CN121017969A - 轨道车辆底架组焊自动化工装及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接设备领域，提供一种轨道车辆底架组焊自动化工装及焊接方法。该轨道车辆底架组焊自动化工装包括：基础框架，适于压紧固定底架；焊接装置，可移动地设置于基础框架的至少一侧；挠度预制组件，固接于基础框架，适于对底架预制挠度量；定位微调装置，设在基础框架的下方、并能避让挠度预制组件的位置；定位微调装置适于对底架的局部位置进行长度方向和宽度方向的微调。该轨道车辆底架组焊自动化工装及焊接方法利用定位微调装置对焊前底架增加局部位置的微调靠紧，在底架的组装焊接作业过程中，能实现精度更高的挠度预制，提高焊接作业自动化程度，减少甚至避免焊后底架变形，并实现底架焊后免调修，提高底架的组焊作业质量和作业效率。

Description

轨道车辆底架组焊自动化工装及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接设备领域，提供一种轨道车辆底架组焊自动化工装及焊接方法。

背景技术

底架是轨道车辆车体四大核心部件之一。轨道车辆的底架长达25米，且在组装焊接过程中需要整装操作。传统的组装和焊接基本依靠人工方式进行作业，存在人工劳动强度大、组装精度低、且底架整体焊接质量难以保证一致性等问题。且现有作业方式中，对底架进行正反面焊接主要是依靠天车吊运翻转以后进行焊接，而现有的底架焊接工装不能实现360度翻转以及上下升降等作业，不利于焊接自动化操作。并且，由于在底架组装焊接作业中，底架挠度的预制是依靠手拉葫芦拉靠的方式预制而成，且底架的长、宽方向的调节需要依靠天车吊运，从而极易导致焊后的底架产生较大变形，需要在组装焊接作业过程中额外设置火焰调修进行变形矫正，否则产出的底架质量难以满足车体质量要求。

发明内容

本发明提供一种轨道车辆底架组焊自动化工装及焊接方法，用以解决相关技术中轨道车辆底架在组装焊接作业过程中，挠度预制精度差，焊接作业自动化程度不足，焊后的底架变形过大的缺陷，能实现底架焊后免调修，提高底架的组焊作业质量和作业效率。

本发明提供的一种轨道车辆底架组焊自动化工装，包括：基础框架，适于压紧固定底架；焊接装置，可移动地设置于所述基础框架的至少一侧；挠度预制组件，固接于所述基础框架，适于对所述底架预制挠度量；定位微调装置，设在所述基础框架的下方、并能避让所述挠度预制组件的位置；所述定位微调装置适于对所述底架的局部位置进行长度方向和宽度方向的微调。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，挠度预制组件包括：挠度预制框架，固接于所述基础框架的底部，所述挠度预制框架上预留有至少一个调节开口；所述调节开口适于安装所述定位微调装置；若干个挠度调节缸，间隔分布于所述挠度预制框架上，各个所述挠度调节缸适于依照预制挠度量定点顶紧所述底架。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，所述定位微调装置包括：微调装置底座，设在所述基础框架的下方；顶推平台，适于避让所述挠度预制组件并连接所述底架的底部；升降机构，连接于所述微调装置底座与所述顶推平台之间，用于驱动所述顶推平台升降；长度方向微调机构，连接于所述微调装置底座与所述顶推平台之间，用于驱动所述顶推平台沿所述底架的长度方向移动；宽度方向微调机构，连接于所述微调装置底座与所述顶推平台之间，用于驱动所述顶推平台沿所述底架的宽度方向移动。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，所述升降机构包括：第一升降缸，垂向连接于所述微调装置底座与所述长度方向微调机构之间；第二升降缸，垂向连接于所述顶推平台与所述宽度方向微调机构之间；其中，所述长度方向微调机构通过所述宽度方向微调机构连接所述第二升降缸。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，所述长度方向微调机构包括：第一移动座，连接于所述第一升降缸的顶端，所述微调装置底座固定于所述第一升降缸的底端；长度方向微调旋转丝杠，连接于所述第一移动座上，所述长度方向微调旋转丝杠的轴向沿所述底架的长度方向设置；第二移动座，活动连接于所述长度方向微调旋转丝杠。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，所述宽度方向微调机构包括：宽度方向微调旋转丝杠，连接于所述第二移动座上，所述宽度方向微调旋转丝杠的轴向沿所述底架的宽度方向设置；第三移动座，活动连接于所述宽度方向微调旋转丝杠；所述第三移动座连接于所述第二升降缸。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，所述挠度预制框架包括：挠度预制中间架，连接于所述基础框架的下表面，且位于所述基础框架的中部；一对挠度预制端架，连接于所述基础框架的下表面，一对所述挠度预制端架分别设在所述挠度预制中间架的两端；每个所述挠度预制端架与所述挠度预制中间架之间分别预留有所述调节开口。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，还包括：一对驱动机组，对称连接在所述基础框架的两端；一对所述驱动机组至少用于驱动所述基础框架执行平移、升降和翻转运动。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，所述驱动机组包括：支撑底座，设在所述基础框架的端部；一对升降立柱，垂向固定安装于所述支撑底座上，并且一对所述升降立柱沿所述底架的宽度方向间隔设置；调节丝杠，横向连接于一对所述升降立柱之间；所述调节丝杠适于驱动所述基础框架沿宽度方向移动；一对驱动升降缸，设置于所述调节丝杠的两端；每个所述驱动升降缸均沿垂向连接于所述调节丝杠和所述支撑底座之间；旋转电机，通过轴承座活动连接于所述调节丝杠；所述旋转电机的输出轴通过旋转齿轮连接所述基础框架的旋转轴；所述基础框架的旋转轴连接于所述基础框架的端面，所述基础框架的旋转轴沿所述底架的长度方向设置，并位于所述基础框架宽度方向的中心。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，还包括：控制柜，设置在所述基础框架的任一侧；所述控制柜分别与所述焊接装置、所述挠度预制组件、所述驱动机组和所述定位微调装置电信号连接。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，所述基础框架包括：一对边梁体，成间隔地并列设置；一对所述边梁体适于平行地设置在所述底架的边梁外侧；一对端梁体，连接于一对所述边梁体的两端；一对所述端梁体适于平行地设置在所述底架的端梁外侧；若干个压紧缸，间隔分布于一对所述边梁体上；每个所述压紧缸用于定点压紧固定所述底架。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装，还包括：一对轨道，铺设于所述基础框架的宽度方向的两侧，且一对所述轨道适于平行所述底架的边梁设置；一对所述焊接装置，分别可移动地设置在一对所述轨道上。

本发明还提供一种轨道车辆底架组焊自动化焊接方法，利用上述的轨道车辆底架组焊自动化工装执行；所述轨道车辆底架组焊自动化焊接方法包括以下步骤。

驱动挠度预制组件对装在基础框架上的底架整体预制挠度量。

驱动定位微调装置对所述底架进行局部位置的微调靠紧。

将所述底架压紧固定于所述基础框架上，并驱动焊接装置进行焊接。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化焊接方法，所述驱动挠度预制组件对装在基础框架上的底架整体预制挠度量的步骤，进一步包括以下步骤。

驱动所述挠度预制组件从所述底架的边梁中心沿长度向两端成间隔地分布进行定点挠度量预制。

其中，每个所述底架的定点挠度量预制动作分别为驱动所述挠度预制组件在相应位置向上顶推所述边梁。

其中，所述定点挠度量预制为自所述底架的中心向端部分别按5毫米、4毫米、3毫米和2毫米的挠度量进行预制。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化焊接方法，所述将所述底架压紧固定于所述基础框架上，并驱动焊接装置进行焊接的步骤，进一步包括以下步骤。

驱动一对所述焊接装置同步地对所述底架进行焊接。

在进行焊接的过程中，驱动一对所述焊接装置沿所述底架的长度方向采用斜角对称的顺序进行焊接，并驱动一对所述焊接装置沿所述底架的宽度方向采用反向交叉的顺序进行焊接。

根据本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化焊接方法，所述将所述底架压紧固定于所述基础框架上，并驱动焊接装置进行焊接的步骤之后，还包括以下步骤。

在焊接过程中，利用驱动机组调整所述基础框架沿宽度方向的位置、以及高度。

在一组焊接完成后，利用所述驱动机组驱动所述基础框架翻转，并对翻转后的所述底架重新执行整体预制挠度量、局部位置的微调靠紧、以及下一组焊接。

本发明所述的轨道车辆底架组焊自动化工装（本发明简称为“工装”），包括基础框架、焊接装置、挠度预制组件和定位微调装置。基础框架适于压紧固定底架；焊接装置可移动地设置于基础框架的至少一侧；挠度预制组件固接于基础框架，适于对底架预制挠度量；定位微调装置设在基础框架的下方、并能避让挠度预制组件的位置；定位微调装置适于对底架的局部位置进行长度方向和宽度方向的微调。该工装通过增设的定位微调装置对焊前的底架进行局部位置的微调靠紧，从而在底架的组装焊接作业过程中，实现精度更高的挠度预制，提高焊接作业自动化程度，减少甚至避免焊后底架变形，并实现底架焊后免调修，提高底架的组焊作业质量和作业效率。

本发明所述的轨道车辆底架组焊自动化焊接方法（本发明简称为“焊接方法”），利用上述的轨道车辆底架组焊自动化工装执行。该焊接方法将预制挠度的步骤分为整体预制挠度量和局部位置的微调靠紧两部分，由此可知该焊接方法具备上述工装的全部优点，具体在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装的结构示意图。

图2是本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装的正视图。

图3是本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化工装的俯视图。

图4是本发明提供的定位微调装置的正视图。

图5是本发明提供的定位微调装置的结构示意图。

图6是本发明提供的轨道车辆底架组焊自动化焊接方法的焊接顺序示意图。

附图标记：

1、轨道；2、调节丝杠；3、支撑底座；4、旋转电机；5、驱动升降缸；6、升降立柱；7、旋转齿轮；8、压紧缸；9、基础框架；10、挠度调节缸；11、定位微调装置；12、控制柜；13、焊接装置；131、第一焊接机器人；132、第二焊接机器人；14、微调装置底座；15、第一升降缸；16、长度方向微调旋转丝杠；17、宽度方向微调旋转丝杠；18、第二升降缸；19、滚珠；20、底架；21、挠度预制中间架；22、挠度预制端架；23、第一移动座；24、第二移动座；25、第三移动座；26、顶推平台；27、电线；a1、a2、a3、a4、宽度焊接方向；b1、b2、长度焊接方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1至图6所示，本发明实施例所述的工装包括基础框架9、焊接装置13、挠度预制组件和定位微调装置11。基础框架9适于压紧固定底架20。焊接装置13可移动地设置于基础框架9的至少一侧。焊接装置13能够对完成挠度预制以及压紧固定的底架20进行焊接。挠度预制组件固接于基础框架9。挠度预制组件适于对底架20预制挠度量。优选挠度预制组件能与基础框架9相互配合，从而对放置固定在基础框架9中的底架20进行挠度预制，具体挠度预制方式在下述内容中详细阐述，在此不再赘述。定位微调装置11设在基础框架9的下方，并且定位微调装置11设置在能避让挠度预制组件的位置。定位微调装置11适于对底架20的局部位置进行长度方向和宽度方向的微调，方便对整体预制挠度后的底架20进行位置微调以及高度方向上的挠度量的微调，从而提高挠度预制的精度。该工装通过增设的定位微调装置11对焊前的底架20进行局部位置的微调靠紧，从而在底架20的组装焊接作业过程中，实现精度更高的挠度预制，提高焊接作业自动化程度，减少甚至避免焊后底架20变形，并实现底架20焊后免调修，提高底架20的组焊作业质量和作业效率。

需要说明的是，本发明实施例的底架20为轨道车辆底架。底架20长度约25米，由长大型材边梁、端部底架20、30余根大小横梁、以及底板等零部件经组装、焊接而成。

需要说明的是，本发明所述的长度方向为图3中所示的左右方向，也即底架20或支撑框体的长度方向。本发明所述的宽度方向为图3所示的上下方向，也即底架20或支撑框体的宽度方向。本发明所述的高度方向或垂向即为图2所示的上下方向，也即底架20或支撑框体的高度方向或垂向。

在一些实施例中，如图1至图3所示，基础框架9包括一对边梁体、一对端梁体、以及若干个压紧缸8。一对边梁体成间隔地并列设置，一对端梁体连接于一对边梁体的两端，从而合围形成桁架结构。一对边梁体适于平行地设置在底架20的边梁外侧，以便定位固定底架20的边梁。一对端梁体适于平行地设置在底架20的端梁外侧，以便定位固定底架20的端梁。若干个压紧缸8间隔分布于一对边梁体上，每个压紧缸8用于定点压紧固定底架20。由于基础框架9能够通过合围结构定位固定底架20，因而沿边梁体分布的多个压紧缸8既能实现对底架20的整体压紧固定，又能通过单个压紧缸8的压紧力大小实现底架20的局部状态调节。此外，局部位置的压紧缸8能够对底架20的施加垂向下作用力，从而与附近的挠度调节缸10进行作用力配合，通过某一位置的挠度调节缸10向上顶推底架20、并配合该位置附近的若干个压紧缸8垂向下压紧底架20，从而共同协作实现局部范围的挠度预制，提高挠度预制精度，而且由于沿边梁体上分布有很多压紧缸8，进而实现对底架20的整体压紧以及与挠度预制组件配合实现对底架20的整体挠度预制，提高挠度预制和压紧作业的效率和精度。

需要说明的是，本实施例所述的工装利用基础框架9的多个压紧缸8对底架20实现多部位的可靠压紧，从而使得轨道车辆底架20在组装、焊接过程中实现精准刚性固定，能实现25米长的底架20焊后整体尺寸控制在2mm以内。

在一些实施例中，如图1和图3所示，为了提高焊接效率和焊接精度，优选该工装还包括一对轨道1、以及一对上述的焊接装置13。一对轨道1铺设于基础框架9的宽度方向的两侧，且一对轨道1适于平行底架20的边梁设置。一对焊接装置13分别可移动地设置在一对轨道1上。一对焊接装置13的具体焊接顺序在下述对于焊接方法的记载中详细描述，在此不再赘述。该工装通过设置一对轨道1搭配一对焊接装置13，从而有效扩大了焊接装置13的焊接范围，提高焊接灵活性。

在一些具体实施例中，如图1所示，优选焊接装置13包括移动车、多轴机器人以及焊枪。移动车活动装配于轨道1上，并能沿轨道1移动，从而能带动多轴机器人上装配的焊枪移动到底架20长度方向上的任意位置。在焊接过程中，多轴机器人凭借其多轴灵活性驱动焊枪在轨道1的任一位置处的活动范围内对底架20进行焊接。该结构设置能提高焊接范围、焊接灵活性以及焊接精度。

在一些实施例中，如图1至图3所示，挠度预制组件包括挠度预制框架以及若干个挠度调节缸10。挠度预制框架固接于基础框架9的底部，能随基础框架9移动而移动。若干个挠度调节缸10间隔分布于挠度预制框架上。各个挠度调节缸10适于依照预制挠度量定点顶紧底架20。挠度预制框架既可以作为基础框架9的底部框架；又可以为多个挠度调节缸10提供可靠安装支撑，并且对装载于基础框架9中的底架20提供可靠支撑以及压紧的反作用支撑。挠度预制框架上预留有至少一个调节开口，调节开口适于安装定位微调装置11，利用调节开口能使定位微调装置11可靠避让挠度预制框架，提高对底架20的微调可靠性。

在一些具体实施例中，如图2所示，挠度预制框架包括挠度预制中间架21、以及一对挠度预制端架22。挠度预制中间架21连接于基础框架9的下表面，且位于基础框架9的中部，能实现对底架20中部的整体承托，并借助分布在挠度预制中间架21上的多个挠度调节缸10对底架20提供高精度、大范围的整体挠度预制。一对挠度预制端架22分别连接于基础框架9的下表面，且一对挠度预制端架22分别设在挠度预制中间架21的两端。挠度预制端架22用于对底架20的端梁位置进行可靠承托以及靠紧底架20端梁位置的挠度预制。其中，每个挠度预制端架22与挠度预制中间架21之间分别预留有调节开口，利用分段设置的挠度预制中间架21、以及一对挠度预制端架22，能够可靠避让位于调节开口下方的定位微调装置11，增加挠度预制过程的安全性和可靠性。

在一些具体实施例中，如图3所示，优选挠度预制框架上装有14个挠度调节缸10，并沿底架20的边梁中部两侧对称分布，也即挠度预制框架位于底架20的边梁下方对称分布有7对挠度调节缸10。优选挠度调节缸10从底架20的边梁中部向两端按照5毫米、4毫米、3毫米、2毫米的预制挠度量设置，从而保证对25米长的轨道车辆底架20组装后可精准预制挠度4mm，填补现有技术中轨道车辆底架20的挠度精度范围的空白。

在一些实施例中，如图4和图5所示，定位微调装置11能实现底架20在宽度、长度方向上的微调节，保证底架基准的基准调节。也即，当底架20放置在本发明实施例所述的工装上时，通过定位微调装置11对底架20进行位置微调，从而消除底架20的基准位置的误差，保证底架20在工装上定位精准度高，能满足加工要求。

在一些实施例中，定位微调装置11包括微调装置底座14、顶推平台26、升降机构、长度方向微调机构和宽度方向微调机构。微调装置底座14设在基础框架9的下方。顶推平台26适于避让挠度预制组件并连接底架20的底部。升降机构连接于微调装置底座14与顶推平台26之间，用于驱动顶推平台26升降。长度方向微调机构连接于微调装置底座14与顶推平台26之间，用于驱动顶推平台26沿底架20的长度方向移动。宽度方向微调机构连接于微调装置底座14与顶推平台26之间，用于驱动顶推平台26沿底架20的宽度方向移动。由此，该定位微调装置11能够可靠避让挠度预制组件并连接底架20的底部，并实现对底架20的长度方向、宽度方向以及高度方向的微调。其中，定位微调装置11可以在挠度预制过程及焊接过程中，利用长度方向微调机构和宽度方向微调机构对底架20在支撑框架中的长度位置和宽度位置进行微调；也可以在挠度预制过程通过对底架20局部位置的高度调节（即自下向上顶推底架20），从而为底架20提供局部位置的微调靠紧驱动力，进而对底架20实施局部位置的挠度微调。上述定位微调装置11能够与挠度预制组件可靠协作，从而增加对底架20位置调节以及挠度预制的精度。

在一些具体实施例中，如图4和图5所示，升降机构包括第一升降缸15和第二升降缸18。第一升降缸15垂向连接于微调装置底座14与长度方向微调机构之间。长度方向微调机构通过宽度方向微调机构连接第二升降缸18，进而连接顶推平台26。第一升降缸15用于驱动长度方向微调机构及其上方连接的所有部件的高度升降，实现对定位微调装置11的整体大幅度升降调节。第二升降缸18垂向连接于顶推平台26与宽度方向微调机构之间，用于在长度方向和宽度方向的微调结束后，进一步定位驱动顶推平台26升降，从而更精准更小范围的微调底架20当前局部位置的高度，从而进一步提高底架20位置调节以及挠度预制的精度。

在一些具体实施例中，如图4和图5所示，长度方向微调机构包括第一移动座23、长度方向微调旋转丝杠16和第二移动座24。微调装置底座14固定于第一升降缸15的底端。第一移动座23连接于第一升降缸15的顶端。长度方向微调旋转丝杠16连接于第一移动座23上。第二移动座24活动连接于长度方向微调旋转丝杠16。该结构能利用第一升降缸15驱动第一移动座23升降，进而能带动安装于第一移动座23上的长度方向微调旋转丝杠16和第二移动座24同步升降。长度方向微调旋转丝杠16的轴向沿底架20的长度方向设置，通过旋转长度方向微调旋转丝杠16，使得第二移动座24能沿长度方向微调旋转丝杠16的轴向移动，从而带动第二移动座24上方的宽度方向微调机构、第二升降缸18以及顶推平台26沿长度方向微调旋转丝杠16的轴向运动，进而对底架20的长度方向进行微调，提高调节精细度。

在一些具体实施例中，如图4所示，宽度方向微调机构包括宽度方向微调旋转丝杠17和第三移动座25。宽度方向微调旋转丝杠17连接于第二移动座24上。第三移动座25活动连接于宽度方向微调旋转丝杠17。第三移动座25连接于第二升降缸18。因而，第二移动座24升降即能带动宽度方向微调旋转丝杠17和第三移动座25同步升降，进而能带动安装于第三移动座25上的第二升降缸18和顶推平台26同步升降。宽度方向微调旋转丝杠17的轴向沿底架20的宽度方向设置，通过旋转宽度方向微调旋转丝杠17，使得第三移动座25能沿宽度方向微调旋转丝杠17的轴向移动，从而带动第三移动座25上方的第二升降缸18以及顶推平台26沿宽度方向微调旋转丝杠17的轴向运动，进而对底架20的宽度方向进行微调，提高调节精细度。

在一些具体实施例中，如图4所示，优选顶推平台26上分布有若干滚珠19，利用滚珠19能降低顶推平台26与底架20之间的摩擦力，放置底架20在位置微调过程中被擦伤，使调节更加灵活和精准；并且，由于优选在底架20的一位端和二位端的底部各设置一组定位微调装置11，因而两组定位微调装置11同时或同步运行工作时，通过滚准19能提高两组定位微调装置11的微调同步性和精准度，对底架20也能起到更好的保护作用。

在一些实施例中，如图1至图3所示，该工装还包括驱动机组，驱动机组至少用于驱动基础框架9执行平移、升降和翻转运动，从而实现驱动底架20平移、升降和翻转运动。优选该工装包括一对驱动机组，一对驱动机组对称连接在基础框架9的两端，以便自长大底架20的两端同步或分别驱动底架20运动，提高驱动效率和安全性。一对驱动机组至少用于驱动基础框架9执行平移、升降和翻转运动，进一步用于驱动基础框架9的两端同步或分别执行平移、升降和翻转运动。该设置能增加对基础框架9的驱动灵活性和运动范围，从而能实现对底架20的上下左右四个方向的精准调控，保证底架20在组装、焊接、零件安装、打磨等作业灵活性。并且，该工装还能实现360度旋转、升降自由调节，这使得底架20的翻转、升降不再需要天车吊运翻转，大幅降低劳动强度、提升生产效率。

在一些具体实施例中，如图1所示，驱动机组包括支撑底座3、一对升降立柱6、调节丝杠2、一对驱动升降缸5以及旋转电机4。支撑底座3设在基础框架9的端部，用于对驱动机组整体提供接地固定以及可靠支撑。一对升降立柱6垂向固定安装于支撑底座3上，并且一对升降立柱6沿底架20的宽度方向间隔设置，从而对基础框架9的宽度位置调节进行范围限定，并为基础框架9的高度调节提供导向作用，进而增加驱动机组的安全性和可靠性。调节丝杠2横向连接于一对升降立柱6之间，调节丝杠2适于驱动基础框架9沿宽度方向移动，从而实现对底架20宽度位置的端部调节。一对驱动升降缸5设置于调节丝杠2的两端，且每个驱动升降缸5均沿垂向连接于调节丝杠2和支撑底座3之间。驱动升降缸5能够可靠的驱动调节丝杠2的升降，从而对基础框架9的高度位置进行调控，进而对底架20的高度位置进行精准调控。旋转电机4通过轴承座活动连接于调节丝杠2。优选旋转电机4的输出轴穿设于轴承座中，轴承座作为螺母啮合连接在调节丝杠2上，旋转调节丝杠2能驱动轴承座沿调节丝杠2的轴向运动，进而带动旋转电机4运动。为了提高调节精度，优选调节丝杠2的轴向沿基础框架9的宽度方向设置，且旋转电机4的输出轴沿垂直于调节丝杠2的轴向连接基础框架9，也即旋转电机4的输出轴沿基础框架9的长度方向设置。优选旋转电机4的输出轴通过旋转齿轮7连接基础框架9的旋转轴，从而利用旋转齿轮7增大扭矩，保证更安全可靠的驱动基础框架9围绕旋转轴旋转，进而实现底架20的可靠翻转。

需要说明的是，优选基础框架9的旋转轴连接于基础框架9的端面，基础框架9的旋转轴沿底架20的长度方向设置，并位于基础框架9宽度方向的中心。该设置能够保证基础框架9的旋转更稳定可靠，提高底架20翻转的精度和效率，减少焊接偏差，提高焊接精度。

在一些实施例中，如图1至图3所示，该工装还包括控制柜12。控制柜12设置在基础框架9的任一侧。优选控制柜12分别与焊接装置13、挠度预制组件、驱动机组和定位微调装置11电信号连接，从而能分别对焊接装置13、挠度预制组件、驱动机组和定位微调装置11的动作和工况进行监控，保证工装整体作业的安全性，并有效提升自动化程度。

需要说明的是，定位微调装置11通过电线连接有驱动机构，从而能使定位微调装置11相对于工装的其它部件单独驱动，从而形成独立于驱动机组意外的驱动控制回路，增加驱动精细度和控制效率。

需要说明的是，本发明实施例所述的挠度调节缸10、压紧缸8、第一升降缸15、第二升降缸18、以及驱动升降缸5均为液压缸，为了实现垂向控制相应部件的高度位置，所有液压缸的缸体和伸缩杆的轴线均沿垂向设置。也可以将上述的液压缸替换为气压缸或其它驱动机构，只要满足能够驱动相应连接的部件实现垂向运动即可。

下面对本发明提供的焊接方法进行描述，下文描述的焊接方法与上文描述的工装可相互对应参照。

本发明的焊接方法利用上述的轨道车辆底架20组焊自动化工装执行。该焊接方法包括以下步骤：预制挠度步骤和焊接步骤。其中，预制挠度步骤进一步包括整体预制挠度子步骤和局部位置的微调子步骤。

整体预制挠度子步骤：驱动挠度预制组件对装在基础框架9上的底架20整体预制挠度量。

局部位置的微调子步骤：驱动定位微调装置11对底架20进行局部位置的微调靠紧。

焊接步骤：将底架20压紧固定于基础框架9上，并驱动焊接装置13进行焊接。

在一些实施例中，整体预制挠度子步骤进一步包括以下步骤：驱动挠度预制组件从底架20的边梁中心沿长度向两端成间隔地分布进行定点挠度量预制。其中，每个底架20的定点挠度量预制动作分别为驱动挠度预制组件在相应位置向上顶推边梁，从而与基础框架9的压紧缸8形成反向作用力，为底架20提供垂向的预制挠度，有效在组焊过程中避免底架20发生较大的焊接变形。其中，定点挠度量预制为自底架20的中心向端部分别按5毫米、4毫米、3毫米、2毫米、0的挠度量进行预制，从而保证对25米长的轨道车辆底架20组装后可精准预制挠度4mm，大幅度提升预制精度。

需要说明的是，在完成预制挠度步骤以后，需要将定位微调装置11下降到最低为止，从而避免基础框架9旋转过程中发生碰撞，提高安全性。

在一些实施例中，焊接步骤进一步包括以下步骤：驱动一对焊接装置13同步地对底架20进行焊接；以及，在进行焊接的过程中，驱动一对焊接装置13沿底架20的长度方向采用斜角对称的顺序进行焊接，并驱动一对焊接装置13沿底架20的宽度方向采用反向交叉的顺序进行焊接。

在一些具体实施例中，如图6所示，一对焊接装置13包括第一焊接机器人131和第二焊接机器人132。第一焊接机器人131和第二焊接机器人132在长度方向铺设的轨道1上移动，并对底架20分别进行如长度焊接方向b1和b2所示的方向进行焊接；相应的，第一焊接机器人131和第二焊接机器人132在底架20的宽度方向上分别进行如长度焊接方向a1、a2、a3和a4所示的方向进行焊接。由此，本发明所述的焊接方法能够协同两台可移动的焊接装置13同时/同步焊接，对底架20的长度方向的焊缝采用斜角对称焊接作业，并对宽度方向焊缝采用反向交叉焊接作业，从而有效降低热输入及焊接变形量，实现底架20免调修。

在一些实施例中，完成焊接步骤之后，该焊接方法还包括以下步骤：位置调节步骤和翻转步骤。位置调节步骤为：在焊接过程中，利用驱动机组调整基础框架9沿宽度方向的位置、以及高度。翻转步骤为：在一组焊接完成后，利用驱动机组驱动基础框架9翻转，并对翻转后的底架20重新执行整体预制挠度量、局部位置的微调靠紧、以及下一组焊接。位置调节步骤和翻转步骤能够实现底架20的360度旋转、自动升降、以及上下左右精准调控，配合挠度自动预制、协同机器人焊接、以及底架20长宽方向精准调节等作业，从而大幅提升组装、焊接效率以及精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，包括：

基础框架，适于压紧固定底架；

焊接装置，可移动地设置于所述基础框架的至少一侧；

挠度预制组件，固接于所述基础框架，适于对所述底架预制挠度量；

定位微调装置，设在所述基础框架的下方、并能避让所述挠度预制组件的位置；所述定位微调装置适于对所述底架的局部位置进行长度方向和宽度方向的微调。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，挠度预制组件包括：

挠度预制框架，固接于所述基础框架的底部，所述挠度预制框架上预留有至少一个调节开口；所述调节开口适于安装所述定位微调装置；

若干个挠度调节缸，间隔分布于所述挠度预制框架上，各个所述挠度调节缸适于依照预制挠度量定点顶紧所述底架。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，所述定位微调装置包括：

微调装置底座，设在所述基础框架的下方；

顶推平台，适于避让所述挠度预制组件并连接所述底架的底部；

升降机构，连接于所述微调装置底座与所述顶推平台之间，用于驱动所述顶推平台升降；

长度方向微调机构，连接于所述微调装置底座与所述顶推平台之间，用于驱动所述顶推平台沿所述底架的长度方向移动；

宽度方向微调机构，连接于所述微调装置底座与所述顶推平台之间，用于驱动所述顶推平台沿所述底架的宽度方向移动。

4.根据权利要求3所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，所述升降机构包括：

第一升降缸，垂向连接于所述微调装置底座与所述长度方向微调机构之间；

第二升降缸，垂向连接于所述顶推平台与所述宽度方向微调机构之间；

其中，所述长度方向微调机构通过所述宽度方向微调机构连接所述第二升降缸。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，所述长度方向微调机构包括：

第一移动座，连接于所述第一升降缸的顶端，所述微调装置底座固定于所述第一升降缸的底端；

长度方向微调旋转丝杠，连接于所述第一移动座上，所述长度方向微调旋转丝杠的轴向沿所述底架的长度方向设置；

第二移动座，活动连接于所述长度方向微调旋转丝杠。

6.根据权利要求5所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，所述宽度方向微调机构包括：

宽度方向微调旋转丝杠，连接于所述第二移动座上，所述宽度方向微调旋转丝杠的轴向沿所述底架的宽度方向设置；

第三移动座，活动连接于所述宽度方向微调旋转丝杠；所述第三移动座连接于所述第二升降缸。

7.根据权利要求2所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，所述挠度预制框架包括：

挠度预制中间架，连接于所述基础框架的下表面，且位于所述基础框架的中部；

一对挠度预制端架，连接于所述基础框架的下表面，一对所述挠度预制端架分别设在所述挠度预制中间架的两端；每个所述挠度预制端架与所述挠度预制中间架之间分别预留有所述调节开口。

8.根据权利要求1-7任一项所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，还包括：

一对驱动机组，对称连接在所述基础框架的两端；

一对所述驱动机组至少用于驱动所述基础框架执行平移、升降和翻转运动。

9.根据权利要求8所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，所述驱动机组包括：

支撑底座，设在所述基础框架的端部；

一对升降立柱，垂向固定安装于所述支撑底座上，并且一对所述升降立柱沿所述底架的宽度方向间隔设置；

调节丝杠，横向连接于一对所述升降立柱之间；所述调节丝杠适于驱动所述基础框架沿宽度方向移动；

一对驱动升降缸，设置于所述调节丝杠的两端；每个所述驱动升降缸均沿垂向连接于所述调节丝杠和所述支撑底座之间；

旋转电机，通过轴承座活动连接于所述调节丝杠；所述旋转电机的输出轴通过旋转齿轮连接所述基础框架的旋转轴；所述基础框架的旋转轴连接于所述基础框架的端面，所述基础框架的旋转轴沿所述底架的长度方向设置，并位于所述基础框架宽度方向的中心。

10.根据权利要求8所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，还包括：

控制柜，设置在所述基础框架的任一侧；

所述控制柜分别与所述焊接装置、所述挠度预制组件、所述驱动机组和所述定位微调装置电信号连接。

11.根据权利要求1-7任一项所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，所述基础框架包括：

一对边梁体，成间隔地并列设置；一对所述边梁体适于平行地设置在所述底架的边梁外侧；

一对端梁体，连接于一对所述边梁体的两端；一对所述端梁体适于平行地设置在所述底架的端梁外侧；

若干个压紧缸，间隔分布于一对所述边梁体上；每个所述压紧缸用于定点压紧固定所述底架。

12.根据权利要求1-7任一项所述的轨道车辆底架组焊自动化工装，其特征在于，还包括：

一对轨道，铺设于所述基础框架的宽度方向的两侧，且一对所述轨道适于平行所述底架的边梁设置；

一对所述焊接装置，分别可移动地设置在一对所述轨道上。

13.一种轨道车辆底架组焊自动化焊接方法，其特征在于，利用如权利要求1-12任一项所述的轨道车辆底架组焊自动化工装执行；

所述轨道车辆底架组焊自动化焊接方法包括以下步骤：

驱动挠度预制组件对装在基础框架上的底架整体预制挠度量；

驱动定位微调装置对所述底架进行局部位置的微调靠紧；

将所述底架压紧固定于所述基础框架上，并驱动焊接装置进行焊接。

14.根据权利要求13所述的轨道车辆底架组焊自动化焊接方法，其特征在于，所述驱动挠度预制组件对装在基础框架上的底架整体预制挠度量的步骤，进一步包括以下步骤：

驱动所述挠度预制组件从所述底架的边梁中心沿长度向两端成间隔地分布进行定点挠度量预制；

其中，每个所述底架的定点挠度量预制动作分别为驱动所述挠度预制组件在相应位置向上顶推所述边梁；

其中，所述定点挠度量预制为自所述底架的中心向端部分别按5毫米、4毫米、3毫米和2毫米的挠度量进行预制。

15.根据权利要求13所述的轨道车辆底架组焊自动化焊接方法，其特征在于，所述将所述底架压紧固定于所述基础框架上，并驱动焊接装置进行焊接的步骤，进一步包括以下步骤：

驱动一对所述焊接装置同步地对所述底架进行焊接；

在进行焊接的过程中，驱动一对所述焊接装置沿所述底架的长度方向采用斜角对称的顺序进行焊接，并驱动一对所述焊接装置沿所述底架的宽度方向采用反向交叉的顺序进行焊接。

16.根据权利要求13所述的轨道车辆底架组焊自动化焊接方法，其特征在于，所述将所述底架压紧固定于所述基础框架上，并驱动焊接装置进行焊接的步骤之后，还包括以下步骤：

在焊接过程中，利用驱动机组调整所述基础框架沿宽度方向的位置、以及高度；

在一组焊接完成后，利用所述驱动机组驱动所述基础框架翻转，并对翻转后的所述底架重新执行整体预制挠度量、局部位置的微调靠紧、以及下一组焊接。