CN112122828A - 铁路客车车顶弯梁的自动对中装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了铁路客车车顶弯梁的自动对中装置及方法，自动对中装置包括：工作台，设置有限定了X方向和Y方向的工作台面；2个固定轮，沿X方向对称固定在工作台面上，用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触；2个第一动轮，沿X方向对称安装在工作台面上且可沿X方向同步移动，用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触以及驱使其移动；第二动轮，安装在所述工作台面上且位于相对于2个所述固定轮，设置有2个第一动轮的一侧，可沿Y方向移动，用于从内侧推动铁路客车车顶弯梁以使其与2个固定轮接触；至少2个旋转压紧气缸，设置在工作台面上，用于夹紧铁路客车车顶弯梁。本发明的自动对中装置和方法的对中精度高，重复定位精度高，柔性化程度高。

Description

铁路客车车顶弯梁的自动对中装置及方法

技术领域

本发明属于轨道车辆技术领域，特别涉及铁路客车车顶弯梁的自动对中装置及方法。

背景技术

弯梁是组成铁路客车车顶骨架的重要工件，其成型的好坏直接关系着组装后车顶的轮廓度。车顶弯梁的制造工艺流程通常如下：下料——折弯——拉弯——切端头，弯梁端头与车顶边梁对接，弯梁拉弯成型后需按照图纸要求对端头进行切割。目前切割端头一般采用对靠样板画中心线，手动对中，采用无齿锯进行切割，台阶部位采用样板进行划线，手工等离子切割。采用人工对中和手工切割打磨，其精度差，效率低。

例如，图1示出了目前常用的一种中顶弯梁切头工装，其为平台式结构，平台上设置有弯梁立面定位块103和弯梁翼面定位块102，经由弯梁立面定位块103和弯梁翼面定位块102对中顶弯梁101进行定位，采用手工切割的方式进行生产。需根据不同弯梁尺寸，设计定位块及切割样板。

但是，弯梁采用拉弯成型工艺，材料存在拉伸变形，成型后无法确定弯梁中心位置，采用该工装进行对中时，需要人眼观察，精度较低，手工切割效率低，工件的一致性差，致使后期车顶骨架的组装精度低，车顶质量较差。

另外，弯梁立面定位块和弯梁翼面定位块均固定设置在平台上，针对不同弧度，不同种类的弯梁，需根据零件图纸制作不同的切割工装，特别是不同的定位块和切割样板，以用于定位切割，柔性化程度较低，成本较高，并且转产时间较长。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的技术问题，提供铁路客车车顶弯梁的自动对中装置及方法，本发明的自动对中装置和方法采用弯梁自动调整的对中方式，降低人为因素在对中过程中的影响，对中精度高，重复定位精度高，并且柔性化程度高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一方面，本发明提供了铁路客车车顶弯梁的自动对中装置，其中，所述自动对中装置包括：

工作台，所述工作台上设置有工作台面，所述工作台面限定了X方向和Y方向；

2个固定轮，2个所述固定轮沿X方向对称固定在所述工作台面上，用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触；

2个第一动轮，2个所述第一动轮沿X方向对称安装在所述工作台面上且可沿X方向同步移动，2个所述第一动轮用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触以及驱使铁路客车车顶弯梁移动；

第二动轮，所述第二动轮安装在所述工作台面上且位于相对于2个所述固定轮，设置有2个所述第一动轮的一侧，所述第二动轮可沿Y方向移动，用于从铁路客车车顶弯梁的内侧推动铁路客车车顶弯梁以使其与2个所述固定轮接触；

至少2个旋转压紧气缸，所述旋转压紧气缸设置在所述工作台面上，用于夹紧铁路客车车顶弯梁。

进一步地，2个所述固定轮分别设置在与铁路客车车顶弯梁的圆弧相对应的位置。

进一步地，2个所述固定轮和2个所述第一动轮相对于同一轴对称设置在所述工作台面上。

进一步地，所述第二动轮设置在2个所述固定轮和2个所述第一动轮的对称轴上。

进一步地，2个所述第一动轮经由第一伺服电机和同步带驱动。

进一步地，所述第二动轮由第二伺服电机和滚珠丝杆驱动。

进一步地，所述工作台面设有2个沿X方向设置的第一开槽，2个所述第一动轮分别沿2个所述第一开槽移动。

进一步地，所述工作台面设有沿Y方向设置的第二开槽，所述第二动轮沿所述第二开槽移动。

进一步地，在第二开槽处设置有用于支撑铁路客车车顶弯梁的活动支撑块，所述活动支撑块可沿所述第二开槽移动，以及所述工作台面上设置有至少2个用于支撑铁路客车车顶弯梁的固定支撑面。

另一方面，本发明还提供了铁路客车车顶弯梁的自动对中方法，其中，所述自动对中方法是通过所述铁路客车车顶弯梁的自动对中装置实施的，所述自动对中方法包括以下步骤：

(1)将铁路客车车顶弯梁放置在工作台面上，所述铁路客车车顶弯梁位于相对于2个固定轮，设置有2个第一动轮的一侧，所述铁路客车车顶弯梁的外侧与2个固定轮接触；

(2)2个第一动轮在第一伺服电机的驱动下，驱使铁路客车车顶弯梁对中；

(3)第二动轮在第二伺服电机的驱动下，使铁路客车车顶弯梁接触2个固定轮；

(4)第一动轮和第二动轮到达预定位置后，采用旋转压紧气缸夹紧铁路客车车顶弯梁。

本发明具有以下优势：

(1)本发明中，通过设置在X方向的2个固定轮和2个第一动轮以及设置在Y方向上的第二动轮来确定铁路客车车顶弯梁在X方向和Y方向上的位置，实现了自动对中。与传统定位档或定位块方式相比，避免了磨损零件，可以适用于不同产品的弯梁(如具有不同弧度的弯梁)对中及切割，柔性化程度高，更换产品时不需要对对中装置进行更改，也不需要新制样板或其他定位工装，大大提高了生产效率，节约了生产成本。

(2)本发明的自动对中装置和方法可实现自动对中，降低人为因素在对中过程中的影响，工件对中精度高，重复定位精度高，装卸工件和定位装夹方便快捷。

(3)本发明的自动对中装置和方法与后续的切割相结合，特别是机器人自动切割，切割效率高，可以提高弯梁的切割质量和一致性，提高车顶骨架的组装精度，提高了客车车顶的表面质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有的中顶弯梁切头工装的一种实施方案的结构示意图；

图2是铁路客车车顶弯梁的一种实施方案的结构示意图；

图3是根据本发明的铁路客车车顶弯梁的自动对中装置的一种实施方案的俯视图；

图4是根据本发明的铁路客车车顶弯梁的自动对中装置的一种实施方案的主视图；

图5是根据本发明的铁路客车车顶弯梁的自动对中装置的一种实施方案的左视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、工作台面；2、第一动轮；3、旋转压紧气缸；4、固定轮；5、第二动轮；6、固定支撑面；7、活动支撑块；8、端头支撑块；101、中顶弯梁；102、弯梁翼面定位块；103、弯梁立面定位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

一方面，本发明提供了铁路客车车顶弯梁的自动对中装置，其中，所述自动对中装置包括：

工作台，所述工作台上设置有工作台面，所述工作台面限定了X方向和Y方向；

2个固定轮，2个所述固定轮沿X方向对称固定在所述工作台面上，用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触；

2个第一动轮，2个所述第一动轮沿X方向对称安装在所述工作台面上且可沿X方向同步移动，2个所述第一动轮用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触以及驱使铁路客车车顶弯梁移动；

第二动轮，所述第二动轮安装在所述工作台面上且位于相对于2个所述固定轮，设置有2个所述第一动轮的一侧，所述第二动轮可沿Y方向移动，用于从铁路客车车顶弯梁的内侧推动铁路客车车顶弯梁以使其与2个所述固定轮接触；

至少2个旋转压紧气缸，所述旋转压紧气缸设置在所述工作台面上，用于夹紧铁路客车车顶弯梁。

图2示出了铁路客车车顶弯梁的一种实施方案。参照图2，铁路客车车顶弯梁由直线段和若干圆弧段组成，并且左右对称。

图3-5显示了根据本发明的铁路客车车顶弯梁的自动对中装置的一种实施方案。参照图3-5，本发明的自动对中装置包括工作台、2个固定轮4、2个第一动轮2、第二动轮5和至少2个旋转压紧气缸3。

工作台上设置有工作台面1，工作台面1限定了X方向和Y方向。其中，X方向为工作台面1的长度方向，Y方向为工作台面1的宽度方向。在图3-5所示的实施方案中，工作台面1的横截面呈凸形，由此可以，减少面积节约空间。当然，工作台面1的横截面可以采用其它的几何形状，例如，矩形。

2个固定轮4沿X方向对称固定在工作台面1上，用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触。固定轮4可以经由轴固定安装在工作台面1上。

2个第一动轮2沿X方向对称安装在工作台面1上且可沿X方向同步移动，2个第一动轮2用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触以及驱使铁路客车车顶弯梁移动。

第二动轮5安装在工作台面1上且位于相对于2个固定轮4，设置有2个第一动轮2的一侧，第二动轮5可沿Y方向移动，用于从铁路客车车顶弯梁的内侧推动铁路客车车顶弯梁以使其与2个固定轮4接触。

旋转压紧气缸3设置在工作台面1上，用于夹紧铁路客车车顶弯梁。

本发明中，术语“内侧”和“外侧”是相对于铁路客车车顶弯梁的弯曲方向而言的。

本发明中，通过设置在X方向的2个固定轮和2个第一动轮以及设置在Y方向上的第二动轮来确定铁路客车车顶弯梁在X方向和Y方向上的位置，实现自动对中。与传统定位档或定位块方式相比，避免了磨损零件，可以适用于不同产品的弯梁(如具有不同弧度的弯梁)对中切割，柔性化程度高。

在本发明的一个实施例中，2个固定轮4可以设置在与铁路客车车顶弯梁的直线段所对应的位置。然而优选地2个固定轮4分别设置在与铁路客车车顶弯梁的圆弧相对应的位置，由此，便于铁路客车车顶弯梁的移动、对中，并且特别适用于具有不同弧度的弯梁的对中。

在本发明的一个实施例中，2个固定轮4和2个第一动轮2相对于同一轴对称设置在工作台面1上。优选地，第二动轮5设置在2个固定轮4和2个第一动轮2的对称轴上。由此，本发明的自动对中装置的关键部件——2个固定轮、2个第一动轮和第二动轮中心对称地设置在工作台面1上，这样布置可以进一步提高定位的精度。

在本发明的一个实施例中，2个第一动轮2经由第一伺服电机(未显示)和同步带驱动。类似地，第二动轮5由第二伺服电机(未显示)和滚珠丝杆驱动。本发明中，通过第一伺服电机和第二伺服电机控制对中，可以保证铁路客车车顶弯梁中心位置的精确定位，由此进一步提高产品精度。

工作台面1设有2个沿X方向设置的第一开槽，2个第一动轮2分别沿2个第一开槽移动。工作台面1设有沿Y方向设置的第二开槽，第二动轮5沿第二开槽移动。

第一伺服电机和第二伺服电机设置在工作台上并位于工作台面1的下方，设置在工作台面1上的第一动轮和第二动轮可以借助动轮框架、分别穿过第一开槽和第二开槽与其连接。第一动轮2和第二动轮5在第一开槽和第二开槽的限位下分别在X方向和Y方向上移动。

在本发明的一个实施例中，在第二开槽处可以设置有用于支撑铁路客车车顶弯梁的活动支撑块7，活动支撑块7可沿第二开槽移动，以及工作台面1上设置有至少2个用于支撑铁路客车车顶弯梁的固定支撑面6。通过设置活动支撑块7和固定支撑面6，可以减少铁路客车车顶弯梁与工作台面1之间的摩擦，便于移动。例如，在图3-5显示的实施方案中，工作台面1上设置有2个固定支撑面6，而旋转压紧气缸3设置在固定支撑面6处。

在本发明的一个实施例中，工作台面1上还可以设有2个用于支撑铁路客车车顶弯梁的端头的端头支撑块8。

轨道客车车顶弯梁通常采用拉弯成型工艺，该弯梁存在拉伸，弯梁的两端通常具有300mm左右的工艺放量，在后续工艺中通常按照图纸切割成所需形状及尺寸。在本发明的一个实施例中，工作台上还可以设置有自动切割装置。

另外，本发明对诸如第一伺服机、第二伺服机、旋转压紧气缸等部件的结构没有特殊要求，可以采用本领域中任何已知的部件。

另一方面，本发明还提供了铁路客车车顶弯梁的自动对中方法，其中，自动对中方法是通过上述铁路客车车顶弯梁的自动对中装置实施的，自动对中方法包括以下步骤：

(1)将铁路客车车顶弯梁放置在工作台面1上，铁路客车车顶弯梁位于相对于2个固定轮4，设置有2个第一动轮2的一侧，铁路客车车顶弯梁的外侧与2个固定轮4接触；

(2)2个第一动轮2在第一伺服电机的驱动下，驱使铁路客车车顶弯梁对中；

(3)第二动轮5在第二伺服电机的驱动下，使铁路客车车顶弯梁接触2个固定轮4；

(4)第一动轮2和第二动轮5到达预定位置后，采用旋转压紧气缸3夹紧铁路客车车顶弯梁。

在本发明的一个实施例中，铁路客车车顶弯梁放置活动支撑块7、固定支撑面6以及端头支撑块8上，减少了与工作台面1的接触面积，摩擦阻力小，操作灵活、便捷。

步骤(4)中所述的预定位置可以根据第一动轮2和第二动轮5的位置、待处理的铁路客车车顶弯梁等参数确定。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.铁路客车车顶弯梁的自动对中装置，其中，所述自动对中装置包括：

工作台，所述工作台上设置有工作台面(1)，所述工作台面(1)限定了X方向和Y方向；

2个固定轮(4)，2个所述固定轮(4)沿X方向对称固定在所述工作台面(1)上，用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触；

2个第一动轮(2)，2个所述第一动轮(2)沿X方向对称安装在所述工作台面(1)上且可沿X方向同步移动，2个所述第一动轮(2)用于与铁路客车车顶弯梁的外侧接触以及驱使铁路客车车顶弯梁移动；

第二动轮(5)，所述第二动轮(5)安装在所述工作台面(1)上且位于相对于2个所述固定轮(4)，设置有2个所述第一动轮(2)的一侧，所述第二动轮(5)可沿Y方向移动，用于从铁路客车车顶弯梁的内侧推动铁路客车车顶弯梁以使其与2个所述固定轮(4)接触；

至少2个旋转压紧气缸(3)，所述旋转压紧气缸(3)设置在所述工作台面(1)上，用于夹紧铁路客车车顶弯梁。

2.根据权利要求1所述的自动对中装置，其中，2个所述固定轮(4)分别设置在与铁路客车车顶弯梁的圆弧相对应的位置。

3.根据权利要求1或2所述的自动对中装置，其中，2个所述固定轮(4)和2个所述第一动轮(2)相对于同一轴对称设置在所述工作台面(1)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动对中装置，其中，所述第二动轮(5)设置在2个所述固定轮(4)和2个所述第一动轮(2)的对称轴上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动对中装置，其中，2个所述第一动轮(2)经由第一伺服电机和同步带驱动。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的自动对中装置，其中，所述第二动轮(5)由第二伺服电机和滚珠丝杆驱动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的自动对中装置，其中，所述工作台面(1)设有2个沿X方向设置的第一开槽，2个所述第一动轮(2)分别沿2个所述第一开槽移动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的自动对中装置，其中，所述工作台面(1)设有沿Y方向设置的第二开槽，所述第二动轮(5)沿所述第二开槽移动。

9.根据权利要求8所述的自动对中装置，其中，在第二开槽处设置有用于支撑铁路客车车顶弯梁的活动支撑块(7)，所述活动支撑块(7)可沿所述第二开槽移动，以及所述工作台面(1)上设置有至少2个用于支撑铁路客车车顶弯梁的固定支撑面(6)。

10.铁路客车车顶弯梁的自动对中方法，其中，所述自动对中方法是通过权利要求1至9中任一项所述的铁路客车车顶弯梁的自动对中装置实施的，所述自动对中方法包括以下步骤：

(1)将铁路客车车顶弯梁放置在工作台面(1)上，所述铁路客车车顶弯梁位于相对于2个固定轮(4)，设置有2个第一动轮(2)的一侧，所述铁路客车车顶弯梁的外侧与2个固定轮(4)接触；

(2)2个第一动轮(2)在第一伺服电机的驱动下，驱使铁路客车车顶弯梁对中；

(3)第二动轮(5)在第二伺服电机的驱动下，使铁路客车车顶弯梁接触2个固定轮(4)；

(4)第一动轮(2)和第二动轮(5)到达预定位置后，采用旋转压紧气缸(3)夹紧铁路客车车顶弯梁。

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