CN110576311A - 接触网腕臂自动装配平台及其装配方法 - Google Patents

接触网腕臂自动装配平台及其装配方法 Download PDF

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刘德义
杨强
张保民
吴荣超
李勇
周建和
刘勇
周勇
陈凯
张佐非
田佳丽
卢伟强
梁伟东
谢烽
贾晓雷
程建龙
殷以乐
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Abstract

本发明公开了一种接触网腕臂自动装配平台及其装配方法，该平台包括两套双层行走轨道、托轮和两套三坐标机械手；一套双层行走轨道设有平腕臂工件上料装置、平腕臂夹具、平腕臂拧紧机和平腕臂寻孔机，另一套双层行走轨道设有斜腕臂工件上料装置、斜腕臂夹具、斜腕臂拧紧机和斜腕臂寻孔机。该平台实现了腕臂的自动装配，生产效率和稳定性高。

Description

接触网腕臂自动装配平台及其装配方法
技术领域
本发明属于接触网设备技术领域，具体涉及一种接触网腕臂自动装配平台及其装配方法。
背景技术
目前，我国铁路建设正在积极进行，接触网作为其中重要的设备之一，为火车及动车、高铁等提供能量源。目前接触网腕臂装配工作都是人工进行的，工作劳动强度大，稳定性不好，因此有一部分设备厂商试图研发预配平台来提高效率，但都因为其效率以及稳定性不佳，而没有取得很好的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种接触网腕臂自动装配平台及其装配方法，实现了腕臂的自动装配，提高了生产效率，稳定性高。
本发明所采用的技术方案是：
一种接触网腕臂自动装配平台，包括两套双层行走轨道、位于两套双层行走轨道中间的一排带导向凹槽的托轮和位于两套双层行走轨道上方的两套三坐标机械手；一套双层行走轨道可移动的承载有平腕臂工件上料装置、平腕臂夹具、平腕臂拧紧机和平腕臂寻孔机，平腕臂工件上料装置和平腕臂寻孔机分别位于双层行走轨道的上层两端，平腕臂夹具和平腕臂拧紧机分别位于上下层，平腕臂夹具能夹取平腕臂工件上料装置上的平腕臂工件并穿套在平腕臂上，平腕臂拧紧机能拧紧平腕臂工件上的螺栓，平腕臂寻孔机能寻找定位平腕臂上的圆孔并带动平腕臂旋转；另一套双层行走轨道可移动的承载有斜腕臂工件上料装置、斜腕臂夹具、斜腕臂拧紧机和斜腕臂寻孔机，斜腕臂工件上料装置和斜腕臂寻孔机分别位于双层行走轨道的上层两端，斜腕臂夹具和斜腕臂拧紧机分别位于上下层，斜腕臂夹具能夹取斜腕臂工件上料装置上的斜腕臂工件并穿套在斜腕臂上，斜腕臂拧紧机能拧紧斜腕臂工件上的螺栓，斜腕臂寻孔机能寻找定位斜腕臂上的圆孔并带动斜腕臂旋转；两套三坐标机械手均能在X轴、Y轴和Z轴方向自由移动且工作区域涵盖平腕臂及斜腕臂的上料位置、出料位置和工件装配位置。
进一步地，平腕臂拧紧机和斜腕臂拧紧机均包括能升降的拧紧扳手。
进一步地，平腕臂寻孔机包括能旋转的夹子，夹子上带有能伸入平腕臂上的圆孔的销钉；斜腕臂寻孔机包括能旋转的夹子，夹子上带有能伸入斜腕臂上的圆孔的销钉。
进一步地，两套三坐标机械手安装在外侧机架上。
进一步地，两套三坐标机械手移动位置由伺服精确控制。
进一步地，两套双层行走轨道底部均与机台底板固定。
进一步地，平腕臂夹具与一根平腕臂上的平腕臂工件一一对应，斜腕臂夹具与一根斜腕臂上的斜腕臂工件一一对应。
上述接触网腕臂自动装配平台的装配方法是，平腕臂与斜腕臂同时装配且装配步骤相同，其中，平腕臂的装配步骤包括：
S1、将平腕臂切割至所需长度并推送至托轮上，后方的三坐标机械手移动到平腕臂的某个位置并夹住平腕臂往后拖拽到合适位置，前方的三坐标机械手移动到合适位置并夹住平腕臂，两个三坐标机械手共同将平腕臂移放在平腕臂工位，平腕臂上的圆孔正好处在平腕臂寻孔机能配合的位置；
S2、平腕臂到达平腕臂工位之前，工人先将平腕臂工件放在平腕臂工件上料装置上并将平腕臂工件上料装置推送到合适位置，平腕臂夹具夹取带走平腕臂工件上料装置上的平腕臂工件且平腕臂工件上的螺栓始终头部朝下，平腕臂到达平腕臂工位之后，平腕臂夹具带动平腕臂工件往平腕臂上穿套，平腕臂夹具托住平腕臂后，靠近夹具端的三坐标机械手松开并撤走，然后其余平腕臂夹具继续往平腕臂上穿套，向平腕臂寻孔机方向移动，所有平腕臂工件都套到平腕臂上后，平腕臂寻孔机寻找平腕臂上的圆孔，找到后夹住圆孔并旋转到固定角度，平腕臂夹具带动平腕臂工件移动到加工数据表上所给的数据位置；
S3、平腕臂拧紧机移动到平腕臂工件正下方，拧紧平腕臂工件上的螺栓，将平腕臂工件锁在平腕臂上，锁好一个平腕臂工件后，对应的平腕臂夹具打开，依次锁好每一个平腕臂工件，锁紧时，平腕臂夹具保持平腕臂工件不动，平腕臂寻孔机根据平腕臂工件在平腕臂上的设计角度带动平腕臂旋转指定角度，一根平腕臂上所有的平腕臂工件都锁好后，两套三坐标机械手将平腕臂夹住并取出放在成品出料台上，整个平腕臂装配完成。
本发明的有益效果是：
该平台实现了腕臂的自动装配，提高了生产效率，降低了劳动强度；在该平台中，平腕臂和斜腕臂分开装配，因此上料装置、夹具、拧紧机和寻孔机更具有针对性，稳定性极高，效率也大大提高；在该平台中，当工件及工艺发生变化时，只需要将夹具做少量修改，就能满足新需求。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例的主视图。
图3是本发明实施例的俯视图。
图4是本发明实施例的左视图。
图5是平腕臂和斜腕臂装配工件后的示意图。
图6是图5中一种腕臂工件的示意图。
图7是图5中另一种腕臂工件的示意图。
图中：1-前方的三坐标机械手；2-后方的三坐标机械手；3-1号斜腕臂夹具；4-2号夹斜腕臂具；5-3号斜腕臂夹具；6-托轮；7-斜腕臂工件上料装置；8-平腕臂工件上料装置；9-3号平腕臂夹具；10-2号平腕臂夹具；11-1号平腕臂夹具；12-双层行走轨道(平腕臂)；13-2号平腕臂拧紧机；14-1号平腕臂拧紧机；15-平腕臂寻孔机；16-双层行走轨道(斜腕臂)；17-斜腕臂寻孔机；18-1号平腕臂工件；19-平腕臂；20-2号平腕臂工件；21-3号平腕臂工件；22-1号斜腕臂工件；23-2号斜腕臂工件；24-3号斜腕臂工件；25-斜腕臂；26-一种腕臂工件螺栓；27-一种腕臂工件；28-一种腕臂工件零件；29-另一种腕臂工件螺栓；30-另一种腕臂工件；31-另一种腕臂工件零件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
一种接触网腕臂自动装配平台，包括两套双层行走轨道12和16(两套双层行走轨道12和16底部均与机台底板固定)，位于两套双层行走轨道12和16中间的一排带导向凹槽的托轮6，位于两套双层行走轨道12和16上方的两套三坐标机械手1和2；一套双层行走轨道12可移动的承载有平腕臂工件上料装置8，平腕臂夹具9、10和11，平腕臂拧紧机13和14，平腕臂寻孔机15(平腕臂夹具9、10和11与一根平腕臂19上的平腕臂工件18、20和21一一对应，在本实施例中，平腕臂夹具9、10和11采用三个，可以根据实际情况增加或减少，平腕臂拧紧机13和14采用两个，也可以根据实际工况需求增加或减少)；平腕臂工件上料装置8和平腕臂寻孔机15分别位于双层行走轨道12的上层两端，平腕臂夹具9、10和11以及平腕臂拧紧机13和14分别位于上下层，平腕臂夹具9、10和11能夹取带走平腕臂工件上料装置8上的平腕臂工件18、20和21并穿套在平腕臂19上，平腕臂拧紧机13和14能拧紧平腕臂工件18、20和21上的螺栓26或29(平腕臂拧紧机13和14包括能升降的拧紧扳手，拧紧扳手上升到位后拧紧平腕臂工件18、20和21上的螺栓26或29，拧紧后下降)，平腕臂寻孔机15能寻找定位平腕臂19上的圆孔并带动平腕臂19旋转(平腕臂寻孔机15属于现有技术，如，申请号为201910032453.5的“管料装配平台生产线”中公开的“寻孔部分”，主要包括能旋转的夹子，夹子上带有能伸入平腕臂19上的圆孔的销钉)；另一套双层行走轨道16可移动的承载有斜腕臂工件上料装置7，斜腕臂夹具3、4和5，斜腕臂拧紧机(图中未表现出)，斜腕臂寻孔机17(斜腕臂夹具3、4和5与一根斜腕臂25上的斜腕臂工件22、23和24一一对应，在本实施例中，斜腕臂夹具3、4和5采用三个，可以根据实际情况增加或减少，斜腕臂拧紧机两个，也可以根据实际工况需求增加或减少)；斜腕臂工件上料装置7和斜腕臂寻孔机17分别位于双层行走轨道16的上层两端，斜腕臂夹具3、4和5以及斜腕臂拧紧机分别位于上下层，斜腕臂夹具3、4和5能夹取带走斜腕臂工件上料装置7上的斜腕臂工件22、23和24并穿套在斜腕臂25上，斜腕臂拧紧机能拧紧斜腕臂工件22、23和24上的螺栓26或29(斜腕臂拧紧机包括能升降的拧紧扳手，拧紧扳手上升到位后拧紧斜腕臂工件22、23和24上的螺栓26或29，拧紧后下降)，斜腕臂寻孔机17能寻找定位斜腕臂25上的圆孔并带动斜腕臂25旋转(斜腕臂寻孔机17属于现有技术，如，申请号为201910032453.5的“管料装配平台生产线”中公开的“寻孔部分”，主要包括能旋转的夹子，夹子上带有能伸入斜腕臂25上的圆孔的销钉)；两套三坐标机械手1和2均能在X轴、Y轴和Z轴方向自由移动且工作区域涵盖平腕臂19及斜腕臂25的上料位置、出料位置和工件装配位置(两套三坐标机械手1和2安装在外侧机架上，防止与双层行走轨道12和16干涉，而且两套三坐标机械手1和2移动位置由伺服精确控制)。
上述接触网腕臂自动装配平台进行装配时，平腕臂19与斜腕臂25同时装配且装配步骤相同，以平腕臂19的装配为例，包括步骤：
S1、将平腕臂19切割至所需长度并推送至托轮6上，后方的三坐标机械手2移动到平腕臂19的某个位置并夹住平腕臂19往后拖拽到合适位置，前方的三坐标机械手1移动到合适位置并夹住平腕臂19，两个三坐标机械手1和2共同将平腕臂19移放在平腕臂工位，平腕臂19上的圆孔正好处在平腕臂寻孔机15能配合的位置；
S2、平腕臂19到达平腕臂工位之前，工人先将平腕臂工件18、20和21放在平腕臂工件上料装置8上并将平腕臂工件上料装置8推送到合适位置，平腕臂夹具9、10和11夹取带走平腕臂工件上料装置8上的平腕臂工件18、20和21且平腕臂工件18、20和21上的螺栓26或29始终头部朝下，平腕臂19到达平腕臂工位之后，平腕臂夹具11带动平腕臂工件18往平腕臂19上穿套，平腕臂夹具11托住平腕臂后，靠近夹具端的三坐标机械手2松开并撤走，然后其余平腕臂夹具9和10继续往平腕臂19上穿套，向平腕臂寻孔机15方向移动，所有平腕臂工件18、20和21都套到平腕臂19上后，平腕臂寻孔机15寻找平腕臂15上的圆孔，找到后夹住圆孔并旋转到固定角度，平腕臂夹具9、10和11带动平腕臂工件18、20和21移动到加工数据表上所给的数据位置；
S3、平腕臂拧紧机14移动到平腕臂工件18正下方，拧紧平腕臂工件18上的螺栓26或29，将平腕臂工件18锁在平腕臂19上，锁好一个平腕臂工件18后，对应的平腕臂夹具11打开，依次锁好每一个平腕臂工件18、20和21，锁紧时，平腕臂夹具9、10和11保持平腕臂工件18、20和21不动，平腕臂寻孔机15根据平腕臂工件18、20和21在平腕臂19上的设计角度带动平腕臂19旋转指定角度，一根平腕臂19上所有的平腕臂工件18、20和21都锁好后，两套三坐标机械手1和2将平腕臂19夹住并取出放在成品出料台上，整个平腕臂19装配完成。
该平台实现了腕臂的自动装配，提高了生产效率，降低了劳动强度；在该平台中，平腕臂19和斜腕臂25分开装配，因此上料装置、夹具、拧紧机和寻孔机更具有针对性，稳定性极高，效率也大大提高；在该平台中，当工件及工艺发生变化时，只需要将夹具做少量修改，就能满足新需求。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种接触网腕臂自动装配平台，其特征在于：包括两套双层行走轨道、位于两套双层行走轨道中间的一排带导向凹槽的托轮和位于两套双层行走轨道上方的两套三坐标机械手；一套双层行走轨道可移动的承载有平腕臂工件上料装置、平腕臂夹具、平腕臂拧紧机和平腕臂寻孔机，平腕臂工件上料装置和平腕臂寻孔机分别位于双层行走轨道的上层两端，平腕臂夹具和平腕臂拧紧机分别位于上下层，平腕臂夹具能夹取平腕臂工件上料装置上的平腕臂工件并穿套在平腕臂上，平腕臂拧紧机能拧紧平腕臂工件上的螺栓，平腕臂寻孔机能寻找定位平腕臂上的圆孔并带动平腕臂旋转；另一套双层行走轨道可移动的承载有斜腕臂工件上料装置、斜腕臂夹具、斜腕臂拧紧机和斜腕臂寻孔机，斜腕臂工件上料装置和斜腕臂寻孔机分别位于双层行走轨道的上层两端，斜腕臂夹具和斜腕臂拧紧机分别位于上下层，斜腕臂夹具能夹取斜腕臂工件上料装置上的斜腕臂工件并穿套在斜腕臂上，斜腕臂拧紧机能拧紧斜腕臂工件上的螺栓，斜腕臂寻孔机能寻找定位斜腕臂上的圆孔并带动斜腕臂旋转；两套三坐标机械手均能在X轴、Y轴和Z轴方向自由移动且工作区域涵盖平腕臂及斜腕臂的上料位置、出料位置和工件装配位置。
2.如权利要求1所述的接触网腕臂自动装配平台，其特征在于：平腕臂拧紧机和斜腕臂拧紧机均包括能升降的拧紧扳手。
3.如权利要求1所述的接触网腕臂自动装配平台，其特征在于：平腕臂寻孔机包括能旋转的夹子，夹子上带有能伸入平腕臂上的圆孔的销钉；斜腕臂寻孔机包括能旋转的夹子，夹子上带有能伸入斜腕臂上的圆孔的销钉。
4.如权利要求1所述的接触网腕臂自动装配平台，其特征在于：两套三坐标机械手安装在外侧机架上。
5.如权利要求1所述的接触网腕臂自动装配平台，其特征在于：两套三坐标机械手移动位置由伺服精确控制。
6.如权利要求1所述的接触网腕臂自动装配平台，其特征在于：两套双层行走轨道底部均与机台底板固定。
7.如权利要求1所述的接触网腕臂自动装配平台，其特征在于：平腕臂夹具与一根平腕臂上的平腕臂工件一一对应，斜腕臂夹具与一根斜腕臂上的斜腕臂工件一一对应。
8.一种基于如权利要求1至7任一所述的接触网腕臂自动装配平台的接触网腕臂装配方法，其特征在于：平腕臂与斜腕臂同时装配且装配步骤相同，其中，平腕臂的装配步骤包括，
S1、将平腕臂切割至所需长度并推送至托轮上，后方的三坐标机械手移动到平腕臂的某个位置并夹住平腕臂往后拖拽到合适位置，前方的三坐标机械手移动到合适位置并夹住平腕臂，两个三坐标机械手共同将平腕臂移放在平腕臂工位，平腕臂上的圆孔正好处在平腕臂寻孔机能配合的位置；
S2、平腕臂到达平腕臂工位之前，工人先将平腕臂工件放在平腕臂工件上料装置上并将平腕臂工件上料装置推送到合适位置，平腕臂夹具夹取带走平腕臂工件上料装置上的平腕臂工件且平腕臂工件上的螺栓始终头部朝下，平腕臂到达平腕臂工位之后，平腕臂夹具带动平腕臂工件往平腕臂上穿套，平腕臂夹具托住平腕臂后，靠近夹具端的三坐标机械手松开并撤走，然后其余平腕臂夹具继续往平腕臂上穿套，向平腕臂寻孔机方向移动，所有平腕臂工件都套到平腕臂上后，平腕臂寻孔机寻找平腕臂上的圆孔，找到后夹住圆孔并旋转到固定角度，平腕臂夹具带动平腕臂工件移动到加工数据表上所给的数据位置；
S3、平腕臂拧紧机移动到平腕臂工件正下方，拧紧平腕臂工件上的螺栓，将平腕臂工件锁在平腕臂上，锁好一个平腕臂工件后，对应的平腕臂夹具打开，依次锁好每一个平腕臂工件，锁紧时，平腕臂夹具保持平腕臂工件不动，平腕臂寻孔机根据平腕臂工件在平腕臂上的设计角度带动平腕臂旋转指定角度，一根平腕臂上所有的平腕臂工件都锁好后，两套三坐标机械手将平腕臂夹住并取出放在成品出料台上，整个平腕臂装配完成。
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