CN114012434A - 一种轮对轴箱总成智能安装生产线及其作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通车辆轮对组装技术领域，公开了一种轮对轴箱总成智能安装生产线及其作业方法，一种轮对轴箱总成智能安装生产线包括轨道，沿轨道依次布置的轴颈自动测量机、轴颈自动润滑机、压装机、轴端附件智能组装单元和轴箱辅助组装单元；沿轨道依次设置有多个放置轮对的工位，两台AGV小车在轨道中间并沿轨道方向运行且能按需求从轮对下方空隙穿过或将轮对拨送至指定工位，压装机的一侧设置有轴承立体仓库、轴承内径自动测量机、机械手和轴承托盘。本发明能实现轴箱后盖安装、轴承压装和轮对轴端附件安装的自动化，实现了轮对轴箱总成安装过程的高度自动化、智能化，生产效率高、作业质量好。

Description

一种轮对轴箱总成智能安装生产线及其作业方法

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆轮对智能装备技术领域，具体涉及一种轮对轴箱总成智能安装生产线及其作业方法。

背景技术

轮对是轨道交通车辆的核心部件，在轮对新造或大修组装过程中，轮对轴箱总成的安装是其中一项重要环节。轮对轴箱总成的安装主要包括轴箱轴承压装、轴端附件组装以及轴箱安装等主要步骤，目前均采用人工操作为主的作业方式，较为普遍的作业流程是由人工手持轮对轴颈专用量具对轮对轴颈进行多次测量获取轴颈直径数据平均值，根据轴承压装技术要求，由人工计算出相应的轴承内径范围并从轴承仓库中依次人工测量选取出合适的轴承，由人工搬运轴承至轴承压装机的压装预备位上，人工装套轴箱后盖并将待压装轮对轴颈处均匀涂抹润滑剂然后推送至轴承压装机工位处，人工操作轴承压装机执行压装作业，压装时由人工手动盘动轴承外圈以确保轴承压装时无卡阻现象，压装完毕后再由人工将轮对推送至轴端附件安装位，人工手动设置止轮器将轮对定位，人工手动依次将端盖、锁片、轴端螺栓安装至轮对轴端，人工手持拧紧扳机将轴端螺栓拧紧至合格扭矩范围内，轴端附件安装完毕后由人工将轮对推送至轴箱安装位，由人工安装轴箱并拧紧轴箱螺栓至合格扭矩范围。现有的作业方式存在自动化程度低、生产效率低、劳动力成本高的不足；人工参与环节过多，过度依赖作业人员的经验，作业质量受操作工的经验影响较难保证，质量控制成本高；同时，作业效率低下容易导致待安装轮对大量堆积，导致轮对生产线发生“堵车”现象，严重影响生产。

因此，如何提供一种自动化程度高、生产效率高、作业质量好且能大幅减少人工劳动量的轮对轴箱总成安装作业方法，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对现有的轮对轴箱总成安装作业方式的不足，本发明提供了一种轮对轴箱总成智能安装生产线及其作业方法，采用的技术方案是：

一种轮对轴箱总成智能安装生产线，包括轨道1，沿轨道1依次布置的轴颈自动测量机3、轴颈自动润滑机4、压装机5、轴端附件智能组装单元6和轴箱辅助组装单元7；沿所述轨道1依次设置有多个放置轮对13的工位，两台AGV小车2在轨道1中间并沿轨道1方向运行且能按需求从轮对13下方空隙穿过或将轮对13拨送至指定工位，所述压装机5的一侧设置有轴承立体仓库8、轴承内径自动测量机9、机械手10和轴承托盘11。AGV小车2用于轮对13的输送。

进一步地，轴端附件智能组装单元6包括左右对称设置的机器人601、设置在机器人601机械臂端且带伺服拧紧功能的专用夹具602、螺栓供料装置603、端盖供料装置604、锁片供料装置605、合装台606和视觉识别系统607。

进一步地，轴箱辅助组装单元7包括助力机械臂701、智能助力吊具702、专业夹具703、多功能伺服拧紧机704。

进一步地，轴承立体仓库8的出库端通过轴承输送机12与压装机5连接，轴承输送机12可根据作业需求将轴承由轴承立体仓库8输送至压装机5。

进一步地，机械手10能将轴承托盘11中的轴承取出并放入轴承内径自动测量机9进行测量，测量完毕后自动输入轴承立体仓库8进行储存，轴承托盘11中的轴承取出完毕后，由相应的物料供应AGV小车进行更换补充。

一种轮对轴箱总成智能安装生产线由专用电气控制系统及控制软件进行集中运算及控制。

一种轮对轴箱总成智能安装作业方法，采用一种轮对轴箱总成智能安装生产线，包括如下步骤：

S1：轴箱后盖安装及轴承压装：轮对13沿轨道1方向自左向右滚入本生产线作业范围内，AGV小车2将该轮对输送至轴颈自动测量机3处，轴颈自动测量机3对该轮对的轴颈尺寸进行精准测量，根据对测量结果进行分析比对，轴承立体仓库8中自动输出一套合适的轴承并由轴承输送机12输送给压装机5；与此同时，AGV小车2将该轮对13输送至轴颈自动润滑机4处，轴颈自动润滑机4对该轮对的轴颈表面自动均匀涂抹压装专用润滑剂，涂抹完毕后的轮对13由AGV小车2输送至压装机5处，压装机5完成对该轮对13轴箱后盖的全自动安装及轴承的全自动压装；

S2：轮对(13)轴端附件的安装：AGV小车2将轴承压装完毕后的轮对13输送至轴端附件智能组装单元6处，轴端附件智能组装单元6中的轮对定位机构自动将轮对13进行限位，由轴端附件智能组装单元6将端盖、锁片及轴端螺栓安装到轮对13的轴端；

S3：轮对轴箱安装：AGV小车2将安装了轴端附件的轮对13输送至轴箱辅助组装单元(7)处，实现轮对轴箱的半自动安装。

进一步地，机械手10能根据需求实时将轴承托盘11中的轴承取出并放入轴承内径自动测量机9进行测量，测量完毕后自动输入轴承立体仓库8进行储存补充，轴承托盘11中的轴承取出完毕后，由相应的物料供应装备进行更换补充。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

（1）本发明通过轮对轴箱轴承智能压装单元、轴端附件智能组装单元和轴箱辅助组装单元能实现轴箱后盖安装、轴承压装和轮对13轴端附件安装的自动化，实现了轮对轴箱总成安装过程的高度自动化、智能化，大幅减少了作业现场的人工劳动量，提高了工作效率。

（2）本发明采用在线通过式布局，能实现多工位同时作业，且采用AGV小车输送轮对的方式，作业效率相对现有作业方式有显著的提高。

（3）本发明结合机器人的精准动作、测量机的准确测量、控制系统的智能控制等优点，提高了作业的精准程度。

附图说明

图1为本发明一种轮对轴箱总成智能安装生产线等轴侧视图；

图2为本发明轮对轴箱轴承智能压装单元示意图；

图3为本发明轴端附件智能组装单元实施例示意图；

图4为本发明轴箱辅助组装单元实施例示意图。

附图标记：1、轨道；2、AGV小车；3、轴颈自动测量机；4、轴颈自动润滑机；5、压装机；6、轴端附件智能组装单元；601、机器人；602、专用夹具；603、螺栓供料装置；604、端盖供料装置；605、锁片供料装置；606、合装台；607、视觉识别系统；7、轴箱辅助组装单元；701、助力机械臂；702、智能助力吊具；703、专业夹具；704、多功能伺服拧紧机；8、轴承立体仓库；9、轴承内径自动测量机；10、机械手；11、轴承托盘；12、轴承输送机；13、轮对。

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。本领域普通技术人员在没有做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。

如图1和图2所示，本发明公开了一种轮对轴箱总成智能安装生产线，包括轨道1，沿轨道1依次布置的轴颈自动测量机3、轴颈自动润滑机4、压装机5、轴端附件智能组装单元6、轴箱辅助组装单元7，沿轨道1依次设置多个放置轮对13的工位，两台AGV小车2在轨道1中间并沿轨道1方向运行且能按需求从轮对13下方空隙穿过或将轮对13拨送至指定工位，在压装机5的一侧设置有轴承立体仓库8、轴承内径自动测量机9、机械手10及轴承托盘11，AGV小车2用于轮对输送。

如图3所示，为轴端附件智能组装单元6的一个实施例，包括但不限于左右对称设置的机器人601、设置在机器人601机械臂端且带伺服拧紧功能的专用夹具602、螺栓供料装置603、端盖供料装置604、锁片供料装置605、合装台606和视觉识别系统607，机器人601依次从相应供料装置中将轴端端盖、锁片、轴端螺栓夹取到合装台606，并经视觉识别系统607确认预装合格后，采用专用夹具602将合装台606中预组装完毕的端盖、锁片及轴端螺栓整体抓取并由专用夹具602上的3D视觉传感器识别引导安装到轮对轴端，能实现轮对轴端端盖、锁片、轴端螺栓等附件的全自动无人化组装。

如图4所示，为轴箱辅助组装单元7的一个实施例，包括但不限于助力机械臂701、智能助力吊具702、专业夹具703、多功能伺服拧紧机704，能在少量人工的辅助操作下，实现轮对轴箱的半自动化组装。

优先地，轴承立体仓库8的出库端通过轴承输送机12与压装机5连接，轴承输送机12可根据作业需求将轴承由轴承立体仓库8输送至压装机5。

优先地，机械手10能将轴承托盘11中的轴承取出并放入轴承内径自动测量机9进行测量，测量完毕后自动输入轴承立体仓库8进行储存，轴承托盘11中的轴承取出完毕后，由相应的物料供应AGV小车进行更换补充。

采用一种轮对轴箱总成智能安装生产线的轮对轴箱总成智能安装作业方法的工作原理是：轮对13沿轨道1方向自左向右滚入本生产线作业范围内，AGV小车2将该轮对输送至轴颈自动测量机3处，轴颈自动测量机3对该轮对的轴颈尺寸进行精准测量，根据对测量结果进行分析比对，轴承立体仓库8中自动输出一套合适的轴承并由轴承输送机12输送给压装机5；与此同时，AGV小车2将该轮对13输送至轴颈自动润滑机4处，轴颈自动润滑机4对该轮对的轴颈表面自动均匀涂抹压装专用润滑剂，涂抹完毕后的轮对13由AGV小车2输送至压装机5处，压装机5完成对该轮对13轴箱后盖的全自动安装及轴承的全自动压装。

AGV小车2将轴承压装完毕后的轮对13输送至轴端附件智能组装单元6处，轴端附件智能组装单元6中的轮对定位机构自动将轮对13进行限位，由轴端附件智能组装单元6中轨道1两侧的机器人601依次相应供料装置中将轴端端盖、锁片、轴端螺栓夹取到合装台606，并经视觉识别系统607确认预装合格后，采用专用夹具602将合装台606中预组装完毕的端盖、锁片及轴端螺栓整体抓取并由专用夹具602上的3D视觉传感器识别引导安装到轮对13的轴端，完成轮对13轴端附件的全自动安装。

AGV小车2将安装轴端附件的轮对13输送至轴箱辅助组装单元7处，在少量人工的辅助操作下，使用助力机械臂701、智能助力吊具702、专业夹具703、多功能伺服拧紧机704，实现轮对轴箱的半自动安装。

机械手10能根据需求实时将轴承托盘11中的轴承取出并放入轴承内径自动测量机9进行测量，测量完毕后自动输入轴承立体仓库8进行储存补充，轴承托盘11中的轴承取出完毕后，可由相应的物料供应AGV小车进行更换补充。

上述轮对轴箱总成智能安装作业方法能够在多个工位同步进行作业，实现流水线式生产。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种轮对轴箱总成智能安装生产线，包括轨道（1），其特征在于：沿轨道（1）依次布置的轴颈自动测量机（3）、轴颈自动润滑机（4）、压装机（5）、轴端附件智能组装单元（6）和轴箱辅助组装单元（7）；沿所述轨道（1）依次设置有多个放置轮对（13）的工位，两台AGV小车（2）在轨道（1）中间并沿轨道（1）方向运行且能按需求从轮对（13）下方空隙穿过或将轮对（13）拨送至指定工位，所述压装机（5）的一侧设置有轴承立体仓库（8）、轴承内径自动测量机（9）、机械手（10）和轴承托盘（11）。

2.根据权利要求1所述的一种轮对轴箱总成智能安装生产线，其特征在于：所述轴端附件智能组装单元（6）包括左右对称设置的机器人（601）、设置在机器人（601）机械臂端且带伺服拧紧功能的专用夹具（602）、螺栓供料装置（603）、端盖供料装置（604）、锁片供料装置（605）、合装台（606）和视觉识别系统（607）。

3.根据权利要求1所述的一种轮对轴箱总成智能安装生产线，其特征在于：所述轴箱辅助组装单元（7）包括助力机械臂（701）、智能助力吊具（702）、专业夹具（703）、多功能伺服拧紧机（704）。

4.根据权利要求1所述的一种轮对轴箱总成智能安装生产线，其特征在于：所述轴承立体仓库（8）的出库端通过轴承输送机（12）与压装机（5）连接，轴承输送机（12）可根据作业需求将轴承由轴承立体仓库（8）输送至压装机（5）。

5.一种轮对轴箱总成智能安装作业方法，采用权利要求1-4任一项所述的一种轮对轴箱总成智能安装生产线，其特征在于：包括如下步骤：

S1：轴箱后盖安装及轴承压装：轮对（13）沿轨道（1）方向自左向右滚入本生产线作业范围内，AGV小车（2）将该轮对输送至轴颈自动测量机（3）处，轴颈自动测量机（3）对该轮对的轴颈尺寸进行精准测量，根据对测量结果进行分析比对，轴承立体仓库（8）中自动输出一套合适的轴承并由轴承输送机（12）输送给压装机（5）；与此同时，AGV小车（2）将该轮对（13）输送至轴颈自动润滑机（4）处，轴颈自动润滑机（4）对该轮对的轴颈表面自动均匀涂抹压装专用润滑剂，涂抹完毕后的轮对（13）由AGV小车（2）输送至压装机（5）处，压装机（5）完成对该轮对（13）轴箱后盖的全自动安装及轴承的全自动压装；

S2：轮对（13）轴端附件的安装：AGV小车（2）将轴承压装完毕后的轮对（13）输送至轴端附件智能组装单元（6）处，轴端附件智能组装单元（6）中的轮对定位机构自动将轮对（13）进行限位，由轴端附件智能组装单元（6）将端盖、锁片及轴端螺栓安装到轮对（13）的轴端；

S3：轮对轴箱安装：AGV小车（2）将安装了轴端附件的轮对（13）输送至轴箱辅助组装单元（7）处，实现轮对轴箱的半自动安装。

6.根据权利要求5所述的一种轮对轴箱总成智能安装作业方法，其特征在于：所述机械手（10）能根据需求实时将轴承托盘（11）中的轴承取出并放入轴承内径自动测量机（9）进行测量，测量完毕后自动输入轴承立体仓库（8）进行储存补充，轴承托盘（11）中的轴承取出完毕后，由相应的物料供应装置进行更换补充。

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