊接。

本发明实施例提供的铁路平车焊接方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例的铁路平车焊接方法采用上述的铁路平车焊接定位装置，无需使用与附件和车体4接触的定位工装，避免因焊接的高温使定位工装变形，导致附件出现错位，从而提高了附件的定位精度。

作为本发明提供的铁路平车焊接方法的一种具体实施方式，基准激光单元2的投射方向和指示激光单元3的投射方向相互平行。在将车体4移动至装配空间111内后，保持车体4的顶面与基准激光单元2的投射方向垂直。采用此种铁路平车焊接定位装置和此方法，车体4的高度变化不会影响基准投影和定位投影在车体4顶面上的相对位置，不需要针对不同高度的车体4，调整指示激光单元3的位置和投射方向，便于利用同一个铁路平车焊接定位装置，来实现对不同高度的车体4进行焊接装配。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路平车焊接定位装置，其特征在于，包括：

定位机构，包括主架体和设于所述主架体顶部的活动部，所述活动部的下方形成用于容纳车体的装配空间；

基准激光单元，设于所述活动部上且由所述活动部带动活动，用于在所述车体的顶面上投射出基准投影，所述基准投影用于移动至与所述车体顶面上的基准标记定位；以及

指示激光单元，设于所述活动部上且由所述活动部带动活动，用于在所述车体的顶面上投射出定位投影；在所述基准投影与所述基准标记定位时，所述定位投影指示所述车体顶面的设计安装位。

2.如权利要求1所述的铁路平车焊接定位装置，其特征在于，所述基准投影为用于表示方向和位置的指向投影。

3.如权利要求2所述的铁路平车焊接定位装置，其特征在于，所述基准激光单元包括两个点激光头，两个所述点激光头分别用于在所述车体的顶面上投射出点投影，两个所述点投影形成所述指向投影。

4.如权利要求1所述的铁路平车焊接定位装置，其特征在于，所述基准激光单元的投射方向和所述指示激光单元的投射方向相互平行。

5.如权利要求1至4任一项所述的铁路平车焊接定位装置，其特征在于，所述活动部在垂直于所述基准激光单元投射方向的平面内活动。

6.如权利要求5所述的铁路平车焊接定位装置，其特征在于，所述定位机构还包括设于所述装配空间中的移送组件，所述移送组件用于移送所述车体，所述移送组件的移送方向分别与所述活动部的滑动方向和所述基准激光单元的投射方向垂直。

7.如权利要求6所述的铁路平车焊接定位装置，其特征在于，所述移送组件包括：

轨道，水平设于所述装配空间的底部，延伸方向分别与所述活动部的滑动方向和所述基准激光单元的投射方向垂直；以及

移送台，滑动设于所述轨道上，顶面用于承载所述车体。

8.如权利要求5所述的铁路平车焊接定位装置，其特征在于，所述活动部通过多个伸缩组件与所述主架体连接，每个所述伸缩组件的伸缩方向与所述基准激光单元的投射方向垂直，且在与所述基准激光单元投射方向垂直的平面内，至少两个所述伸缩组件的伸缩方向的投影不共线。

9.一种铁路平车生产线，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的铁路平车焊接定位装置。

10.一种铁路平车焊接方法，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项的铁路平车焊接定位装置，包括：

将所述车体移动至所述装配空间内，使所述基准激光单元在所述车体的顶面上投射出所述基准投影；

移动所述活动部，使所述基准投影与所述铁路平车顶面上的所述基准标记定位；

利用所述指示激光单元在所述车体的顶面上投射出所述定位投影，根据所述定位投影的指示将附件安装在所述车体上；

将所述附件与所述车体焊接。