CN115339992B - 一种轨枕模具用的吊具系统及吊装方法 - Google Patents
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Abstract
一种轨枕模具用的吊具系统及吊装方法，吊具系统具有吊具、行走装置、控制系统、底墩、吊柱，吊具具有定滑轮组、钢丝绳、承载框架、夹爪机构、预定位杆、动力源气缸、定位销组件、直线导轨、滑块、浮动接头。定滑轮的支座皆与承载框架固定连接，钢丝绳绕过定滑轮而与行走装置中的卷扬机相连接，直线导轨固定安装在承载框架的上端，滑块与夹爪机构相连接、且滑块套装在直线导轨的外部；动力源气缸的活塞杆通过浮动接头与夹爪机构浮动连接；在承载框架的每个方角处各固定安装有一对预定位杆。还提供了吊装方法。本发明降低了对来料模具的位置精度要求，确保了搬运过程中的平稳性，提高了模具堆放码垛的整齐程度且便于再次的起吊，自动化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种吊具设备领域，具体是一种轨枕模具用的吊具系统。本发明还涉及一种吊装方法。
背景技术
当前，市场上使用的轨枕模具规格较为单一，而使用的吊具却种类繁多，五花八门。但大多数的吊具需配合天车来人工操作使用，自动化程度低，危险系数高；即使部分大型企业采用了码垛机来进行作业，亦存在着码垛后轨枕模具堆放不整齐、再次起吊困难、操作过程中需实施人工干预等问题。
相关专利文献：CN209988965U公开了一种轨枕模具出入窑自动吊装设备，包括导轨梁、移动大车、移动小车、升降机构和吊具组件，所述导轨梁沿横向跨设在养护窑上方，所述移动大车沿横向可移动的设置在所述导轨梁上端，并可在其移动轨迹的任意位置固定，所述移动小车沿纵向可移动的设置在所述移动大车上，并可在其移动轨迹的任意位置固定，所述吊具组件设置在所述导轨梁下方，并与设置在所述移动小车上的所述升降机构传动连接，所述升降机构带动所述吊具组件上升或下降。CN106219405A提供了一种侧围总成吊具，包括行走机构、与所述行走机构连接的升降机构和与所述升降机构连接的吊具机构，其中，所述行走机构包括工字钢、支架、滚轮、减速接触开关、停止接触开关、行走限位件、电机安装框架和行走电机，所述支架、行走限位件分别设置在所述工字钢上，所述滚轮、减速接触开关、停止接触开关、电机安装框架分别设置在所述升降机构上，所述行走电机安装在所述电机安装框架内，所述行走电机与所述滚轮连接，所述滚轮设置在所述工字钢上。该技术方案简化了结构，降低了成本，减少了占用空间，可实现行走、升降、夹具功能。CN201980846U公开了一种轨枕模具用空翻吊具，包括吊索、轨道架、旋转机构和电控柜，所述吊索连接于轨道架上，所述轨道架与旋转机构连接，所述电控柜安装于轨道架的一侧，轨道架两侧的内壁上设有滑道。该技术方案所要解决的技术问题是如何解决现在的轨枕模具在翻转过程中使用设备繁多，占地面积大，工序复杂的问题。CN201728739U公开了一种双块式轨枕模具翻转吊具，它包括主梁、支架和驱动电机，所述主梁悬吊于吊装装置上，主梁内部设置伸缩机构，主梁两端设置对称的支架，支架上部与伸缩机构连接，支架下部设置翻转机构，其中，伸缩机构、翻转机构分别与驱动电机联动。该技术方案将模具翻转由固定式改进为吊装式，双块式轨枕养护完毕后，到制件脱模工序的吊运过程中进行翻转，当模具放于脱模台上后可直接进行脱模，比原有的先模具吊运到翻转工位进行翻转，再进入到脱模工位进行脱模工序，节省了时间，缩短了生产周期，并减少一个工位用地，降低了生产成本。
以上这些技术并未解决码垛后轨枕模具堆放不整齐、再次起吊困难的问题。对于本发明如何使轨枕模具用的吊具能降低对来料模具的位置精度要求，确保搬运过程中的平稳性，提高模具堆放码垛的整齐程度且便于再次的起吊，并未给出具体的指导方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨枕模具用的吊具系统，它工作可靠，能降低对来料模具的位置精度要求，确保搬运过程中的平稳性，提高模具堆放码垛的整齐程度且便于再次的起吊，自动化程度高，从而解决码垛后轨枕模具堆放不整齐、再次起吊困难的问题。
为此，本发明的另一个目的在于提供一种吊装方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种轨枕模具用的吊具系统，具有吊具、行走装置（行走机构）、控制系统、底墩、轨枕模具上的吊柱，吊具具有定滑轮组、与定滑轮组中的定滑轮一一相对应的数根钢丝绳、承载框架，行走装置具有机架、由机架支撑的横向行走大车机构、由横向行走大车机构支撑的纵向行走小车机构、设置在纵向行走小车机构上的卷扬机，其技术方案在于所述的吊具还具有夹爪机构、预定位杆、动力源气缸、定位销组件、直线导轨、与直线导轨配合并能沿直线导轨滑动的滑块、浮动接头。所述定滑轮组中的每个定滑轮的支座皆与承载框架固定连接，每根所述钢丝绳绕过（穿过）与其相对应的一个定滑轮而与行走装置中的卷扬机相连接，直线导轨固定安装在承载框架的上端，滑块与夹爪机构相连接、且滑块套装在直线导轨的外部而使得每个夹爪机构皆由两根直线导轨支撑；动力源气缸的缸筒座与承载框架铰接，动力源气缸的活塞杆通过浮动接头与夹爪机构浮动连接，夹爪机构上安装第一位置检测开关；在所述承载框架的每个方角处的下部各固定安装有一对预定位杆，预定位杆的底部安装第二位置检测开关，（每个）定位销组件具有定位销、对定位销进行导向限位的套管，定位销固定于承载框架上，套管与纵向行走小车机构的车架固定连接。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述定滑轮组中定滑轮的数量为四个，与定滑轮组中的定滑轮一一相对应的钢丝绳的数量为四根，夹爪机构的数量为两个，预定位杆的数量为四对，动力源气缸的数量为两个，直线导轨的数量为两对，与直线导轨一一相对应的滑块的数量为两对，浮动接头的数量为两个。所述承载框架呈长方体形，承载框架主体采用方管和工字钢焊接而成，承担所搬运物料及自身的全部载荷；承载框架的前侧的左右两端、承载框架的后侧的左右两端各安装定滑轮组中的一个所述的定滑轮，定滑轮组中的每个定滑轮的支座皆与承载框架的上端面固定连接，每根钢丝绳绕过（穿过）与其相对应的一个定滑轮而与行走装置中的卷扬机相连接；直线导轨固定安装在承载框架的上端的结构是，所述承载框架的前部中间区域、承载框架的后部中间区域各安装一对呈左右设置的直线导轨，两对直线导轨中的一对直线导轨与另一对直线导轨呈前后相对设置，每个所述直线导轨皆通过螺栓固定安装在承载框架上端面。所述滑块与夹爪机构相连接、且滑块套装在直线导轨的外部的结构是，每个所述夹爪机构皆具有水平连接体、纵向连接体，每个所述夹爪机构皆呈L型，两个夹爪机构中的两个水平连接体呈前后相对设置，两个夹爪机构呈前后对称分布；每个夹爪机构中，水平连接体的下部固定安装有一对呈左右布置的上述滑块，水平连接体的自由端具有T型缺口；纵向连接体的下部安装有两对夹爪（夹爪也称作夹爪体或卡爪），每对所述夹爪上安装一个第一位置检测开关；每个滑块套装在与其相对应的一个直线导轨的外部。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述动力源气缸的活塞杆通过浮动接头与夹爪机构浮动连接的结构是，两个所述动力源气缸呈前后相对设置，每个所述动力源气缸的缸筒座通过位于承载框架中部的耳板与承载框架铰接，每个所述动力源气缸的活塞杆通过与其相对应的一个浮动接头与夹爪机构中的T型缺口配合连接，此配合连接的结构是，每个所述浮动接头由T型板和一端嵌入其内部的销轴固定（焊接）而成，T型板具有横向体、纵向体，销轴位于T型板的底部，即销轴位于T型板的纵向体的底端，（每个）动力源气缸的活塞杆通过销轴与T型板铰接，T型板的顶部即T型板的横向体进入夹爪机构中水平连接体上的T型缺口中与之相配合，T型缺口的上端口由呈水平设置的横向板封口（该横向板通过四个螺丝与T型板可拆卸地固定连接）。四对所述预定位杆分别固定安装在所述承载框架的四个方角处的下部；每个所述预定位杆的底部安装一个第二位置检测开关。在每个所述直线导轨的外侧（在每个直线导轨旁）皆设有使滑块在一定范围（规定的范围）内滑动的前后限位板，所述前后限位板皆固定在承载框架上，每个所述水平连接体的侧壁（外侧壁）上固定有前后定位板，前后定位板位于前后限位板之间并由前后限位板限位。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述定位销组件的数量为四个，四个所述定位销组件具有四个定位销、与定位销一一对应的四个套管，每个所述定位销呈圆柱体形，每个所述套管为圆形钢管，定位销固定于承载框架上的结构是，在限位板的外侧，承载框架的前后各固定有两个安装板，在每个所述安装板的上端面各固定有一个呈纵向设置的定位销，四个套管呈纵向设置并固定在纵向行走小车机构的车架上，在起吊过程结束状态，四个所述定位销的一部分分别伸入四个套管的内孔中、使承载框架（或者说是吊具）由纵向行走小车机构的车架导向限位。每个上述第一位置检测开关最好皆为滚轮式行程开关。每个上述第二位置检测开关最好皆为方形接近开关（方块型接近开关）。每个（每根）所述预定位杆具有位于上端的固定板、位于底端的斜口、位于中间的主连接体（主连接体可以为方管），斜口为一个倾斜的平板（可以是钢板，斜口也可称作切口），预定位杆由固定板、斜口、主连接体(方管) 固定连接在一起(焊接而成)，斜口的内侧端（靠近轨枕模具的一端）高于外侧端，作为斜口的平板最好呈长方形（长方体形），所述平板与水平面的夹角（即平板的内侧端向上抬起的角度）为60°~75°，所述角度可以选择65°、70°、75°。方管(主连接体)可以呈品字形，由三根方钢管构成（焊接而成），每个所述预定位杆通过固定板以及螺丝固定在所述承载框架的方角处的下部；每个所述预定位杆通过固定板以及螺丝（螺栓）固定在所述承载框架的方角处的下部；每个所述预定位杆的长度按照在（正常）吊装状态下斜口的内侧端所处的位置（即靠近轨枕模具的一端所处的位置）低于所正在吊装的轨枕模具的底部所处的位置、但预定位杆的底端不超过堆垛状态（堆放状态）下一层的轨枕模具的底部要求确定，每个所述预定位杆在位于（低于）轨枕模具的底部以下的部分形成预定位杆底部伸出端，该预定位杆底部伸出端的内侧面即靠近轨枕模具的侧面与底墩F的外壁或者下一层的轨枕模具的外壁相接触。每个所述夹爪上具有葫芦口结构（葫芦形缺口）且该葫芦口呈倒置状态；葫芦口的小圆的尺寸（直径）微大于轨枕模具上的吊柱的直径（比如葫芦口的小圆的直径比轨枕模具上的吊柱的直径大0.5-2毫米,可选用1毫米）,而葫芦口的大圆的尺寸（直径）却远大于轨枕模具上的吊柱的直径（比如枕模具上的吊柱的直径值为d, 葫芦口的大圆的直径为4d-6d，可选用5d），葫芦口的大圆与葫芦口的小圆之间通过圆弧光滑过渡。上述吊具所用于堆垛的底墩F的长和宽与吊具在正常吊装两个轨枕模具时两个轨枕模具的长和宽的尺寸相同，两个轨枕模具的所述尺寸不包括吊柱H的尺寸，底墩F的高度必须大于单个轨枕模具的高度。
一种轨枕模具的吊装方法（或者说是所述吊具系统具体的使用方法），该吊装方法使用上述的轨枕模具用的吊具系统，所述吊装方法包括以下步骤 ：
S1起吊过程：当两套轨枕模具（两个轨枕模具）通过输送带运输到相应的工位后，行走装置带动吊具（行走装置带动吊具指的是行走装置的纵向行走小车机构带动吊具）到达轨枕模具的正上方，两个动力源气缸同时作用，即两个动力源气缸的活塞杆同时伸出（活塞杆推动夹爪机构，水平连接体带动滑块，滑块沿直线导轨滑动，夹爪向远离轨枕模具的方向移动），将承载框架前后两侧的夹爪打开到最大位置；然后夹具继续下移，通过所述承载框架的四个方角处（四个端角处）的四对所述预定位杆（即自身四周的预定位杆）对轨枕模具的位置进行初步校正，使轨枕模具能够在相对准确的起吊位置；接着夹具继续下移，当轨枕模具的吊柱（吊柱即导柱）与夹爪上的葫芦口的大圆中心位置（中心区域）大致对齐后，一侧动力源气缸（即两个动力源气缸的其中一个）作用带动夹爪动作，即该动力源气缸的活塞杆收缩，使夹爪向靠近轨枕模具的方向移动，使夹爪到距离轨枕模具外壁0.8-1.2厘米（选用1厘米）的位置，此时轨枕模具的吊柱已进入夹爪上的葫芦口的大圆中心位置（中心区域），另一侧动力源气缸（即两个动力源气缸的另外一个）亦重复相同的动作，具体是所述另一侧动力源气缸作用带动夹爪动作，即该动力源气缸的活塞杆收缩，使夹爪向靠近轨枕模具的方向移动，使夹爪到距离轨枕模具外壁0.8-1.2厘米（选用1厘米）的位置，此时轨枕模具的吊柱已进入夹爪上的葫芦口的大圆中心位置（中心区域）；而后吊具反向向上移动，使轨枕模具的吊柱从夹爪上的葫芦口的大圆中心位置（中心区域）移动到葫芦口的小圆中心位置（中心区域）；然后两侧的动力源气缸（即两个动力源气缸）分别推动两个夹爪机构使轨枕模具的吊柱完全进入到葫芦口的小圆中心位置（中心区域）；此时夹爪上的第一位置检测开关（滚轮式行程开关）检测到已成功夹紧轨枕模具的信号，然后整套夹具继续向上移动直至四个所述定位销的一部分分别伸入四个套管的内孔中，使承载框架（或者说是吊具）由纵向行走小车机构的车架导向限位，而后控制系统（控制中心）给出对轨枕模具进行搬运的指令。
S2运输过程：上述行走装置带动吊具及轨枕模具由起吊位置向堆垛位置进行运输，在运输过程中，保持两侧动力源气缸对轨枕模具的夹紧状态；此运输过程中，因两侧动力源气缸对轨枕模具保持有一定的夹紧力作用且定位销组件对吊具进行了导向限位，故大大地提高了轨枕模具搬运的平稳性。
S3堆垛过程：上述行走装置带动吊具及轨枕模具到达指定的堆垛位置后，整套吊具开始向下移动；四个所述定位销分别离开四个套管的内孔；当预定位杆上的第二位置检测开关（方形接近开关）检测到底墩或下层轨枕模具后，第二位置检测开关向控制系统发出可堆垛处理的信号；而后控制系统给出指令使吊具及轨枕模具继续向下移动，将轨枕模具放置在底墩或下层轨枕模具的上部（若预定位杆上的第二位置检测开关未检测到底墩或下层轨枕模具后，第二位置检测开关会向控制系统发出情况异常的信号停止后续动作，而后控制系统将自动报警进行人工干预处理）。然后撤销两侧动力源气缸的夹紧力，使夹具继续下移直至轨枕模具的吊柱从葫芦口的小圆中心位置（中心区域）移动到葫芦口的大圆中心位置（中心区域）停止；而后两侧的动力源气缸作用带动夹爪张开到最大位置，此时夹爪上的第一位置检测开关获得轨枕模具脱离的信号，然后控制系统给出搬运的指令，上述行走装置提升起整套吊具，堆垛过程结束。再进入养护工序。
S4再次起吊：在养护结束后，控制系统给出轨枕模具搬运移出指令，行走装置再次带动吊具到达轨枕模具（内部含已养护好的铁路轨枕）的正上方，两个动力源气缸同时作用，即两个动力源气缸的活塞杆同时伸出，将承载框架前后两侧的夹爪打开到最大位置；然后吊具继续下移，通过所述承载框架的四个方角处的四对所述预定位杆对轨枕模具的位置进行再次矫正,使轨枕模具能够在相对准确的起吊位置。因前期模具堆放较为整齐，故再次起吊能够较为精准地定位吊装，后续动作与S1过程完全相同。
本发明具有吊具、行走装置（行走机构）、控制系统、底墩、轨枕模具上的吊柱，吊具具有定滑轮组、数根钢丝绳、承载框架，行走装置具有机架、横向行走大车机构、由横向纵向行走小车机构、卷扬机，所述的吊具还具有夹爪机构、预定位杆、动力源气缸、定位销组件、直线导轨、与直线导轨配合并能沿直线导轨滑动的滑块、浮动接头。这样，本发明针对典型的轨枕模具，采用双动力源气缸不同时间对轨枕模具进行持续夹紧，将夹爪的葫芦口大圆与轨枕模具的吊柱对位吊装，且定位销组件对吊具进行了导向限位，保证了吊起后两者一起能够平稳地运输，提高了轨枕模具搬运的平稳性；同时大大降低对来料模具（来料模具即输送带上的轨枕模具）的位置精度要求。此外，预定位杆对正在吊装的轨枕模具及下层轨枕模具进行限位，同时优化对底墩尺寸规格的设计，大大提高了轨枕模具堆放的整齐程度且便于再次进行起吊，还有，吊具中的夹爪能同时对两套轨枕模具持续保持一定的夹紧力，从而解决了吊具不易实现同时对两套轨枕模具进行吊装的问题，进而提高了轨枕模具搬运的平稳性以及生产效率，本发明能够实现自动化无人作业，节省了人工操作。经试验，与相关的轨枕模具用的吊具相比，本发明的生产工效（即工作效率）提高了19%以上，生产成本降低了18%以上。
附图说明
图1为本发明所述轨枕模具用的吊具系统的结构示意图（立体图）。
图2为图1中A1部位的局部放大图。
图3为本发明中吊具的结构示意图（立体图）。
图4为图3中A部位的局部放大图。
图5为本发明中承载框架的结构示意图（立体图）。
图6为图5中B部位的局部放大图。
图7为图5中C部位的局部放大图。
图8为本发明中一个夹爪机构的结构示意图（立体图）。
图9为图8中D部位的局部放大图。
图10为本发明中一个预定位杆的结构示意图（立体图）。
图11为本发明中一个夹爪的结构示意图（立体图）。
图12为本发明中动力源气缸、浮动接头、夹爪机构相连接的结构示意图（俯视图）
图13为图12中E部位的局部放大图。
图14为本发明中一个浮动接头的结构示意图（立体图）。
图15为本发明在轨枕模具起吊（吊装）时的结构示意图。
图16、图17皆为本发明在轨枕模具堆垛时的结构示意图。
图18为本发明的控制系统原理框图。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本实施例，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，都属于本发明的范围。
实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18所示，本发明的轨枕模具用的吊具系统具有吊具、行走装置（行走机构）、控制系统（本身为已有技术）、底墩F、轨枕模具G上的吊柱H。吊具具有定滑轮组9、与定滑轮组中的定滑轮一一相对应的数根钢丝绳6、承载框架12。行走装置具有机架1、由机架支撑的横向行走大车机构3、由横向行走大车机构支撑的纵向行走小车机构5、设置在纵向行走小车机构上的（双卷筒）卷扬机4，其技术方案在于所述的吊具还具有夹爪机构7、预定位杆8、动力源气缸11、定位销组件10、直线导轨13、与直线导轨配合并能沿直线导轨滑动的滑块14、浮动接头15。所述定滑轮组9中的每个定滑轮的支座皆与承载框架12固定连接，每根所述钢丝绳6绕过（穿过）与其相对应的一个定滑轮而与行走装置中的卷扬机4相连接，直线导轨13固定安装在承载框架12的上端，滑块14与夹爪机构7相连接、且滑块套装在直线导轨13的外部而使得每个夹爪机构7皆由两根直线导轨13支撑；动力源气缸11的缸筒座与承载框架12铰接，动力源气缸11的活塞杆通过浮动接头15与夹爪机构7浮动连接，夹爪机构7上安装第一位置检测开关70。在所述承载框架12的每个方角处的下部各固定安装有一对预定位杆8，预定位杆的底部安装第二位置检测开关80，（每个）定位销组件10具有定位销2′、对定位销进行导向限位的套管2，定位销2′固定于承载框架12上，套管2与纵向行走小车机构5的车架固定连接。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17所示，上述定滑轮组9中定滑轮的数量为四个，与定滑轮组中的定滑轮一一相对应的钢丝绳6的数量为四根，夹爪机构7的数量为两个，预定位杆8的数量为四对，动力源气缸11的数量为两个，直线导轨13的数量为两对，与直线导轨13一一相对应的滑块14的数量为两对，浮动接头15的数量为两个。所述承载框架12呈长方体形，承载框架主体采用方管和工字钢焊接而成，承担所搬运物料及自身的全部载荷。承载框架的前侧的左右两端、承载框架的后侧的左右两端各安装定滑轮组9中的一个所述的定滑轮，定滑轮组9中的每个定滑轮的支座皆与承载框架12的上端面固定连接，每根钢丝绳绕过（穿过）与其相对应的一个定滑轮而与行走装置中的卷扬机4相连接；直线导轨13固定安装在承载框架12的上端的结构是，所述承载框架12的前部中间区域、承载框架12的后部中间区域各安装一对呈左右设置的直线导轨13，两对直线导轨中的一对直线导轨与另一对直线导轨呈前后相对设置，每个所述直线导轨13皆通过螺栓固定安装在承载框架12上端面。所述滑块14与夹爪机构7相连接、且滑块套装在直线导轨13的外部的结构是，每个所述夹爪机构7皆具有水平连接体71、纵向连接体72，每个所述夹爪机构7皆呈L型，两个夹爪机构中的两个水平连接体呈前后相对设置，两个夹爪机构呈前后对称分布。每个夹爪机构中，水平连接体的下部固定安装有一对呈左右布置的上述滑块14，水平连接体71的自由端具有T型缺口711。纵向连接体72的下部安装有两对夹爪721（每对夹爪夹住一套轨枕模具），每对所述夹爪721上安装一个第一位置检测开关70。夹爪机构7可以由型钢（方钢管）和钢板焊接而成，每个夹爪721可以由钢板制成。每个滑块14套装在与其相对应的一个直线导轨13的外部，滑块可以由钢板制成。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17所示，上述动力源气缸11的活塞杆通过浮动接头15与夹爪机构7浮动连接的结构是，两个所述动力源气缸11呈前后相对设置，每个所述动力源气缸11的缸筒座通过位于承载框架中部的耳板122与承载框架12铰接，每个所述动力源气缸11的活塞杆通过与其相对应的一个浮动接头15与夹爪机构中的T型缺口711配合连接，此配合连接的结构是，每个所述浮动接头15由T型板151和一端嵌入其内部的销轴152固定（可以是焊接）而成，T型板151具有横向体、纵向体，销轴152位于T型板151的底部，即销轴位于T型板的纵向体的底端，T型板151可以由钢板制成，销轴152可以由圆钢制成。（每个）动力源气缸11的活塞杆通过销轴152与T型板151铰接，T型板151的顶部即T型板的横向体进入夹爪机构中水平连接体上的T型缺口711中与之相配合，T型缺口711的上端口由呈水平设置的横向板封口（限位），该横向板通过四个螺丝与T型缺口711的上端口可拆卸地固定连接。四对所述预定位杆8分别固定安装在所述承载框架12的四个方角处的下部；每个所述预定位杆的底部安装一个第二位置检测开关80。每个上述第一位置检测开关70可以皆为滚轮式行程开关。每个上述第二位置检测开关80可以皆为方形接近开关（方块型接近开关）。在每个所述直线导轨13的外侧（在每个直线导轨旁）皆设有使滑块14在一定范围（规定的范围）内滑动的前后限位板121，所述前后限位板121皆固定（焊接）在承载框架12上，每个所述水平连接体71的侧壁（外侧壁）上固定（焊接）有前后定位板71′，前后定位板71′位于前后限位板121之间并由前后限位板121限位。所述前后定位板71′、前后限位板121皆可以由钢板制成。上述定位销组件10的数量为四个，四个所述定位销组件10具有四个定位销2′、与定位销一一对应的四个套管2，每个所述定位销2′呈圆柱体形，可以由圆钢制成，每个所述套管2为圆形钢管，定位销2′固定于承载框架12上的结构是，在限位板121的外侧，承载框架12的前后各固定有两个安装板123，在每个所述安装板的上端面各固定有一个呈纵向设置的定位销2′，四个套管2呈纵向设置并固定在纵向行走小车机构5的车架上，在起吊过程结束状态，四个所述定位销2′的一部分分别伸入四个套管2的内孔中、使承载框架（或者说是吊具）由纵向行走小车机构的车架导向限位。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17所示，每个（每根）所述预定位杆8具有位于上端的固定板81、位于底端的斜口82、位于中间的主连接体83，斜口82为一个倾斜的平板（该平板可以是钢板，斜口也可称作切口），主连接体83可以采用方管。预定位杆8由固定板81、斜口82、主连接体83固定连接（焊接）在一起，斜口（82）的内侧端（靠近轨枕模具的一端）高于外侧端，作为斜口82的平板最好呈长方形，所述平板与水平面的夹角（即平板的内侧端向上抬起的角度）为60°~75°，所述角度可以选择70°。作为主连接体的方管可以呈品字形，由三根方钢管焊接而成，每个所述预定位杆8通过固定板81以及螺丝固定在所述承载框架12的方角处（其中一处）的下部。这样，所述承载框架12的每个方角处（即端角处）的下部各固定安装有一对预定位杆。每个所述预定位杆8的长度按照在（正常）吊装状态下斜口82的内侧端所处的位置（即靠近轨枕模具的一端所处的位置）低于所正在吊装的轨枕模具的底部所处的位置、但预定位杆的底端不超过堆垛状态（堆放状态）下一层的轨枕模具的底部要求确定，每个所述预定位杆在位于（低于）轨枕模具的底部以下的部分形成预定位杆底部伸出端，该预定位杆底部伸出端的内侧面即靠近轨枕模具的侧面与底墩F的外壁或者下一层的轨枕模具的外壁相接触。这样，通过所述承载框架的四个方角处的四对所述预定位杆对轨枕模具的位置进行初步校正（矫正），预定位杆的底端的斜口（倾斜的平板）对支撑轨枕模具的底墩（或者底板）起到了探测作用，支撑轨枕模具的底墩（或者底板）对斜口（倾斜的平板，平板向上抬起的角度为60°~75°）起到了导向定位的作用，使得预定位杆、支撑轨枕模具的底墩（或者底板）位置相对齐、夹爪与轨枕模具的位置相对齐，进而使轨枕模具处在相对准确的起吊位置或者卸货位置（堆垛位置），不需要反复调整所述夹爪与轨枕模具的相对位置（实质也是降低了对来料模具的位置精度要求），节省了人工操作，提高了轨枕模具吊装（搬运）、卸货（堆垛）的平稳性以及生产效率（设置所述预定位杆，使本发明的生产效率提高了7%以上）。每个所述夹爪721上具有葫芦口结构7210（葫芦口结构即葫芦形缺口）且该葫芦口呈倒置状态；葫芦口的小圆7211的尺寸（直径）微大于轨枕模具G上的吊柱H的直径（比如葫芦口的小圆的直径比轨枕模具G上的吊柱H的直径大0.5-2毫米,可选用1毫米）,而葫芦口的大圆7212的尺寸（直径）却远大于轨枕模具G上的吊柱H的直径（比如枕模具G上的吊柱H的直径值为d, 葫芦口的大圆的直径为4d-6d，可选用5d），葫芦口的大圆7212与葫芦口的小圆7211之间通过圆弧光滑过渡。上述吊具所用于堆垛的底墩F的长和宽与吊具在正常吊装两个轨枕模具时两个轨枕模具的长和宽的尺寸相同，两个轨枕模具的所述尺寸不包括吊柱H的尺寸，底墩F的高度必须大于单个轨枕模具的高度。
如图18所示，控制系统（或者说是控制装置）包括（PLC）可编程控制器X2、变频器X1、位置检测开关X3、（行走装置中的卷扬机4的）驱动电机X4、（两个动力源气缸用的）气泵开关控制阀X5。位置检测开关X3包括各第一位置检测开关70、各第二位置检测开关80。可编程控制器X2、变频器X1、驱动电机X4依次连接，气泵开关控制阀X5的控制端还与可编程控制器X2相连接，可编程控制器 X2还分别与各第一位置检测开关70、各第二位置检测开关80相连接。驱动电机X4为三相异步电动机。变频器 X1可以为交 -直-交型变频器。若需要调整驱动电机X4的运行速度，则通过可编程控制器改变对变频器的控制信号，从而改变变频器的输出频率，进而改变驱动电机的运行速度。气泵开关控制阀X5能使两个动力源气缸同时动作或者单个动作。
实施例2：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18所示，本发明的吊装方法，是使用实施例1所述的轨枕模具用的吊具系统，所述吊装方法包括以下步骤 ：
S1起吊过程：当两套轨枕模具G通过输送带运输到相应的工位后，行走装置带动吊具（行走装置带动吊具指的是行走装置的纵向行走小车机构5带动吊具）到达轨枕模具的正上方，两个动力源气缸同时作用，即两个动力源气缸的活塞杆同时伸出（活塞杆推动夹爪机构，水平连接体71带动滑块14，滑块14沿直线导轨13滑动，夹爪向远离轨枕模具的方向移动），将承载框架前后两侧的夹爪721打开到最大位置；然后夹具继续下移，通过所述承载框架12的四个方角处（四个端角处）的四对所述预定位杆（即自身四周的预定位杆）对轨枕模具的位置进行初步校正，使轨枕模具能够在相对准确的起吊位置；接着夹具继续下移，当轨枕模具的吊柱H（吊柱即导柱）与夹爪上的葫芦口的大圆7212中心位置（中心区域）大致对齐后，一侧动力源气缸（即两个动力源气缸的其中一个）作用带动夹爪721动作，即该动力源气缸的活塞杆收缩，使夹爪向靠近轨枕模具的方向移动，使夹爪到距离轨枕模具外壁0.8-1.2厘米（选用1厘米）的位置，此时轨枕模具的吊柱H已进入夹爪上的葫芦口的大圆7212中心位置（中心区域），另一侧动力源气缸（即两个动力源气缸的另外一个）亦重复相同的动作，具体是所述另一侧动力源气缸作用带动夹爪动作，即该动力源气缸的活塞杆收缩，使夹爪向靠近轨枕模具的方向移动，使夹爪到距离轨枕模具外壁0.8-1.2厘米（选用1厘米）的位置，此时轨枕模具的吊柱H已进入夹爪上的葫芦口的大圆7212中心位置（中心区域）；而后吊具反向向上移动，使轨枕模具的吊柱H从夹爪上的葫芦口的大圆7212中心位置（中心区域）移动到葫芦口的小圆7211中心位置（中心区域）；然后两侧的动力源气缸（即两个动力源气缸）分别推动两个夹爪机构7使轨枕模具的吊柱H完全进入到葫芦口的小圆7211中心位置（中心区域）；此时夹爪721上的第一位置检测开关70（第一位置检测开关采用滚轮式行程开关）检测到已成功夹紧轨枕模具的信号，然后整套夹具继续向上移动直至四个所述定位销2′的一部分分别伸入四个套管2的内孔中，使承载框架（或者说是吊具）由纵向行走小车机构的车架导向限位，而后控制系统（控制中心）给出对轨枕模具进行搬运的指令。
S2运输过程：上述行走装置带动吊具及轨枕模具由起吊位置向堆垛位置进行运输，在运输过程中，保持两侧动力源气缸对轨枕模具的夹紧状态；此运输过程中，因两侧动力源气缸对轨枕模具保持有一定的夹紧力作用且定位销组件对吊具进行了导向限位，故提高了轨枕模具搬运的平稳性。需要说明的是，行走装置带动吊具及轨枕模具由起吊位置向堆垛位置进行运输，在运输过程中，夹爪保持了两侧动力源气缸对两套轨枕模具的夹紧状态。此运输过程中，因两侧动力源气缸对轨枕模具持续保持一定的夹紧力（夹紧力大），使得吊具（或者说是夹爪）能同时将两套轨枕模具吊起（实质也是降低了对来料模具的位置精度要求），此时，两套轨枕模具与两个夹爪机构7中的夹爪构成一个整体，大大地提高了轨枕模具搬运的平稳性以及生产效率（设置夹爪机构、动力源气缸、浮动接头、导轨、滑块的结构，使本发明的生产效率提高了9%以上）。
S3堆垛过程：上述行走装置带动吊具及轨枕模具到达指定的堆垛位置后，整套吊具开始向下移动，四个所述定位销2′分别离开四个套管2的内孔；当预定位杆上的第二位置检测开关80（第二位置检测开关采用方形接近开关）检测到底墩F或下层轨枕模具后，第二位置检测开关向控制系统发出可堆垛处理的信号；而后控制系统给出指令使吊具及轨枕模具继续向下移动，将轨枕模具放置在底墩F或下层轨枕模具的上部。若预定位杆上的第二位置检测开关未检测到底墩F或下层轨枕模具后，第二位置检测开关会向控制系统发出情况异常的信号停止后续动作，而后控制系统将自动报警进行人工干预处理。然后撤销两侧动力源气缸的夹紧力，使夹具继续下移直至轨枕模具的吊柱H从葫芦口的小圆7211中心位置（中心区域）移动到葫芦口的大圆7212中心位置（中心区域）停止；而后两侧的动力源气缸作用带动夹爪张开到最大位置，此时夹爪721上的第一位置检测开关70获得轨枕模具脱离的信号，然后控制系统给出搬运的指令，上述行走装置提升起整套吊具，堆垛过程结束。再进入养护工序。参见图16，需要说明的是，在第一层轨枕模具堆垛的过程中，当轨枕模具从吊具中拆卸时，吊具整体需向下移动使轨枕模具的吊柱从夹爪上的葫芦口的小圆中心位置（中心区域）运动到大圆中心位置（中心区域）；在此过程中，底墩的高度需保证预定位杆的最低点（最底端）不能够与地面发生干涉。第二层轨枕模具及第二层的以上层轨枕模具的码垛及拆卸不受任何影响。
S4再次起吊：在养护结束后，控制系统给出轨枕模具搬运移出指令，行走装置再次带动吊具到达轨枕模具（内部含已养护好的铁路轨枕）的正上方，两个动力源气缸同时作用，即两个动力源气缸的活塞杆同时伸出，将承载框架前后两侧的夹爪721打开到最大位置；然后吊具继续下移，通过所述承载框架12的四个方角处的四对所述预定位杆对轨枕模具的位置进行再次矫正,使轨枕模具能够在相对准确的起吊位置。因前期模具堆放较为整齐，故再次起吊能够较为精准地定位吊装，后续动作与S1过程完全相同。
综上所述，本发明的以上实施例针对典型的轨枕模具，采用双动力源气缸不同时间对轨枕模具进行持续夹紧，将夹爪的葫芦口大圆与轨枕模具的吊柱对位吊装，且定位销组件对吊具进行了导向限位，保证了吊起后两者一起能够平稳地运输，提高了轨枕模具搬运的平稳性；同时大大降低对来料模具的位置精度要求。此外，预定位杆对正在吊装的轨枕模具及下层轨枕模具进行限位，同时优化对底墩尺寸规格的设计，大大提高了轨枕模具堆放的整齐程度且便于再次进行起吊，还有，吊具中的夹爪能同时对两套轨枕模具持续保持一定的夹紧力，从而解决了吊具不易实现同时对两套轨枕模具进行吊装的问题，进而提高了轨枕模具搬运的平稳性以及生产效率，本发明能够实现自动化无人作业，节省了人工操作。经试验，与相关的轨枕模具用的吊具相比，本发明的生产工效提高了19%以上，生产成本降低了18%以上。
本发明工作可靠，使用效果好，能降低对来料模具的位置精度要求，确保了搬运过程中的平稳性，提高了模具堆放码垛的整齐程度且便于再次的起吊，自动化程度高。
Claims (9)
1.一种轨枕模具用的吊具系统，具有吊具、行走装置、控制系统、底墩（F）、轨枕模具上的吊柱（H），吊具具有定滑轮组（9）、与定滑轮组中的定滑轮一一相对应的数根钢丝绳（6）、承载框架（12），行走装置具有机架（1）、由机架支撑的横向行走大车机构（3）、由横向行走大车机构支撑的纵向行走小车机构（5）、设置在纵向行走小车机构上的卷扬机（4），其特征在于所述的吊具还具有夹爪机构（7）、预定位杆（8）、动力源气缸（11）、定位销组件（10）、直线导轨（13）、与直线导轨配合并能沿直线导轨滑动的滑块（14）、浮动接头（15）；
所述定滑轮组（9）中的每个定滑轮的支座皆与承载框架（12）固定连接，每根所述钢丝绳（6）绕过与其相对应的一个定滑轮而与行走装置中的卷扬机（4）相连接，直线导轨（13）固定安装在承载框架（12）的上端，滑块（14）与夹爪机构（7）相连接、且滑块套装在直线导轨（13）的外部而使得每个夹爪机构（7）皆由两根直线导轨（13）支撑；动力源气缸（11）的缸筒座与承载框架（12）铰接，动力源气缸（11）的活塞杆通过浮动接头（15）与夹爪机构（7）浮动连接，夹爪机构（7）上安装第一位置检测开关（70）；
在所述承载框架（12）的每个方角处的下部各固定安装有一对预定位杆（8），预定位杆的底部安装第二位置检测开关（80），定位销组件（10）具有定位销（2′）、对定位销进行导向限位的套管（2），定位销（2′）固定于承载框架（12）上，套管（2）与纵向行走小车机构（5）的车架固定连接；
所述的轨枕模具用的吊具系统的吊装方法包括以下步骤 ：
S1起吊过程：当两套轨枕模具（G）通过输送带运输到相应的工位后，行走装置带动吊具到达轨枕模具的正上方，两个动力源气缸同时作用，即两个动力源气缸的活塞杆同时伸出，将承载框架前后两侧的夹爪（721）打开到最大位置；然后夹具继续下移，通过所述承载框架（12）的四个方角处的四对所述预定位杆对轨枕模具的位置进行初步校正，使轨枕模具能够在相对准确的起吊位置；接着夹具继续下移，当轨枕模具的吊柱（H）与夹爪上的葫芦口的大圆（7212）中心位置大致对齐后，一侧动力源气缸作用带动夹爪（721）动作，即该动力源气缸的活塞杆收缩，使夹爪向靠近轨枕模具的方向移动，使夹爪到距离轨枕模具外壁0.8-1.2厘米的位置，此时轨枕模具的吊柱（H）已进入夹爪上的葫芦口的大圆（7212）中心位置，另一侧动力源气缸亦重复相同的动作，具体是所述另一侧动力源气缸作用带动夹爪动作，即该动力源气缸的活塞杆收缩，使夹爪向靠近轨枕模具的方向移动，使夹爪到距离轨枕模具外壁0.8-1.2厘米的位置，此时轨枕模具的吊柱（H）已进入夹爪上的葫芦口的大圆（7212）中心位置；而后吊具反向向上移动，使轨枕模具的吊柱（H）从夹爪上的葫芦口的大圆（7212）中心位置移动到葫芦口的小圆（7211）中心位置；然后两侧的动力源气缸分别推动两个夹爪机构（7）使轨枕模具的吊柱（H）完全进入到葫芦口的小圆（7211）中心位置；此时夹爪（721）上的第一位置检测开关（70）检测到已成功夹紧轨枕模具的信号，然后整套夹具继续向上移动直至四个所述定位销（2′）的一部分分别伸入四个套管（2）的内孔中，使承载框架由纵向行走小车机构的车架导向限位，而后控制系统给出对轨枕模具进行搬运的指令；
S2运输过程：上述行走装置带动吊具及轨枕模具由起吊位置向堆垛位置进行运输，在运输过程中，保持两侧动力源气缸对轨枕模具的夹紧状态；
S3堆垛过程：上述行走装置带动吊具及轨枕模具到达指定的堆垛位置后，整套吊具开始向下移动，四个所述定位销（2′）分别离开四个套管（2）的内孔；当预定位杆上的第二位置检测开关（80）检测到底墩（F）或下层轨枕模具后，第二位置检测开关向控制系统发出可堆垛处理的信号；而后控制系统给出指令使吊具及轨枕模具继续向下移动，将轨枕模具放置在底墩（F）或下层轨枕模具的上部；然后撤销两侧动力源气缸的夹紧力，使夹具继续下移直至轨枕模具的吊柱（H）从葫芦口的小圆（7211）中心位置移动到葫芦口的大圆（7212）中心位置停止；而后两侧的动力源气缸作用带动夹爪张开到最大位置，此时夹爪（721）上的第一位置检测开关（70）获得轨枕模具脱离的信号，然后控制系统给出搬运的指令，上述行走装置提升起整套吊具，堆垛过程结束；再进入养护工序；
S4再次起吊：在养护结束后，控制系统给出轨枕模具搬运移出指令，行走装置再次带动吊具到达轨枕模具的正上方，两个动力源气缸同时作用，即两个动力源气缸的活塞杆同时伸出，将承载框架前后两侧的夹爪（721）打开到最大位置；然后吊具继续下移，通过所述承载框架（12）的四个方角处的四对所述预定位杆对轨枕模具的位置进行再次矫正,使轨枕模具能够在相对准确的起吊位置，后续动作与S1过程完全相同。
2.根据权利要求1所述的轨枕模具用的吊具系统，其特征在于上述定滑轮组（9）中定滑轮的数量为四个，与定滑轮组中的定滑轮一一相对应的钢丝绳（6）的数量为四根，夹爪机构（7）的数量为两个，预定位杆（8）的数量为四对，动力源气缸（11）的数量为两个，直线导轨（13）的数量为两对，与直线导轨（13）一一相对应的滑块（14）的数量为两对，浮动接头（15）的数量为两个；
所述承载框架（12）呈长方体形，承载框架的前侧的左右两端、承载框架的后侧的左右两端各安装定滑轮组（9）中的一个所述的定滑轮，定滑轮组（9）中的每个定滑轮的支座皆与承载框架（12）的上端面固定连接，每根钢丝绳绕过与其相对应的一个定滑轮而与行走装置中的卷扬机（4）相连接；直线导轨（13）固定安装在承载框架（12）的上端的结构是，所述承载框架（12）的前部中间区域、承载框架（12）的后部中间区域各安装一对呈左右设置的直线导轨（13），两对直线导轨中的一对直线导轨与另一对直线导轨呈前后相对设置，每个所述直线导轨（13）皆通过螺栓固定安装在承载框架（12）上端面；
所述滑块（14）与夹爪机构（7）相连接、且滑块套装在直线导轨（13）的外部的结构是，每个所述夹爪机构（7）皆具有水平连接体（71）、纵向连接体（72），两个夹爪机构中的两个水平连接体呈前后相对设置，两个夹爪机构呈前后对称分布；每个夹爪机构中，水平连接体的下部固定安装有一对呈左右布置的上述滑块（14），水平连接体（71）的自由端具有T型缺口（711）；纵向连接体（72）的下部安装有两对夹爪（721），每对所述夹爪（721）上安装一个第一位置检测开关（70）；每个滑块（14）套装在与其相对应的一个直线导轨（13）的外部；
上述动力源气缸（11）的活塞杆通过浮动接头（15）与夹爪机构（7）浮动连接的结构是，两个所述动力源气缸（11）呈前后相对设置，每个所述动力源气缸（11）的缸筒座通过位于承载框架中部的耳板（122）与承载框架（12）铰接，每个所述动力源气缸（11）的活塞杆通过与其相对应的一个浮动接头（15）与夹爪机构中的T型缺口（711）配合连接，此配合连接的结构是，每个所述浮动接头（15）由T型板（151）和一端嵌入其内部的销轴（152）固定而成，T型板（151）具有横向体、纵向体，销轴（152）位于T型板（151）的底部，即销轴位于T型板的纵向体的底端，动力源气缸（11）的活塞杆通过销轴（152）与T型板（151）铰接，T型板（151）的顶部即T型板的横向体进入夹爪机构中水平连接体上的T型缺口（711）中与之相配合，T型缺口（711）的上端口由呈水平设置的横向板封口；
四对所述预定位杆（8）分别固定安装在所述承载框架（12）的四个方角处的下部；每个所述预定位杆的底部安装一个第二位置检测开关（80）。
3.根据权利要求1或2所述的轨枕模具用的吊具系统，其特征在于在每个所述直线导轨（13）的外侧皆设有使滑块（14）在一定范围内滑动的前后限位板（121），所述前后限位板（121）皆固定在承载框架（12）上，每个所述水平连接体（71）的侧壁上固定有前后定位板（71′），前后定位板（71′）位于前后限位板（121）之间并由前后限位板（121）限位。
4.根据权利要求1或2所述的轨枕模具用的吊具系统，其特征在于上述定位销组件（10）的数量为四个，四个所述定位销组件（10）具有四个定位销（2′）、与定位销一一对应的四个套管（2），每个所述定位销（2′）呈圆柱体形，每个所述套管（2）为圆形钢管，定位销（2′）固定于承载框架（12）上的结构是，在限位板（121）的外侧，承载框架（12）的前后各固定有两个安装板（123），在每个所述安装板的上端面各固定有一个呈纵向设置的定位销（2′），四个套管（2）呈纵向设置并固定在纵向行走小车机构（5）的车架上，在起吊过程结束状态，四个所述定位销（2′）的一部分分别伸入四个套管（2）的内孔中、使承载框架由纵向行走小车机构的车架导向限位。
5.根据权利要求2所述的轨枕模具用的吊具系统，其特征在于每个上述第一位置检测开关（70）皆为滚轮式行程开关。
6.根据权利要求2所述的轨枕模具用的吊具系统，其特征在于每个上述第二位置检测开关（80）皆为方形接近开关。
7.根据权利要求1或2所述的轨枕模具用的吊具系统，其特征在于每个所述预定位杆（8）具有位于上端的固定板（81）、位于底端的斜口（82）、位于中间的主连接体（83），斜口（82）为一个倾斜的平板，预定位杆（8）由固定板（81）、斜口（82）、主连接体（83）固定连接在一起，斜口（82）的内侧端高于外侧端，作为斜口（82）的平板与水平面的夹角为60°~75°；每个所述预定位杆（8）通过固定板（81）以及螺丝固定在所述承载框架（12）的方角处的下部；每个所述预定位杆（8）的长度按照在吊装状态下斜口（82）的内侧端所处的位置低于所正在吊装的轨枕模具的底部所处的位置、但预定位杆的底端不超过堆垛状态下一层的轨枕模具的底部要求确定，每个所述预定位杆在位于轨枕模具的底部以下的部分形成预定位杆底部伸出端，该预定位杆底部伸出端的内侧面即靠近轨枕模具的侧面与底墩（F）的外壁或者下一层的轨枕模具的外壁相接触。
8.根据权利要求2所述的轨枕模具用的吊具系统，其特征在于每个所述夹爪（721）上具有葫芦口结构（7210）且该葫芦口呈倒置状态；葫芦口的小圆（7211）的尺寸微大于轨枕模具（G）上的吊柱（H）的直径,而葫芦口的大圆（7212）的尺寸却远大于轨枕模具（G）上的吊柱（H）的直径，葫芦口的大圆（7212）与葫芦口的小圆（7211）之间通过圆弧光滑过渡。
9.根据权利要求1或2所述的轨枕模具用的吊具系统，其特征在于上述吊具所用于堆垛的底墩（F）的长和宽与吊具在正常吊装两个轨枕模具时两个轨枕模具的长和宽的尺寸相同，两个轨枕模具的所述尺寸不包括吊柱（H）的尺寸，底墩（F）的高度必须大于单个轨枕模具的高度。
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