CN112077442A - 一种轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有可以实现轨道交通车辆中不同结构的墙体之间的自动化焊接，且变形小、质量更好等有益效果的轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构。具体工艺中墙体全部采用激光焊接，焊接过程中采用柔性化组焊设备；采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；同时仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换。基于上述新的组焊工艺，本发明采用全流程自动化激光焊接生产设备及其布局，包括蒙皮自动上料系统、龙门式切焊系统、蒙皮切割拼焊夹具系统、产品柔性切焊平台系统、骨架组焊平台系统、骨架蒙皮随动压紧系统、产品翻转系统和安全防护外围设备等。

Description

一种轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构

技术领域

本发明涉及轨道客车的组成部件，即车辆墙体的焊接工艺及其生产布局结构技术领域。

背景技术

轨道车辆车厢墙体主要包括侧墙、端墙、顶板以及裙板（以下统称为墙体），墙体主要由蒙皮、骨架及相关连接附件组成。作为车辆的外观件，对尺寸、平面度、轮廓度等要求较高，是轨道车辆制造中的组焊控制重点。目前轨道车辆墙体常采用碳钢、不锈钢材料，制造工艺为人工传统弧焊、电阻点焊，焊接变形大，人工劳作强度高，效率低下。虽然近年来随着激光拼焊技术的日益成熟和广泛应用，轨道车辆领域也有很多尝试，但基本上还停留在板材类型蒙皮激光拼焊局部简单应用，整体自动化率不高，对于异型轮廓的蒙皮的墙体就无法满足。

以现有技术中用于轨道客车的碳钢侧墙为例，其墙体主要由蒙皮、骨架组件和纵梁组成，焊接方式则全部采用电阻点焊和弧焊连接的方法。进一步结合附图1，其制造工艺流程为：蒙皮开卷下料后进行平整处理，同时将骨架零件通过弧焊组成骨架组件，然后将蒙皮与骨架组件通过电阻焊将进行点固组对，再接下来将纵梁通过弧焊与组对后的组件一起完成焊接，得到成品。本专利申请的发明人发现，上述的制造工艺存在以下问题：1、蒙皮整体下料，生产占地面积大，虽然有平整工序，但是整体吊装过程中仍难保证平面度符合要求。2、碳钢侧墙整体结构，需大量人工参入组装，效率低，工装投入大，无法实现自动化。3、采用电阻焊和弧焊，焊接变形大，效率低下，焊接成型不美观，产生很多焊渣，需额外设置打磨修整工序，且能耗较大，产生大量烟尘和有毒气体。

针对上述问题，一项公开号为：CN110560897A，名为：一种轨道车辆板梁整体式侧墙组焊方法的发明专利公开了一种解决方案，它包括如下步骤：步骤一、将预切割的多块墙板焊接成墙板整体；步骤二、将所述墙板整体放在预组的骨架上，对所述墙板整体涨拉，并将所述墙板整体和所述骨架焊接成侧墙整体；步骤三、将零件焊接在所述侧墙整体上；步骤四、将焊接零件后的所述侧墙整体侧进行补强板点焊。

本专利申请的发明人发现，该技术同样存在如下一些不足：a) 该技术将单体蒙皮拼焊成整体后，再吊装放到预组骨架上，采用两端手动夹持拉紧控制蒙皮平面度，操作繁琐。b) 蒙皮总成与预组骨架组拼时，采用两端张紧方法，会造成侧墙模块焊后残留预应力，影响侧墙强度。c) 单体蒙皮拼接采用激光焊接，而骨架和骨架与蒙皮总成组焊等采用电阻焊或弧焊，仍存在效率低，热量大，变形大问题。d) 骨架的预组和所述侧墙模块整体的形成均是在总组点焊工装上完成，带着组焊工装整体吊运和翻转，效率低，安全性低。e)基本属于人工操作、吊装、转运，自动化程度低，效率低。

同时通过检索，另一项名为：一体化板材自动切焊设备，专利公开号为：CN110340671 A的发明专利，公开了一种用于解决板材之间激光拼焊的技术。但该技术解决的是常规形状的平面板材的激光拼焊，包括自动上料，自动定位，自动拼焊，未能解决轨道交通车间墙体异型面蒙皮的拼焊，及后续骨架组焊，蒙皮与骨架组焊等问题。

综上所述，目前缺少一种可以实现轨道交通车辆中不同结构的墙体之间的自动化焊接，且变形小、质量更好的焊接工艺及其生产布局结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可以实现轨道交通车辆中不同结构的墙体之间的自动化焊接，且变形小、质量更好的轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种轨道车辆墙体激光组焊工艺；墙体全部采用激光焊接，焊接过程中采用柔性化组焊设备；采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；同时仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换；具体包括如下步骤：

第一步，通过激光切割设备对用于组成墙体的蒙皮基板进行切割下料；

第二步，将切割后的蒙皮采用蒙皮基板自动上料装置按预设的拼焊要求进行自动拼接，拼接的同时结合自动焊接设备对拼缝进行焊接；

第三步，通过弧焊或激光填丝焊工艺对用于组成墙体的骨架物料进行组焊，使用骨架形成一个整体；

第四步，采用激光叠焊工艺将上述步骤中拼接后的蒙皮与组焊后的骨架进行组对固定，然后采用激光断续熔透焊工艺将骨架与蒙皮总成的一面完成组焊，形成墙体模块；

第五步，通过机器对第四步中完成组焊的墙体模块进行自动翻转，翻转角度为180度；

第六步，对翻转后的墙体模块采用激光熔透焊和激光叠焊工艺完成另一面的自动焊接；

第七步，通过机器对第六步中完成焊接的墙体模块再次进行自动翻转，翻转角度为180度；

第八步，通过自动下线设备将第七步中的产品进行自动的下线操作，得到下线的成品。

同时本发明还提供了一种基于上述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，它包括蒙皮自动上料系统、龙门式切焊系统、蒙皮切割拼焊夹具系统、产品柔性切焊平台系统、骨架组焊平台系统、骨架蒙皮随动压紧系统、产品翻转系统和安全防护外围设备；所述的蒙皮自动上料系统位于最前端，蒙皮自动上料系统的上料端与龙门式切焊系统的进料端相对接；龙门式切焊系统后连接有蒙皮切割拼焊夹具系统；蒙皮切割拼焊夹具系统与产品柔性切焊平台系统相连接；产品柔性切焊平台系统后连接有骨架蒙皮随动压紧系统；骨架蒙皮随动压紧系统后连接有产品翻转系统；所述的骨架组焊平台系统并排设置在产品柔性切焊平台系统的旁边。

作为优选，所述的蒙皮自动上料系统包括龙门架、水平移动轴系统、垂直升降轴系统、蒙皮吸盘夹具系统、单双张检测系统和蒙皮磁分平台；所述的水平移动轴系统安装于龙门架的横梁上，垂直升降轴系统安装于水平移动轴系统上；蒙皮吸盘夹具系统安装于垂直升降轴系统的升降臂上；蒙皮磁分平台设置于蒙皮吸盘夹具系统的下方；单双张检测系统安装于蒙皮磁分平台上。

作为优选，所述的龙门式切焊系统包括轨道、机器人悬挂龙门架、机器人安装底座、机器人系统和激光切焊系统；所述的机器人悬挂龙门架安装于轨道上；机器人安装底座与机器人悬挂龙门架的横梁固定连接；机器人系统安装于机器人安装底座上，激光切焊系统安装于机器人系统的移动臂上。

作为优选，所述的蒙皮切割拼焊夹具系统包括蒙皮前仿形压紧夹具龙门、蒙皮后仿形压紧夹具龙门、可拆仿形压紧机构、夹具系统轨道、横向定位可动滚轮和横向定位固定滚轮；所述的产品柔性切焊平台系统包括基台、可拆仿形台模块、仿形台模块角度调节机构、万向球牛眼、牵引机构滑轨、前引机构架、前引机构、后牵引机构架和后牵引机构；所述的皮前仿形压紧夹具龙门和蒙皮后仿形压紧夹具龙门依次安装在夹具系统轨道上；所述的可拆仿形压紧机构安装于上述两个夹具龙门的下方；所述的横向定位可动滚轮安装于基台上；所述的横向定位固定滚轮安装于可拆仿形台模块上；所述的基台固定于地基上，基台上铺设有高精度的万向球牛眼；可拆仿形台模块与基台之间铰接；可拆仿形台模块可自由转动，同时可根据产品异型面进行更换仿形台模块；仿形台模块角度调节机构的底部固定于基台上；仿形台模块角度调节机构的调节杆连接于可拆仿形台模块上；所述的牵引机构滑轨、前引机构架、前引机构、后牵引机构架和后牵引机构组成两组可移动式牵引机构，牵引机构能加持工件在平台上进行移动运输。

作为优选，所述的骨架蒙皮随动压紧系统包括随动压紧系统移动架、仿形压紧模块和标准压紧模块；所述的随动压紧系统移动架采用移动式龙门结构并可在夹具系统轨道上自由移动；所述的仿形压紧模块和标准压紧模块均安装于随动压紧系统移动架上，可对工件进行浮动压紧，压紧力可实时调节。

作为优选，所述的产品翻转系统包括翻转机头架、工装本体、万向球牛眼、压紧夹具和翻转机尾架；翻转机头架和翻转机尾架安装于地基上，工装本体安装于翻转机头架和翻转机尾架之间的法兰上，工装本体采用镂空结构，以避开工件背面焊接处；工装本体上设有万向球牛眼；压紧夹具安装于工装本体上，用于对工件的定位和压紧。

采用上述结构和工艺后，本发明具有如下有益效果：

本发明采用柔性化轨道车辆墙体激光组焊工艺方法，蒙皮、骨架及总成组焊均采用激光焊接，有效降低产品焊接变形。本发明采用柔性化组焊设备，结合适当工工艺装备，实现轨道交通墙体不同结构的自动化焊接，如直板墙体、弧形墙体等。同时设备为全自动上料、输送、装夹、定位、激光点焊、激光连续焊、激光切割；所有工件输送为全自动输送；所有焊接平台为自动夹具，上料或输送后自动夹紧工件；柔性化程度高，能满足平板墙体、弧形等异型墙体的组焊。

综上所述，本发明提供了一种可以实现轨道交通车辆中不同结构的墙体之间的自动化焊接，且变形小、质量更好的轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构。

附图说明

图1是现有技术中较为常见的用于轨道客车的碳钢侧墙的制造工艺流程图。

图2是本发明中用于轨道车辆墙体激光组焊工艺的流程示意图。

图3是本发明中用于轨道车辆墙体激光组焊工艺对应的整体生产布局结构示意图。

图4是本发明中蒙皮自动上料系统的组成示意图。

图5是本发明中龙门式切焊系统的组成示意图。

图6是本发明中蒙皮切割拼焊夹具系统的组成示意图。

图7是本发明中工件柔性切焊平台系统的组成示意图。

图8是本发明中骨架蒙皮总成随动压紧系统组成示意图。

图9是本发明中工件翻转系统的结构示意图。

如图所示：1-蒙皮自动上料系统；2-龙门式切焊系统；3-蒙皮切割拼焊夹具系统；4-工件柔性切焊平台系统；5-骨架组焊平台系统；6-骨架蒙皮总成随动压紧系统；7-工件翻转系统；101-龙门架；102-水平移动轴系统；103-垂直升降轴系统；104-蒙皮吸盘夹具系统；105-单双张检测系统；106-蒙皮磁分平台；107-蒙皮；201-轨道；202-机器人悬挂龙门架；203-机器人安装底座；204-机器人系统；205-激光切焊系统；301-蒙皮前仿形压紧夹具龙门；302-蒙皮后仿形压紧夹具龙门；303-可拆仿形压紧机构；304-夹具系统轨道；305-横向定位可动滚轮；306-横向定位固定滚轮；401-基台；402-可拆仿形台模块；403-仿形台模块角度调节机构；404-万向球牛眼；405-牵引机构滑轨；406-前引机构架；407-前引机构；408-后牵引机构架；409-后牵引机构；601-随动压紧系统移动架；602-仿形压紧模块；603-标准压紧模块；701-翻转机头架；702-工装本体；703-万向球牛眼；704-压紧夹具；705-翻转机尾架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图2到附图9，本发明公开了一种轨道车辆墙体激光组焊工艺；其墙体全部采用激光焊接，焊接过程中采用柔性化组焊设备；采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；同时仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换；具体包括如下步骤：

第一步，通过激光切割设备对用于组成墙体的蒙皮基板进行切割下料；

第二步，将切割后的蒙皮采用蒙皮基板自动上料装置按预设的拼焊要求进行自动拼接，拼接的同时结合自动焊接设备对拼缝进行焊接；

第三步，通过激光填丝焊工艺对用于组成墙体的骨架物料进行组焊，使用骨架形成一个整体；

第四步，采用激光叠焊工艺将上述步骤中拼接后的蒙皮与组焊后的骨架进行组对固定，然后采用激光断续熔透焊工艺将骨架与蒙皮总成的一面完成组焊，形成墙体模块；

第五步，通过机器对第四步中完成组焊的墙体模块进行自动翻转，翻转角度为180度；

第六步，对翻转后的墙体模块采用激光熔透焊和激光叠焊工艺完成另一面的自动焊接；

第七步，通过机器对第六步中完成焊接的墙体模块再次进行自动翻转，翻转角度为180度；

第八步，通过自动下线设备将第七步中的产品进行自动的下线操作，得到下线的成品。

同时本发明还提供了一种基于上述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，它包括蒙皮自动上料系统1、龙门式切焊系统2、蒙皮切割拼焊夹具系统3、产品柔性切焊平台系统4、骨架组焊平台系统5、骨架蒙皮随动压紧系统6、产品翻转系统7和安全防护外围设备；所述的蒙皮自动上料系统1位于最前端，蒙皮自动上料系统1的上料端与龙门式切焊系统2的进料端相对接；龙门式切焊系统2后连接有蒙皮切割拼焊夹具系统3；蒙皮切割拼焊夹具系统3与产品柔性切焊平台系统4相连接；产品柔性切焊平台系统4后连接有骨架蒙皮随动压紧系统6；骨架蒙皮随动压紧系统6后连接有产品翻转系统7；所述的骨架组焊平台系统5并排设置在产品柔性切焊平台系统4的旁边。

作为优选，所述的蒙皮自动上料系统1包括龙门架101、水平移动轴系统102、垂直升降轴系统103、蒙皮吸盘夹具系统104、单双张检测系统105和蒙皮磁分平台106；所述的水平移动轴系统102安装于龙门架101的横梁上，垂直升降轴系统103安装于水平移动轴系统102上；蒙皮吸盘夹具系统104安装于垂直升降轴系统103的升降臂上；蒙皮磁分平台106设置于蒙皮吸盘夹具系统104的下方；单双张检测系统105安装于蒙皮磁分平台106上。针对该上料系统的说明如下：a) 该系统由工件搬运 X、Z两轴机构配合真空端拾器、蒙皮基板上料磁分工作台，可实现蒙皮基板的连续搬运及精准的放置；b) 根据工件为鼓形工件，码垛时会产生交错，搬运机构中的 Z 轴会根据码垛板厚进行坐标步进补偿抓取及重复位置放置；c) 上料磁分工作台配有磁分器，保证基板抓取位置准确，工件抓取时能实现有效的磁力分张；d) 真空抓取端拾器上配有单双张检测机构及工件有无传感器，可有效保证工件的单张抓取及转运。

作为优选，所述的龙门式切焊系统2包括轨道201、机器人悬挂龙门架202、机器人安装底座203、机器人系统204和激光切焊系统205；所述的机器人悬挂龙门架202安装于轨道201上；机器人安装底座203与机器人悬挂龙门架202的横梁固定连接；机器人系统204安装于机器人安装底座203上，激光切焊系统205安装于机器人系统204的移动臂上。针对该龙门式切焊系统的说明如下：a) 该系统采用移动龙门式结构，可以沿着201-轨道在不同工位自由行动；b) 龙门架横梁底部设置有203-机器人安装底座，可以沿着横梁横向移动；c)204-机器人系统倒挂安装在203-机器人安装底座上；d) 205-激光切焊系统安装于机器人末端轴上，与机器人联动，自由对产品进行激光切割和焊接。

作为优选，所述的蒙皮切割拼焊夹具系统3包括蒙皮前仿形压紧夹具龙门301、蒙皮后仿形压紧夹具龙门302、可拆仿形压紧机构303、夹具系统轨道304、横向定位可动滚轮305和横向定位固定滚轮306；所述的产品柔性切焊平台系统4包括基台401、可拆仿形台模块402、仿形台模块角度调节机构403、万向球牛眼404、牵引机构滑轨405、前引机构架406、前引机构407、后牵引机构架408和后牵引机构409；所述的皮前仿形压紧夹具龙门301和蒙皮后仿形压紧夹具龙门302依次安装在夹具系统轨道304上；所述的可拆仿形压紧机构303安装于上述两个夹具龙门的下方；所述的横向定位可动滚轮305安装于基台401上；所述的横向定位固定滚轮306安装于可拆仿形台模块402上；所述的基台401固定于地基上，基台401上铺设有高精度的万向球牛眼404；可拆仿形台模块402与基台401之间铰接；可拆仿形台模块402可自由转动，同时可根据产品异型面进行更换仿形台模块；仿形台模块角度调节机构403的底部固定于基台401上；仿形台模块角度调节机构403的调节杆连接于可拆仿形台模块402上；所述的牵引机构滑轨405、前引机构架406、前引机构407、后牵引机构架408和后牵引机构409组成两组可移动式牵引机构，牵引机构能加持工件在平台上进行移动运输。

针对上述蒙皮切割拼焊夹具系统的进一步说明如下：a) 301-蒙皮前仿形压紧夹具龙门和302-蒙皮后仿形压紧夹具龙门采用移动龙门式结构，可沿着304-轨道自由移动；b) 303-可拆仿形压紧机构安装于龙门架上，可根据工件形状进行更换仿形压块，并且压紧机构压紧力可实时可调；c) 306-横向定位固定滚轮安装于402-可拆仿形台模块上，保证工件异型端有效定位；d) 305-横向定位可动滚轮安装于401-基台中，实现对工件横向推动定位。

针对上述产品柔性切焊平台系统的进一步说明如下：a) 401-基台固定于地基上，上面铺设有高精度404-万向球牛眼方便工件在平台上移动运输；b) 402-可拆仿形台模块与401-基台采用铰接，可自由转动，同时可根据产品异型面进行更换仿形台模块；c) 403-仿形台模块角度调节机构底部固定于401-基台，调节杆连接于402-可拆仿形台模块上，通过调节机构来调整仿形台模块与基台的角度来匹配产品；d) 405~409组成两组可移动式牵引机构，牵引机构能加持工件在平台上进心移动运输。

作为优选，所述的骨架蒙皮随动压紧系统6包括随动压紧系统移动架601、仿形压紧模块602和标准压紧模块603；所述的随动压紧系统移动架601采用移动式龙门结构并可在夹具系统轨道304上自由移动；所述的仿形压紧模块602和标准压紧模块603均安装于随动压紧系统移动架601上，可对工件进行浮动压紧，压紧力可实时调节。针对上述骨架蒙皮随动压紧系统的进一步说明如下：a) 601-随动压紧系统移动架采用移动式龙门结构，可沿着304-轨道自由移动；b) 602-仿形压紧模块和603-标准压紧模块安装于601-随动压紧系统移动架上，可对工件进行浮动压紧，压紧力可实时调节；c) 骨架蒙皮随动压紧系统对工件进行压紧后，2-龙门式切焊系统对工件进行焊接。d) 2-龙门式切焊系统可沿着轨道运动到此工位实现焊接。

作为优选，所述的产品翻转系统7包括翻转机头架701、工装本体702、万向球牛眼703、压紧夹具704和翻转机尾架705；翻转机头架701和翻转机尾架705安装于地基上，工装本体702安装于翻转机头架701和翻转机尾架705之间的法兰上，工装本体702采用镂空结构，以避开工件背面焊接处；工装本体702上设有万向球牛眼703；压紧夹具704安装于工装本体702上，用于对工件的定位和压紧。针对上述产品翻转系统的进一步说明如下： a)701-翻转机头架和705-翻转机尾架安装于地基上，可采用两个主动轴或者一主一丛；b)702-工装本体安装于701-翻转机头架和705-翻转机尾架法兰上，工装本体采用镂空结构，避开工件背面焊接处；c) 704-压紧夹具安装于702-工装本体上，用于对工件的定位和压紧；d) 2-龙门式切焊系统可沿着轨道运动到此工位实现焊接。该系统用于工件的自动翻身，便于工件背面的焊接等操作；

本发明专利在具体实施时，其进一步的详细生产工艺流程如下：

a) 生产前，根据产品外形确认4-工件柔性切焊平台系统中402-可拆仿形台模块是否匹配产品外形，并进行调整确认。

b) 蒙皮基板按照规定的顺序配送至106-蒙皮磁分平台（端面需靠齐初定位）；

c) 1-蒙皮自动上料系统依次将蒙皮基板抓取放置至4-工件柔性切焊平台；

d) 4-工件柔性切焊平台系统上依次对蒙皮基板进行定位及输送；

e) 3-蒙皮切割拼焊夹具系统依次对蒙皮基板进行定位和压紧；

f) 4-工件柔性切焊平台系统上牵引机构（406~409）依次对蒙皮拼焊连续产出工件进行步进牵引；

g) 2-龙门式切焊系统依次对蒙皮基板进行切割修边及连续拼焊；

h) 拼焊后的蒙皮总成由4-工件柔性切焊平台系统上牵引机构（406~409）自动向后输送转运。

i) 拼焊后的蒙皮总成在4-工件柔性切焊平台上进行精准定位；

j) 将门框蒙皮门窗及相关附件与蒙皮总成进行定位放置；

k) 2-龙门式切焊系统对蒙皮门窗焊缝进行施焊；

l) 骨架在5-骨架组焊平台系统上完成整体激光点焊后，吊装至蒙皮总成上；

m) 2-龙门式切焊系统配合6-骨架蒙皮随动压紧系统对骨架总成与蒙皮总成进行激光点焊或透焊；

n) 2-龙门式切焊系统配合6-骨架蒙皮随动压紧系统对骨架总成与蒙皮总成进行断续激光熔焊或送丝焊接；

o) 焊接完成的侧墙模组工件自动转运7-工件翻转系统上；

p) 7-工件翻转系统对焊接后侧墙模块进行自动定位压紧；

q) 7-工件翻转系统翻转，2-龙门式切焊系统对侧墙模块背面焊缝进行焊接；

r) 焊接完成后，侧墙模组成品从7-工件翻转系统进行下料入库。

本专利申请在实施后具有如下技术特点：为一种全新的柔性化轨道车辆墙体激光组焊工艺方法；切焊系统采用移动龙门式倒挂机器人，可实现X、Y、Z任意姿态移动和切焊接。采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换。切焊平台采用固定基台+浮动可拆仿形台模块，浮动可拆仿形台可以快速更换，可以调整角度，满足不同直板墙体以及异型墙体的拼焊。采用移动龙门式骨架蒙皮总成随动压紧系统，可以严重拼焊平台移动，实现任意位置骨架蒙皮的焊接；仿形压紧模块采用快拆形式，根据不同墙体形状进行快速调整更换。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种轨道车辆墙体激光组焊工艺，其特征在于：墙体全部采用激光焊接，焊接过程中采用柔性化组焊设备；采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；同时仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换；具体包括如下步骤：

第一步，通过激光切割设备对用于组成墙体的蒙皮基板进行切割下料；

第二步，将切割后的蒙皮采用蒙皮基板自动上料装置按预设的拼焊要求进行自动拼接，拼接的同时结合自动焊接设备对拼缝进行焊接；

第三步，通过弧焊或激光填丝焊工艺对用于组成墙体的骨架物料进行组焊，使用骨架形成一个整体；

第四步，采用激光叠焊工艺将上述步骤中拼接后的蒙皮与组焊后的骨架进行组对固定，然后采用激光断续熔透焊工艺将骨架与蒙皮总成的一面完成组焊，形成墙体模块；

第五步，通过机器对第四步中完成组焊的墙体模块进行自动翻转，翻转角度为180度；

第六步，对翻转后的墙体模块采用激光熔透焊和激光叠焊工艺完成另一面的自动焊接；

第七步，通过机器对第六步中完成焊接的墙体模块再次进行自动翻转，翻转角度为180度；

第八步，通过自动下线设备将第七步中的产品进行自动的下线操作，得到下线的成品。

2.一种基于权利要求1所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：它包括蒙皮自动上料系统（1）、龙门式切焊系统（2）、蒙皮切割拼焊夹具系统（3）、产品柔性切焊平台系统（4）、骨架组焊平台系统（5）、骨架蒙皮随动压紧系统（6）、产品翻转系统（7）和安全防护外围设备；所述的蒙皮自动上料系统（1）位于最前端，蒙皮自动上料系统（1）的上料端与龙门式切焊系统（2）的进料端相对接；龙门式切焊系统（2）后连接有蒙皮切割拼焊夹具系统（3）；蒙皮切割拼焊夹具系统（3）与产品柔性切焊平台系统（4）相连接；产品柔性切焊平台系统（4）后连接有骨架蒙皮随动压紧系统（6）；骨架蒙皮随动压紧系统（6）后连接有产品翻转系统（7）；所述的骨架组焊平台系统（5）并排设置在产品柔性切焊平台系统（4）的旁边。

3.根据权利要求2中所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：所述的蒙皮自动上料系统（1）包括龙门架（101）、水平移动轴系统（102）、垂直升降轴系统（103）、蒙皮吸盘夹具系统（104）、单双张检测系统（105）和蒙皮磁分平台（106）；所述的水平移动轴系统（102）安装于龙门架（101）的横梁上，垂直升降轴系统（103）安装于水平移动轴系统（102）上；蒙皮吸盘夹具系统（104）安装于垂直升降轴系统（103）的升降臂上；蒙皮磁分平台（106）设置于蒙皮吸盘夹具系统（104）的下方；单双张检测系统（105）安装于蒙皮磁分平台（106）上。

4.根据权利要求2中所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：所述的龙门式切焊系统（2）包括轨道（201）、机器人悬挂龙门架（202）、机器人安装底座（203）、机器人系统（204）和激光切焊系统（205）；所述的机器人悬挂龙门架（202）安装于轨道（201）上；机器人安装底座（203）与机器人悬挂龙门架（202）的横梁固定连接；机器人系统（204）安装于机器人安装底座（203）上，激光切焊系统（205）安装于机器人系统（204）的移动臂上。

5.根据权利要求2中所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：所述的蒙皮切割拼焊夹具系统（3）包括蒙皮前仿形压紧夹具龙门（301）、蒙皮后仿形压紧夹具龙门（302）、可拆仿形压紧机构（303）、夹具系统轨道（304）、横向定位可动滚轮（305）和横向定位固定滚轮（306）；所述的产品柔性切焊平台系统（4）包括基台（401）、可拆仿形台模块（402）、仿形台模块角度调节机构（403）、万向球牛眼（404）、牵引机构滑轨（405）、前引机构架（406）、前引机构（407）、后牵引机构架（408）和后牵引机构（409）；所述的皮前仿形压紧夹具龙门（301）和蒙皮后仿形压紧夹具龙门（302）依次安装在夹具系统轨道（304）上；所述的可拆仿形压紧机构（303）安装于上述两个夹具龙门的下方；所述的横向定位可动滚轮（305）安装于基台（401）上；所述的横向定位固定滚轮（306）安装于可拆仿形台模块（402）上；所述的基台（401）固定于地基上，基台（401）上铺设有高精度的万向球牛眼（404）；可拆仿形台模块（402）与基台（401）之间铰接；可拆仿形台模块（402）可自由转动，同时可根据产品异型面进行更换仿形台模块；仿形台模块角度调节机构（403）的底部固定于基台（401）上；仿形台模块角度调节机构（403）的调节杆连接于可拆仿形台模块（402）上；所述的牵引机构滑轨（405）、前引机构架（406）、前引机构（407）、后牵引机构架（408）和后牵引机构（409）组成两组可移动式牵引机构，牵引机构能加持工件在平台上进行移动运输。

6.根据权利要求5中所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：所述的骨架蒙皮随动压紧系统（6）包括随动压紧系统移动架（601）、仿形压紧模块（602）和标准压紧模块（603）；所述的随动压紧系统移动架（601）采用移动式龙门结构并可在夹具系统轨道（304）上自由移动；所述的仿形压紧模块（602）和标准压紧模块（603）均安装于随动压紧系统移动架（601）上，可对工件进行浮动压紧，压紧力可实时调节。

7.根据权利要求2中所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：所述的产品翻转系统（7）包括翻转机头架（701）、工装本体（702）、万向球牛眼（703）、压紧夹具（704）和翻转机尾架（705）；翻转机头架（701）和翻转机尾架（705）安装于地基上，工装本体（702）安装于翻转机头架（701）和翻转机尾架（705）之间的法兰上，工装本体（702）采用镂空结构，以避开工件背面焊接处；工装本体（702）上设有万向球牛眼（703）；压紧夹具（704）安装于工装本体（702）上，用于对工件的定位和压紧。

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