CN110911072B

CN110911072B - 一种锁紧挡圈自动锁紧装置

Info

Publication number: CN110911072B
Application number: CN201911032973.2A
Authority: CN
Inventors: 肖峰; 吴晓喜; 王丽; 马康迪
Original assignee: Hunan Lince Rolling Stock Equipment Co Ltd
Current assignee: Hunan Lince Rolling Stock Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2039-10-28
Also published as: CN110911072A

Abstract

一种锁紧挡圈自动锁紧装置，包括瓷柱导料存料机构、上锁紧机构、下送料机构和机架；瓷柱导料存料机构、上锁紧机构、下送料机构均设置在机架上；上锁紧机构包括上锁紧底板、上锁紧气缸、左右锁紧臂、上升降气缸和导轨三；下送料机构包括下送料机构底板、导轨一、夹爪机构、升降气缸、下送料机构支撑板、导轨二、卡爪机构、推送气缸、提升气缸、直线轴承及导杆，本装置连接电路控制单元和气路控制单元。此装置结构紧凑，自动化程度高，机械保证电阻带安装孔、锁紧挡圈、瓷柱在同轴上，锁紧挡圈锁紧效果明显改善，提高了生产效率，节约了人力成本。

Description

一种锁紧挡圈自动锁紧装置

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种制动电阻制作装置，尤其涉及一种锁紧挡圈自动锁紧装置。

背景技术

制动电阻主要是实现轨道车辆牵引电机的能耗制动控制，将电机的再生电能转化为热能的装置。制动电阻主要是几组电阻元件组成，电阻元件由电阻带焊接或绕制组成，电阻带因通过大电流会产出热能，为保证即使电阻带弯曲变形也不至于引起电阻带间接触短路，电阻片与电阻片之间需要增加瓷柱隔离，瓷柱通过锁紧挡圈将电阻带与瓷柱锁住并保持一定距离。

目前，普遍采用锁紧钳将电阻带与瓷柱用锁紧挡圈锁住。因锁紧钳不是平行运动，且难保证锁紧挡圈与瓷柱同轴，所以锁紧挡圈卡爪有不均匀变形而锁紧不牢固现象。制动电阻装在地铁上，地铁运行有一定的振动，如果锁紧挡圈脱落，甚至会引起制动电阻故障。

锁紧挡圈自动锁紧装置是根据锁紧挡圈与瓷柱须同轴，锁紧力可调，降低人力成本的条件下合理设计机构动作轨迹的一种机械装置。大多数公司采用自制或锁紧钳等工具，此工具结构简单，但耗时耗工，且对工人要求高，锁紧效率一致性不好，因此需要一种自动锁紧装置以解决现有工艺制作中存在的问题。

发明内容

针对上述采用锁紧钳存在的技术问题，本发明提供一种自动装夹瓷柱、自动锁紧瓷柱的锁紧挡圈自动锁紧装置。

实现本发明的具体技术方案如下：

一种锁紧挡圈自动锁紧装置，包括瓷柱导料存料机构、上锁紧机构、下送料机构和机架；瓷柱导料存料机构、上锁紧机构、下送料机构均设置在机架上；上锁紧机构包括上锁紧底板，其上固定安装有导轨三，导轨三上安装上锁紧气缸，上锁紧气缸上安装有左右锁紧臂，并控制左右锁紧臂松开和锁紧，上锁紧机构还包括上升降气缸，上升降气缸与上锁紧底板连接以实现上锁紧机构上下运动；下送料机构包括下送料机构底板，其上固定安装有导轨一，导轨一上安装有夹爪机构完成瓷柱夹紧动作，夹爪机构与升降气缸连接实现上下移动，下送料机构还包括下送料机构支撑板，其上固定安装有导轨二，其下部与提升气缸连接，导轨二上安装有卡爪机构完成瓷柱卡紧动作，卡爪机构通过推送气缸实现前后运动，通过提升气缸实现上下运动，并在上下运动时通过直线轴承及导杆导向。

进一步的，所述夹爪机构包括前后夹爪和夹紧气缸，夹紧气缸驱动前后夹爪实现瓷柱夹紧动作。

进一步的，所述卡爪机构包括左右卡爪和锁紧气缸，锁紧气缸驱动左右卡爪实现瓷柱卡紧动作。

进一步的，所述瓷柱导料存料机构中备的瓷柱通过卡爪机构锁紧抓取，所述夹爪机构将卡爪机构抓取的瓷柱从卡爪机构锁紧的垂直方向锁紧，夹爪机构将瓷柱锁紧后卡爪机构松开瓷柱。

进一步的，所述夹爪机构锁紧瓷柱后带动瓷柱上移至机架上部的工作面板处，将电阻带瓷柱安装孔套在瓷柱上。

进一步的，所述左右锁紧臂松开至安全位置时，将锁紧挡圈安装至左右锁紧臂前端的磁环上。

进一步的，所述锁紧挡圈自动锁紧装置连接电路控制单元和气路控制单元，气路控制单元包括三位五通电磁阀、汇流板、气动两联件、节流阀。

进一步的，所述电路控制单元包含PLC芯片、感应开关和HMI系统，HMI系统与PLC芯片连接，通过HMI屏可操作控制锁紧挡圈自动锁紧装置工作、显示和设置锁紧力，PLC芯片通过控制三位五通电磁线圈来控制三位五通电磁阀，达到控制各气缸运动的作用，PLC芯片控制连接安装在各气缸两端的感应开关，控制气缸伸缩位置。

本发明的有益效果为：

（1）此装置通过上锁紧机构，下送料机构机械定位保证锁紧挡圈与瓷柱在同轴位置，保证锁紧挡圈卡齿变形均匀，从而锁紧挡圈锁紧更牢靠；

（2）通过锁紧钳锁紧瓷柱与挡圈时，需要一人用钳子固定瓷柱，一人用锁紧钳锁紧挡圈，通过此装置只需一人就能完成；下送料机构自动装夹、移动瓷柱，只需一人将锁紧挡圈固定在上锁紧机构磁环上就可轻松完成锁紧工作；

（3）上锁紧机构锁紧力由气缸提供，气缸通过比例阀调节气压，从而调节锁紧力；锁紧力可以在HMI屏上显示及设置，实现锁紧力可调节功能；

（4）导料存料机构可以存储不同长度的瓷柱，下送料机构能装夹不同长度的瓷柱，上锁紧机构能够调节锁紧力，所以此装置能适用多种规格的锁紧挡圈锁紧功能；

（5）本装置各个运动部件都设置有缓冲装置，可以有效降低机构行程末端的冲击，提高机构的寿命；

（6）本装置设置气压保护功能、安全控制回路、安全保护传感器，从而保证此设备安全可靠。

附图说明

图1为本发明锁紧挡圈自动锁紧装置示意图；

图2为本发明锁紧挡圈自动锁紧装置隐藏作业面板结构示意图1；

图3为本发明锁紧挡圈自动锁紧装置隐藏作业面板结构示意图2；

图4为本发明下送料机构结构示意图；

图5为本发明卡爪机构结构示意图；

图6为本发明夹紧机构结构示意图；

图7为本发明直线轴承及导杆结构示意图；

图8为本发明锁紧挡圈装夹效果图；

图9为本发明上锁紧机构结构示意图；

图10为本发明电路控制关系连接关系示意图；

图11为本发明气路控制关系连接关系示意图。

1、瓷柱导料存料机构；2、下送料机构；21、卡爪机构；211、左右卡爪；212、锁紧气缸；22、下送料机构支撑板；23、夹爪机构；231、前后夹爪；232、夹紧气缸；24、导轨一；25、升降气缸；26、推送气缸；27、提升气缸；28、直线轴承；29、导杆；20、导轨二；201、下送料机构底板；3、上锁紧机构；31、左右锁紧臂；32、上升降气缸；33、上锁紧气缸；34、上锁紧底板；35、导轨三；4、机架；41、作业面板；5、电阻带；6、瓷柱；7、锁紧挡圈；8、HMI系统。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。

实施例1

如图1至图3所示，一种锁紧挡圈自动锁紧装置，包括瓷柱导料存料机构1、上锁紧机构3、下送料机构2和机架4，瓷柱导料存料机构1、上锁紧机构3、下送料机构2均设置在机架4上，机架4上部设置有作业面板41。

如图9所示，上锁紧机构3包括上锁紧底板34，其上固定安装有导轨三35，导轨三35上安装上锁紧气缸33，上锁紧气缸33上安装有左右锁紧臂31，并控制左右锁紧臂31松开和锁紧，上锁紧机构3还包括上升降气缸32，上升降气缸32与上锁紧底板34连接以实现上锁紧机构3上下运动。

如图4至图7所示，下送料机构2包括下送料机构底板201，其上固定安装有导轨一24，导轨一24上安装有夹爪机构23，夹爪机构23包括前后夹爪231和夹紧气缸232，夹紧气缸232驱动前后夹爪231实现瓷柱夹紧动作，夹爪机构23与升降气缸25连接实现上下移动，下送料机构还包括下送料机构支撑板22，其上固定安装有导轨二20，其下部与提升气缸27连接，导轨二20上安装有卡爪机构21，卡爪机构21包括左右卡爪211和锁紧气缸212，锁紧气缸212驱动左右卡爪211实现瓷柱卡紧动作，卡爪机构21通过推送气缸26实现前后运动，通过提升气缸27实现上下运动（提升气缸27上带有滑轨），并在上下运动时通过直线轴承28及导杆29导向。

如图10、11所示，锁紧挡圈自动锁紧装置连接电路控制单元和气路控制单元，气路控制单元包括三位五通电磁阀、汇流板、气动两联件、节流阀。电路控制单元包含PLC芯片、感应开关（SA11、SA12、SA21、SA22、SA31、SA32、SA41、SA42、SA51、SA52、SA61、SA62、SA71、SA72）、三位五通电磁线圈（KA11、KA12、KA21、KA22、KA31、KA32、KA41、KA42、KA51、KA52、KA61、KA62、KA71、KA72）和HMI系统8，HMI系统8与PLC芯片连接，通过HMI屏可操作控制锁紧挡圈自动锁紧装置工作、显示和设置锁紧力，PLC芯片通过控制三位五通电磁线圈来控制三位五通电磁阀（KA11、KA12分别安装在控制推送气缸26的三位五通电磁阀前、后位置，KA21、KA22分别安装在控制提升气缸27的三位五通电磁阀下、上位置，KA31、KA32分别安装在控制升降气缸25的三位五通电磁阀下、上位置，KA41、KA42分别安装在控制锁紧气缸212的三位五通电磁阀左、右位置，KA51、KA52分别安装在控制夹紧气缸232的三位五通电磁阀前、后位置，KA61、KA62分别安装在控制上升降气缸32的三位五通电磁阀下、上位置，KA71、KA72分别安装在控制上锁紧气缸33的三位五通电磁阀左、右位置），达到控制各气缸运动的作用，PLC芯片控制连接安装在各气缸两端的感应开关（SA11、SA12分别安装在推送气缸26前、后位置，SA21、SA22分别安装在提升气缸27下、上位置，SA31、SA32分别安装在升降气缸25下、上位置，SA41、SA42分别安装在锁紧气缸212左、右位置，SA51、SA52分别安装在夹紧气缸232前、后位置，SA61、SA62分别安装在上升降气缸32的下、上位置，SA71、SA72分别安装在上锁紧气缸33的左、右位置），控制气缸伸出缩回位置，便于各个机构的位置控制，以此实现上锁紧机构3、下送料机构2自动抓取夹紧、松开退回过程。

实施例2

一种锁紧挡圈自动锁紧装置的作业方法，抓取夹紧过程与松开退回过程相反，方法同理可得，自动抓取夹紧过程装置自动作业方式如下：

预备：当电气供应良好，按下HMI系统8的开始按钮即可开始启动设备。

第一步：提取瓷柱6，锁紧气缸212将卡爪机构21松开到安全位置，提升气缸27将卡爪机构21向上提升50mm，推送气缸26将卡爪机构21推送到瓷柱导料存料机构1，使卡爪机构21正好在瓷柱6正上方，提升气缸27将卡爪机构21回到初始位置，锁紧气缸212带动卡爪机构21的左右卡爪211将瓷柱6锁紧，最后提升气缸27将卡爪机构21向上提升50mm。

第二步：抓取瓷柱6，夹紧气缸232将夹爪机构23的前后夹爪231松开到安全位置，升降气缸25将夹爪机构23移动到初始位置，推送气缸26将卡爪机构21回到初始位置，提升气缸27将卡爪机构21回到下初始位置，夹紧气缸232将夹爪机构23前后夹爪231锁紧，同时将瓷柱6锁紧，锁紧气缸212带动卡爪机构21的左右卡爪211松开。

第三步：移动瓷柱6，升降气缸25将夹爪机构23移动到工作面板41位置，即此时瓷柱6也已到达工作位置，人工将电阻带5瓷柱安装孔套在瓷柱6上。

第四步：锁紧挡圈7上料，上锁紧机构3的上升降气缸32控制左右锁紧臂31提升到最高位，上锁紧气缸33控制左右锁紧臂31松开到安全位置，人工将锁紧挡圈7安装在左右锁紧臂31的磁环上。

第五步：锁紧，上升降气缸32将左右锁紧臂31下降到到初始位，机械保证电阻带5安装孔、锁紧挡圈7、瓷柱6在同轴上，上锁紧气缸33将左右锁紧臂31锁紧，使锁紧挡圈7锁住电阻带5与瓷柱6，如图8所示。

第六步：回原位，上锁紧气缸33将左右锁紧臂31松开，上锁紧机构3的上升降气缸32到最高位，夹紧气缸232控制夹爪机构23前后夹爪231松开，升降气缸25将夹爪机构23移到初始位置。

实施例3

锁紧挡圈自动锁紧装置可手动作业，主要是测试功能时使用，设备调试正常后，通过增加权限功能，限制非专业人士使用。手动作业方式与自动作业方式的抓取夹紧过程与松开退回过程、力的传递方式相同，只是过程中由人工点击HMI系统8的按钮完成。

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

Claims

1.一种锁紧挡圈自动锁紧装置，包括瓷柱导料存料机构、上锁紧机构、下送料机构和机架；瓷柱导料存料机构、上锁紧机构、下送料机构均设置在机架上；

上锁紧机构包括上锁紧底板，其上固定安装有导轨三，导轨三上安装上锁紧气缸，上锁紧气缸上安装有左右锁紧臂，并控制左右锁紧臂松开和锁紧，上锁紧机构还包括上升降气缸，上升降气缸与上锁紧底板连接以实现上锁紧机构上下运动；

下送料机构包括下送料机构底板，其上固定安装有导轨一，导轨一上安装有夹爪机构完成瓷柱夹紧动作，夹爪机构与升降气缸连接实现上下移动，下送料机构还包括下送料机构支撑板，其上固定安装有导轨二，其下部与提升气缸连接，导轨二上安装有卡爪机构完成瓷柱卡紧动作，卡爪机构通过推送气缸实现前后运动，通过提升气缸实现上下运动，并在上下运动时通过直线轴承及导杆导向，所述卡爪机构完成瓷柱卡紧动作后，所述提升气缸先将卡爪机构向上提升，所述夹爪机构松开到安全位置并同时回到初始位置，待所述卡爪机构回到初始位置后，所述夹爪机构完成瓷柱夹紧动作，接着所述卡爪机构松开；

所述下送料机构在完成瓷柱夹紧动作与卡爪机构松开后，所述升降气缸将夹爪机构移动到工作面板，人工完成将电阻带套在移动到工作面板的瓷柱上和上紧锁机构上料后，所述上升降气缸将左右锁紧臂下降到初始位，使要锁紧的物料同轴，接着所述上锁紧气缸将左右锁紧臂锁紧，以实现锁紧挡圈自动锁紧。

2.根据权利要求1所述的一种锁紧挡圈自动锁紧装置，其特征在于，所述夹爪机构包括前后夹爪和夹紧气缸，夹紧气缸驱动前后夹爪实现瓷柱夹紧动作。

3.根据权利要求1所述的一种锁紧挡圈自动锁紧装置，其特征在于，所述卡爪机构包括左右卡爪和锁紧气缸，锁紧气缸驱动左右卡爪实现瓷柱卡紧动作。

4.根据权利要求1所述的一种锁紧挡圈自动锁紧装置，其特征在于，所述瓷柱导料存料机构中备的瓷柱通过卡爪机构锁紧抓取，所述夹爪机构将卡爪机构抓取的瓷柱从卡爪机构锁紧的垂直方向锁紧，夹爪机构将瓷柱锁紧后卡爪机构松开瓷柱。

5.根据权利要求4所述的一种锁紧挡圈自动锁紧装置，其特征在于，所述夹爪机构锁紧瓷柱后带动瓷柱上移至机架上部的工作面板处，将电阻带瓷柱安装孔套在瓷柱上。

6.根据权利要求1所述的一种锁紧挡圈自动锁紧装置，其特征在于，所述左右锁紧臂松开至安全位置时，将锁紧挡圈安装至左右锁紧臂前端的磁环上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种锁紧挡圈自动锁紧装置，其特征在于，所述锁紧挡圈自动锁紧装置连接电路控制单元和气路控制单元，气路控制单元包括三位五通电磁阀、汇流板、气动两联件、节流阀。

8.根据权利要求7所述的一种锁紧挡圈自动锁紧装置，其特征在于，所述电路控制单元包含PLC芯片、感应开关、三位五通电磁线圈和HMI系统，HMI系统与PLC芯片连接，通过HMI屏可操作控制锁紧挡圈自动锁紧装置工作、显示和设置锁紧力，PLC芯片通过控制三位五通电磁线圈来控制三位五通电磁阀，达到控制各气缸运动的作用，PLC芯片控制连接安装在各气缸两端的感应开关，控制气缸伸缩位置。