CN113601134B - 一种轮轴自动装配系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮轴自动装配系统及方法，采用数据表的形式进行轮轴的自动装配，轮轴公差选配系统用于存储车轮质检后公差数据和轴质检后公差数据，并根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划；其中，电控机械系统根据生产计划，控制车轮自动清洗系统对车轮进行清洗，控制机器人抓轴系统按顺序将轴抓至轴自动清洗系统进行清洗，然后控制车轮加热系统对轴对应的车轮进行加热，并将加热后的车轮送至机器人自动拍照定位压装系统进行轮轴的拍照定位压装，得到装配好的轮轴组件。本发明通过将车轮和轴的公差数据导入轮轴公差选配系统中进行自动匹配、自动清洗、自动装配，整个过程依靠自动化完成，既可减轻工人的劳动强度，又能提速配效率。

Description

一种轮轴自动装配系统及方法

技术领域

本发明属于自动选配自动装配技术领域，尤其涉及一种轮轴自动装配系统及方法，主要应用在车轮与主从动轴的自动化选配装配，尤其是港口设备大型车轮和主从动轴的自动化选配装配。

背景技术

港机设备行走机构包括台车架、车轮、轴、轴承座及附属件组成，由于批量生产的车轮与轴的公差各不相同，为挑选一定范围内的轮轴公差数据，组成的组件符合图纸公差要求，需人工将一批次的车轮摊在场地上，人工挑选同批次的轴与车轮进行配合，其具体过程如图1所示，工人按S101轮轴装配作业指导书，将S102车轮质检后公差数据和S103轴质检后公差数据对应的车轮与轴平铺在场地上，再按图纸要求进行S104人工配对，然后将S104人工配对的一对一的S105车轮人工清洗与S106轴人工清洗进行清洗，之后将车轮调至S107车轮加热系统进行加热，随后将轴通过S108人工吊装装配进行装配，装配后进行S109场地缓存，直至本批次轮轴装配完成，整个过程费时费力。

随着自动化信息化技术的发展，轮轴速配完全可以依靠自动化来完成，可减轻工人的劳动强度，提高速配效率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种轮轴自动装配系统及方法，将同批次的车轮和轴的公差数据导入轮轴公差选配系统中进行自动选配，生成一对一的匹配数据，并进行自动清洗、自动装配，整个过程依靠自动化完成，既可减轻工人的劳动强度，又能提高速配效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种轮轴自动装配系统，采用数据表的形式进行轮轴的自动装配，所述轮轴自动装配系统包括轮轴公差选配系统、车轮自动清洗系统、轴自动清洗系统、车轮加热系统、机器人自动抓轴系统、机器人自动拍照定位压装系统、电控机械系统和立体仓库；

所述轮轴公差选配系统用于存储同批次车轮质检后公差数据和轴质检后公差数据，并根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划；

所述电控机械系统根据所述生产计划，控制所述车轮自动清洗系统对车轮进行清洗，控制所述机器人抓轴系统按顺序将轴抓至所述轴自动清洗系统进行清洗，然后控制所述车轮加热系统对所述轴对应的车轮进行加热，并将加热后的车轮送至所述机器人自动拍照定位压装系统进行轮轴的拍照定位压装，得到装配好的轮轴组件；

所述立体仓库用于缓存清洗后的车轮和装配好的轮轴组件。

优选地，所述轮轴公差选配系统中，所述车轮和轴的过盈配合公差为 +0.13mm～+0.16mm。

本发明的第二方面提供了一种轮轴自动装配方法，包括以下步骤：

(1)将车轮质检后公差数据和轴质检后公差数据导入轮轴公差选配系统，根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划；

(2)根据所述生产计划对车轮进行清洗、缓存；

(3)根据所述生产计划对轴进行清洗；

(4)根据生产计划将所述步骤(3)中的轴对应的车轮进行加热，再将加热后的车轮进行轮轴的拍照定位压装，得到装配好的轮轴组件。

优选地，所述步骤(1)中，所述车轮和轴的过盈配合公差为+0.13mm～+0.16mm。

优选地，所述步骤(2)通过以下方式实现：电控机械系统根据所述生产计划，将车轮送进车轮自动清洗系统，全部清洗完成后，再将车轮送至立体仓库进行缓存。

优选地，所述步骤(3)通过以下方式实现：机器人自动抓轴系统按所述生产计划抓轴至轴自动清洗系统进行清洗。

优选地，所述步骤(4)中，所述车轮的加热采用车轮加热系统；所述轮轴的拍照定位压装采用机器人自动拍照定位压装系统。

本发明的有益效果：将每批次的车轮和轴的公差数据导入轮轴公差选配系统中进行自动选配、自动清洗、自动装配，整个过程依靠自动化完成，既可减轻工人的劳动强度，又能提速配效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术中的车轮装配的流程示意图；

图2是本发明的轮轴自动装配方法的流程示意图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

如图2所示，本发明所提供的轮轴自动装配系统，采用数据表的形式进行轮轴的自动装配，更具体的是，该轮轴自动装配系统是采用数据表的形式进行装配过程、装配质量、装配类型选择、装配分类的管理系统；轮轴自动装配系统包括轮轴公差选配系统S1、车轮自动清洗系统S4、轴自动清洗系统S5、车轮加热系统S6、立体仓库S7、机器人自动抓轴系统S8、机器人自动拍照定位压装系统S9和电控机械系统N1。

轮轴公差选配系统S1用于存储车轮质检后公差数据S2(即车轮中心内孔精车后的公差数据)和轴质检后公差数据S3(即轴外径精车后的公差数据)，并根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划，具体是根据系统内存储的同一批次的车轮中心内孔精车后的公差数据与轴外径精车后的公差数据，按预设程序，采用过盈配合的选配方式，选配后生成一个车轮对应一个轴的生产计划；其中车轮和轴的过盈配合公差为+0.13mm～+0.16mm。

车轮自动清洗系统S4是用于对车轮(内孔)进行清洗，具体指清洗车轮内孔的专用设备。

轴自动清洗系统S5是用于对轴(外径)进行清洗，具体指清洗轴外径的清洗装置。

车轮加热系统S6是用于对车轮(内孔)进行加热，具体是指车轮内孔工频加热系统。

立体仓库S7是用于缓存清洗后的车轮和装配好的轮轴组件，具体是指立体库对每次进出库进行数据化管理。

机器人自动抓轴系统S8通过机器人按顺序对轴进行抓取，具体指电控机械系统N1控制机器人自动抓轴系统S8按顺序抓轴送至轴自动清洗系统S5进行清洗。

机器人自动拍照定位压装系统S9是将机器人自动抓轴系统S8抓取的轴与加热后对应的车轮进行轮轴的拍照定位压装。

电控机械系统N1是用于各工序间的轮轴转运，具体是根据各工序的指令，将车轮或轴从上工序自动转移到下工序，或从下工序自动转移到上工序，根据生产计划，电控机械系统N1先将同批次的全部车轮经车轮自动清洗系统S4清洗完成后，再由电控机械系统N1送到立体仓库S7进行缓存，等待轴的选配。其中机器人自动抓轴系统S8抓取任意一根轴，轮轴公差选配系统S1按选配后生成一个车轮对应一个轴的生产计划，机器人自动抓轴系统S8将轴抓至轴自动清洗系统S5进行清洗，同时电控机械系统N1调出立体仓库S7中该轴对应的车轮，出库后进行车轮加热系统S6对该车轮进行加热，电控机械系统N1将加热后的车轮送至机器人自动拍照定位压装系统S9进行轮轴的拍照定位压装，得到装配好的轮轴组件，再由电控机械系统N1将该轮轴组件送至立体仓库S7缓存，直至该批次全部压装完成，下批次轮轴压装依次循环。上述过程中电控机械系统N1的作用：其一是轮和轴在各系统间相互流动的控制，其二是将系统代码转换为机械运动或标志标识。

其中上述的车轮和轴应用于港口设备，其材料均为合金钢，车轮和轴的装配为过盈配合。

采用上述的轮轴自动装配系统进行轮轴的自动装配，该轮轴自动装配方法包括以下步骤：

(1)将车轮质检后公差数据S2和轴质检后公差数据S3导入轮轴公差选配系统S1，根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划；

具体过程为：首先将车轮质检后公差数据S2和轴质检后公差数据S3导入轮轴公差选配系统S1中的production plan与production plan bom表中，根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划，车轮和轴的过盈配合公差为+0.13mm～ +0.16mm；其中production plan表中project no代表项目号，device no代表机号，car type为项目类型-主从为ZC，从主为CZ，双主为ZZ，双从为CC，主编为ZB，从编为CB，true product status id为实际生产状态，正在进行为344，项目结束为343； Production plan bom为具体bom；车轮质检后公差数据S2表wheel表中math status 为匹配状态代表该轮是否匹配，代表未匹配为0，代表已匹配为1，代表不合格为2， wheel type id代表轮的类型285为主动轮，286为从动轮。轴质检后公差数据S3表 axle表中math status为匹配状态代表该轮是否匹配，代表未匹配为0，代表已匹配为1，代表不合格为2；axle type id代表轮的类型287为主动轴，288为从动轴。

(2)根据生产计划对车轮进行清洗、缓存；

具体过程为：电控机械系统N1根据生产计划，将车轮送进车轮自动清洗系统 S4，全部清洗完成后，再将车轮送至立体仓库S7进行缓存；在车轮自动清洗系统 S4的wheelclean queue line数据表中，status字段为状态：未清洗为0，正在上料为 1，清洗中为2，完成为3；完成清洗后车轮自动清洗系统S4生成一条task list数据： repertory state出入库状态字段，11为入库。

(3)根据生产计划对轴进行清洗；

具体过程为：机器人自动抓轴系统S8按生产计划抓轴至轴自动清洗系统S5进行清洗，清洗完成后，等待装配；在轴自动清洗系统S5的axle clean feed buff数据表：其中status字段为状态，未询问为0，已询问未清洗未1，已清洗为2；清洗完成后，在机器人自动抓轴系统S8生成一条axle clean queue line表数据：其中status 字段为状态，进入清洗机为0，清洗完成为1，上料完毕为2。

(4)根据生产计划将步骤(3)中的轴对应的车轮进行加热，再将加热后的车轮进行轮轴的拍照定位压装，得到装配好的轮轴组件。

具体过程为：在对轴清洗的同时，电控机械系统N1根据生产计划，将轴对应的车轮从立体仓库S7中送至车轮加热系统S6进行加热，其中在车轮加热系统S6 的axle cleandown buff数据表：status字段为状态，库位存在工件为0，离开工位为 1，轮离开加热器为2；车轮加热进入加热器，为heat queue line表，车轮从立体库进入加热器是生成表数据：status字段为状态，入加热器为0，出加热器为1，进入压机为2。加热结束后再由电控机械系统N1将此车轮送至机器人自动拍照定位压装系统S9进行拍照定位压装，此时形成一套装配好的轮轴组件成品，再由电控机械系统N1送至立体仓库S7进行缓存或存储备用；其中机器人自动拍照定位压装系统S9压装完成后，wheel_axle表中status字段数据此时改为1，同时生成一个入库 task_list表的数据：repertory_state出入库状态字段，11为入库，反之wheel_axle表中status字段数据此时改为0。

下面结合具体的例子对本发明的轮轴自动装配系统及方法进一步介绍；

实施例

本实施例中采用上述的轮轴自动装配系统进行轮轴的自动装配：

将车轮质检后公差数据、轴质检后公差数据导入轮轴公差选配系统，根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划；电控机械系统按轮轴公差选配系统后生成的生产计划，将车轮送进车轮自动清洗系统，同批次的车轮全部清洗完成后由电控机械系统送车轮到立体仓库进行缓存，等待选配。机器人自动抓轴系统按顺序抓轴到轴自动清洗系统进行清洗，清洗完成后，等待装配，同时电控机械系统将此轴对应的车轮从立体仓库中送到车轮加热系统进行加热，加热结束后由电控机械系统将此车轮送到机器人自动拍照定位压装系统进行拍照定位压装，此时形成一套轮轴组件成品，由电控机械系统送入立体仓库进行缓存或存储备用，直至本批次轮轴装配完成。

本发明的轮轴自动装配系统及方法，通过将车轮和轴的公差数据导入轮轴公差选配系统中进行自动选配、自动清洗、自动装配，整个过程依靠自动化完成；与原有的人工装配相比，不仅减轻工人的劳动强度，而且提速配效率。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (1)

1.一种用于港口设备大型车轮的轮轴自动装配系统的轮轴自动装配方法，采用数据表的形式进行轮轴的自动装配，其特征在于，所述轮轴自动装配系统包括轮轴公差选配系统、车轮自动清洗系统、轴自动清洗系统、车轮加热系统、机器人自动抓轴系统、机器人自动拍照定位压装系统、电控机械系统和立体仓库；

所述轮轴公差选配系统用于存储同批次车轮质检后公差数据和轴质检后公差数据，并根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划；

所述电控机械系统根据所述生产计划，控制所述车轮自动清洗系统对车轮进行清洗，控制所述机器人抓轴系统按顺序将轴抓至所述轴自动清洗系统进行清洗，然后控制所述车轮加热系统对所述轴对应的车轮进行加热，并将加热后的车轮送至所述机器人自动拍照定位压装系统进行轮轴的拍照定位压装，得到装配好的轮轴组件；

所述立体仓库用于缓存清洗后的车轮和装配好的轮轴组件，

所述轮轴公差选配系统中，所述车轮和轴的过盈配合公差为+0.13mm～+0.16mm，

所述轮轴自动装配方法包括以下步骤：

（1）将车轮质检后公差数据和轴质检后公差数据导入轮轴公差选配系统，根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划，

具体过程为：首先将车轮质检后公差数据S2和轴质检后公差数据S3导入轮轴公差选配系统S1中的productionplan 与 productionplanbom表中，根据过盈配合生成一个车轮对应一个轴的生产计划，车轮和轴的过盈配合公差为+0.13mm～+0.16mm；其中productionplan表中projectno代表项目号，deviceno代表机号，cartype为项目类型-主从为ZC，从主为CZ，双主为ZZ，双从为CC，主编为ZB，从编为CB，trueproductstatusid为实际生产状态，正在进行为344，项目结束为343；Productionplanbom为具体bom；车轮质检后公差数据S2表wheel表中mathstatus为匹配状态代表该轮是否匹配，代表未匹配为0，代表已匹配为1，代表不合格为2，wheeltypeid代表轮的类型285为主动轮，286为从动轮。轴质检后公差数据S3表axle表中mathstatus为匹配状态代表该轮是否匹配，代表未匹配为0，代表已匹配为1，代表不合格为2；axletypeid代表轴的类型287为主动轴，288为从动轴；

（2）根据所述生产计划对车轮进行清洗、缓存，

具体过程为：电控机械系统N1根据生产计划，将车轮送进车轮自动清洗系统S4，全部清洗完成后，再将车轮送至立体仓库S7进行缓存；在车轮自动清洗系统S4的wheelcleanqueueline数据表中，status字段为状态：未清洗为0，正在上料为1，清洗中为2，完成为3；完成清洗后车轮自动清洗系统S4生成一条tasklist数据：repertorystate出入库状态字段，11为入库；

（3）根据所述生产计划对轴进行清洗，

具体过程为：机器人自动抓轴系统S8按生产计划抓轴至轴自动清洗系统S5进行清洗，清洗完成后，等待装配；在轴自动清洗系统S5的axlecleanfeedbuff数据表：其中status字段为状态，未询问为0，已询问未清洗未1，已清洗为2；清洗完成后，在机器人自动抓轴系统S8生成一条axlecleanqueueline表数据：其中status字段为状态，进入清洗机为0，清洗完成为1 ，上料完毕为2；

（4）根据生产计划将所述步骤（3）中的轴对应的车轮内孔进行加热，再将加内孔热后的车轮进行轮轴的拍照定位压装，得到装配好的轮轴组件，

所述车轮加热系统为车轮内孔工频加热系统，

具体过程为：在对轴清洗的同时，电控机械系统N1根据生产计划，将轴对应的车轮从立体仓库S7中送至车轮加热系统S6进行加热，其中在车轮加热系统S6的axlecleandownbuff数据表：status字段为状态，库位存在工件为0，离开工位为1，轮离开加热器为2；车轮加热进入加热器，为heatqueueline表，车轮从立体库进入加热器是生成表数据：status字段为状态，入加热器为0，出加热器为1 ，进入压机为2。加热结束后再由电控机械系统N1将此车轮送至机器人自动拍照定位压装系统S9进行拍照定位压装，此时形成一套装配好的轮轴组件成品，再由电控机械系统N1送至立体仓库S7进行缓存或存储备用；其中机器人自动拍照定位压装系统S9压装完成后，wheel_axle表中status字段数据此时改为1，同时生成一个入库task_list表的数据：repertory_state出入库状态字段，11为入库，反之wheel_axle表中status字段数据此时改为0；

所述步骤（3）通过以下方式实现：机器人自动抓轴系统按所述生产计划抓轴至轴自动清洗系统进行清洗；

所述步骤（4）中，所述车轮的加热采用车轮加热系统；所述轮轴的拍照定位压装采用机器人自动拍照定位压装系统。

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