CN210060307U - 一种铁路腕臂组件的自动组装装置 - Google Patents

一种铁路腕臂组件的自动组装装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种铁路腕臂组件的自动组装装置,包括机架、第一夹持送料机构、第二夹持送料机构、组装定位机构和螺栓拧紧机构;第一夹持送料机构夹持平腕臂管送至组装定位机构使连接套筒放置在定位支撑槽上定位,然后第二夹持送料机构夹持斜腕臂管水平插入连接套筒内并通过螺栓拧紧机构拧紧,该自动组装装置可以将平腕臂管和斜腕臂管自动组装,提高组装效和组装精度。

Description

一种铁路腕臂组件的自动组装装置
技术领域
本实用新型涉及一种铁路腕臂管组件的自动组装装置。
背景技术
接触网是牵引供电的主要组成部分,直接承担着为电气列车输送能源的首要任务。腕臂组件是接触网支撑装置,腕臂组件预配是电气化铁路施工中的一个重要内容。高速铁路对接触网安装的精度要求极高,而高速铁路接触网工程的零部件多数不可反复拆装,在准确的计算后,腕臂支撑装置必须一次精确组装到位,受现场高空等条件制约,需采取提前地面批量预制的模式,在整个接触悬挂中一次性施工的好坏,直接影响后续施工的质量、进度和施工效率。而腕臂组件主要包括平腕臂管和斜腕臂管,平腕臂管和斜腕臂管之间通过连接套筒铰接。而目前平腕臂管和斜腕臂管之间的组装主要还是采用人工装配,这样,不但难保证装配精度,而且装配效率也非常低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种铁路腕臂组件的自动组装装置,该自动组装装置可以将平腕臂管和斜腕臂管自动组装,提高组装效和组装精度。
为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:一种铁路腕臂组件的自动组装装置,包括机架,所述机架上设置有用于夹持平腕臂管的两套第一夹持送料机构、用于夹持斜腕臂管的两套斜腕臂管的第二夹持送料机构、组装定位机构和螺栓拧紧机构;
定义X、Y、Z立体坐标系,X轴为平行于平腕臂的水平轴,Y轴为垂直于平腕臂的水平轴,Z轴为垂直于XY平面的竖直轴;
所述第一夹持送料机构包括沿X方向滑动安装于机架上的第一X 滑座,所述第一X滑座由第一X动力装置驱动,所述第一X滑座上沿 Y方向滑动安装有由第一Y动力装置驱动的第一Y滑座,第一Y滑座上沿Z方向安装有第一Z滑座,第一Z滑座由第一Z动力装置驱动,所述第一Z滑座上安装有第一夹爪组件;
所述第二夹持送料机构与第一夹持送料机构分别位于机架的不同侧,所述第二夹持送料机构包括沿X方向滑动安装于机架上的第二X 滑座,所述第二X滑座由第二X动力装置驱动,所述第二X滑座上沿 Y方向滑动安装有由第二Y动力装置驱动的第二Y滑座,第二Y滑座上沿Z方向安装有第二Z滑座,第二Z滑座由第二Z动力装置驱动,所述第二Z滑座上安装有第二夹爪组件;
所述组装定位机构包括设置于机架上且位于组装工位上的定位座,该定位座上设置有与平腕臂管上的连接套筒适配的定位支撑槽,第一夹持送料机构夹持平腕臂管移动到组装工位上并将连接套筒置于定位支撑槽上,所述第二夹持送料机构夹持斜腕臂管;
所述螺栓拧紧机构固定于机架的一侧且与组装工位对应,用于在斜腕臂管插入连接套筒后拧紧侧面的螺栓。
作为一种优选的方案,所述定位座包括沿X方向滑动的定位滑座,所述定位滑座由水平定位动力装置驱动,所述定位滑座上竖直滑动安装有由竖直升降定位动力装置驱动的定位升降座,该定位升降座上设置了所述的定位支撑槽。
作为一种优选的方案,所述螺栓拧紧机构包括固定于机架上的固定支座,该固定支座上沿X方向滑动安装有由X拧紧动力装置驱动的X 拧紧滑座,所述X拧紧滑座上沿Y方向滑动安装有由Y拧紧动力装置驱动的Y拧紧滑座,该Y拧紧滑座上安装有由旋转动力装置驱动的拧紧头,该Y拧紧滑座上还设置有用于顶紧所述连接套筒的定位顶紧机构。
作为一种优选的方案,所述定位顶紧机构包括设置于Y拧紧滑座上的定位支座,该定位支座上安装有由Y定位动力装置驱动的定位杆,该定位杆沿Y方向滑动顶紧所述连接套筒。
作为一种优选的方案,所述机架上还沿X方向滑动安装有接料架,该接料架由接料动力装置驱动,所述机架上设置有下夹持机构,下夹持机构位于组装工位上的斜腕臂管的下方,所述下夹持机构与所述组装定位机构的位置适配共同支撑所述斜腕臂管。
作为一种优选的方案,所述下夹持机构包括沿X方向滑动安装于机架上的由X下夹持动力装置驱动的X下夹持滑座,该X下夹持滑座上沿Z方向滑动安装有由Z下夹持动力装置驱动的Z下夹持滑座,该Z 下夹持滑座上安装有用于夹持斜腕臂管的下夹爪。
作为一种优选的方案,所述第一X动力装置、第一Y动力装置、第一Z动力装置、第二X动力装置、第二Y动力装置、第二Z动力装置的结构相同均包括伺服电机和齿轮齿条机构。
采用了上述技术方案后,本实用新型的效果是:该自动组装装置利用第一夹持送料机构和第二夹持送料机构分别夹持平腕臂管和斜腕臂管,其中平腕臂管上已经插入连接套筒,然后第一夹持送料机构和第二夹持送料结构可以在X、Y、Z方向上移动,这样可以将平腕臂管和斜腕臂管准确移动到装配工位,而在装配工位时,利用定位座上的定位支撑槽来定位连接套筒,这样第二夹持送料机构就能准确的将斜腕臂管插入连接套筒内,而在插入连接套筒之前,两套第一夹持送料机构可以先将平腕臂管倾斜,这样给予斜腕臂管足够的操作空间,而插入连接套筒后可以通过螺栓拧紧机构。该自动组装装置利用定位支撑槽来定位连接套筒,并且第二夹持送料机构可以准确的控制斜腕臂管的插入连接套管的长度,因此组装精度高。
又由于所述定位顶紧机构包括设置于Y拧紧滑座上的定位支座,该定位支座上安装有由Y定位动力装置驱动的定位杆,该定位杆沿Y方向滑动顶紧所述连接套筒,因此,通过定位杆可以在拧紧螺栓之间先顶紧连接套筒,这样避免拧紧时连接套筒晃动,从而连接套筒和斜腕臂管的固定更加牢固,精度更高。
又由于所述定位座包括沿X方向滑动的定位滑座,所述定位滑座由水平定位动力装置驱动,所述定位滑座上竖直滑动安装有由竖直升降定位动力装置驱动的定位升降座,该定位升降座上设置了所述的定位支撑槽,这样,该定位滑座可以X方向移动,因此可以移动到不同的位置来支撑定位连接套筒,这样可以适合不同规格的腕臂组件的定位。
又由于所述机架上还沿X方向滑动安装有接料架,该接料架由接料动力装置驱动,所述机架上设置有下夹持机构,下夹持机构位于组装工位上的斜腕臂管的下方,所述下夹持机构与所述组装定位机构的位置适配共同支撑所述斜腕臂管,因此,当腕臂组件组装完成后,定位升降座可以下降,方便接料架可以向组装工位移动,而下夹持机构可以在接料架移动之前先夹持斜腕臂管,这样第二夹持送料机构就可以松开斜腕臂管而复位,也方便接料架的移动,当接料架移动到位后,下夹持机构和第一夹持送料机构松开,使腕臂组件落入到接料架上,然后接料架将组建移出,因此无需人工转移组件,节省了人力。
本实用新型还公开了一种铁路腕臂组件的自动组装方法,该自动组装方法使用了上述的自动组装装置,其包括以下步骤;
S1、利用第一夹持送料机构夹持已固定了连接套筒的平腕臂管;
S2、两套第一夹持送料机构在X方向、Y方向和Z方向移动将平腕臂管移动到组装工位,并使平腕臂管的连接套筒放置在定位座上的定位支撑槽内;
S3、远离连接套筒一侧的第一夹持送料机构将平腕臂管的端部提升,使平腕臂管绕连接套筒的铰接轴摆动一个锐角;
S4、利用两套第二夹持送料机构夹持斜腕臂管并在X方向、Y方向和Z方向移动,使斜腕臂管水平并与连接套筒的通孔对齐;
S5、第二夹持送料机构夹持斜腕臂管水平移动使斜腕臂管的端部插入通孔内;
S6、从侧面将连接套筒上的锁栓拧紧使斜腕臂管和连接套筒固定;
S7、将装配完成的腕臂组件移送至接料架上。
其中优选的,所述步骤S6中,从侧面拧紧螺栓的方式为:
利用可X方向和Y方向移动的旋转拧紧头与连接套筒上的螺母对准利用沿Y方向移动的定位杆顶紧连接套筒后再拧紧螺母。
优选的,步骤S7的具体方式为:提供一个可升降的定位座、提供一个可升降的用于夹持斜腕臂管远离连接套筒一端的下夹持机构、提供一个可沿X方向移动的接料架;
当斜腕臂管插入连接套筒内并被拧紧后,下夹持机构上升夹紧斜腕臂管,而第二夹持送料机构松开斜腕臂管复位避让接料架;然后接料架沿X方向腕臂组件移动,此时定位座下降避让接料架,接料架逐渐移动到腕臂组件的下方,然后先松开第一夹持送料机构,再松开下夹持机构使腕臂组件整体落入到接料架上,然后接料架移出装配工位。
采用了上述技术方案后,本实用新型的效果是:该自动组装方法使用了上述的自动组装装置,可以自动组装腕臂组件,提高了组装效率,节省了人力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型实施例的腕臂组件的组装时的结构示意图;
图2是本实用新型实施例的立体图;
图3是图2在A处的放大示意图;
图4是图2在B处的放大示意图;
图5是图2在C处的放大示意图;
图6是是本实用新型实施例下夹紧结构和第二夹持送料机构的放大示意图;
附图中:100.腕臂组件;101.平腕臂管;102.斜腕臂管;103.连接套筒;1.机架;2.第一夹持送料机构;21.第一X滑座;22.第一Y滑座; 23.第一Z滑座;24.第一夹爪组件;25.第一X动力装置;26.第一Y 动力装置;27.第一Z动力装置;3.第二夹持送料机构;31.第二X滑座; 32.第二Y滑座;33.第二Z滑座;34.第二夹爪组件;35.第二X动力装置;36.第二Y动力装置驱动;37.第二Z动力装置;4.螺栓拧紧机构; 41.X拧紧滑座;42.Y拧紧滑座;43.拧紧头;44.X拧紧动力装置;45. Y拧紧动力装置;46.定位杆;47.Y定位动力装置;48.定位支座;49. 固定支座;5.组装定位机构;51.定位滑座;52.定位升降座;53.定位支撑槽;54.竖直升降定位动力装置;6.下夹持机构;61.X下夹持滑座; 62.Z下夹持滑座;63.下夹爪;64.Z下夹持动力装置;7.接料架。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1至图6所示,一种铁路腕臂组件100的自动组装装置,包括机架1,所述机架1上设置有用于夹持平腕臂管101的两套第一夹持送料机构2、用于夹持斜腕臂管102的两套斜腕臂管102的第二夹持送料机构3、组装定位机构5和螺栓拧紧机构4;
定义X、Y、Z立体坐标系,X轴为平行于平腕臂的水平轴,Y轴为垂直于平腕臂的水平轴,Z轴为垂直于XY平面的竖直轴;
其中,如图1所示,腕臂组件100包括平腕臂管101、斜腕臂管102 和将两者连接的连接套筒103,其中,图1中摆放的状态是组装时的状态,并非使用状态,由于连接套筒103两者是相互铰接,因此,平腕臂管101和斜腕臂管102之间的角度可以调节,而使用时,平腕臂管101 是水平状态,而斜腕臂管102是倾斜状态支撑平腕臂管101。
所述第一夹持送料机构2包括沿X方向滑动安装于机架1上的第一 X滑座21,所述第一X滑座21由第一X动力装置25驱动,所述第一 X滑座21上沿Y方向滑动安装有由第一Y动力装置26驱动的第一Y 滑座22,第一Y滑座22上沿Z方向安装有第一Z滑座23,第一Z滑座23由第一Z动力装置27驱动,所述第一Z滑座23上安装有第一夹爪组件24;
所述第二夹持送料机构3与第一夹持送料机构2分别位于机架1的不同侧,所述第二夹持送料机构3包括沿X方向滑动安装于机架1上的第二X滑座31,所述第二X滑座31由第二X动力装置35驱动,所述第二X滑座31上沿Y方向滑动安装有由第二Y动力装置驱动36的第二Y滑座32,第二Y滑座32上沿Z方向安装有第二Z滑座33,第二Z 滑座33由第二Z动力装置37驱动,所述第二Z滑座33上安装有第二夹爪组件34;
如图2所示,所述第一X动力装置25、第一Y动力装置26、第一 Z动力装置27、第二X动力装置35、第二Y动力装置、第二Z动力装置37的结构相同均包括伺服电机和齿轮齿条机构。以第一夹持送料机构2为例,
第一X动力装置25安装在第一X滑座21上,而齿条则固定在机架 1上,第一X动力装置25的输出轴上固定有齿轮,那么第一X动力装置25旋转,齿轮和齿条啮合从而就带动第一X滑座21沿X方向移动,同理,其他的滑座均采用同样的结构,再次就不详细描述。
所述组装定位机构5包括设置于机架1上且位于组装工位上的定位座,该定位座上设置有与平腕臂管101上的连接套筒103适配的定位支撑槽53,第一夹持送料机构2夹持平腕臂管101移动到组装工位上并将连接套筒103置于定位支撑槽53上,所述第二夹持送料机构3夹持斜腕臂管102;所述定位座包括沿X方向滑动的定位滑座51,所述定位滑座51由水平定位动力装置驱动,所述定位滑座51上竖直滑动安装有由竖直升降定位动力装置54驱动的定位升降座52,该定位升降座52上设置了所述的定位支撑槽53。同样,水平定位动力装置也采用伺服电机驱动,也通过齿轮齿条机构传递动力驱动定位滑座51X方向移动,而竖直升降定位动力装置54则采用气缸驱动,使定位升降座52下降或上升,以此来避让接料架7。
如图5所示,所述螺栓拧紧机构4固定于机架1的一侧且与组装工位对应,用于在斜腕臂管102插入连接套筒103后拧紧侧面的螺栓。所述螺栓拧紧机构4包括固定于机架1上的固定支座49,该固定支座49 上沿X方向滑动安装有由X拧紧动力装置44驱动的X拧紧滑座41,所述X拧紧滑座41上沿Y方向滑动安装有由Y拧紧动力装置45驱动的 Y拧紧滑座42,该Y拧紧滑座42上安装有由旋转动力装置驱动的拧紧头43,该Y拧紧滑座42上还设置有用于顶紧所述连接套筒103的定位顶紧机构。所述定位顶紧机构包括设置于Y拧紧滑座42上的定位支座 48,该定位支座48上安装有由Y定位动力装置47驱动的定位杆46,该定位杆46沿Y方向滑动顶紧所述连接套筒103,该Y定位动力装置 47采用的是气缸,利用气缸驱动定位杆46移动顶紧连接套筒103。而X 拧紧动力装置44和Y拧紧动力装置45也采用伺服电机和齿轮齿条传动实现。
如图1所示,所述机架1上还沿X方向滑动安装有接料架7,该接料架7由接料动力装置(同样采用伺服电机和齿轮齿条机构)驱动,所述机架1上设置有下夹持机构6,下夹持机构6位于组装工位上的斜腕臂管102的下方,所述下夹持机构6与所述组装定位机构5的位置适配共同支撑所述斜腕臂管102。所述下夹持机构6包括沿X方向滑动安装于机架1上的由X下夹持动力装置驱动的X下夹持滑座61,该X下夹持滑座61上沿Z方向滑动安装有由Z下夹持动力装置64驱动的Z下夹持滑座62,该Z下夹持滑座62上安装有用于夹持斜腕臂管102的下夹爪63。
本实施例中还公开了一种铁路腕臂组件100的自动组装方法,该自动组装方法使用了上述的自动组装装置,其包括以下步骤;
S1、利用第一夹持送料机构2夹持已固定了连接套筒103的平腕臂管101;
S2、两套第一夹持送料机构2在X方向、Y方向和Z方向移动将平腕臂管101移动到组装工位,并使平腕臂管101的连接套筒103放置在定位座上的定位支撑槽53内;
S3、远离连接套筒103一侧的第一夹持送料机构2将平腕臂管101 的端部提升,使平腕臂管101绕连接套筒103的铰接轴摆动一个锐角;
S4、利用两套第二夹持送料机构3夹持斜腕臂管102并在X方向、 Y方向和Z方向移动,使斜腕臂管102水平并与连接套筒103的通孔对齐;
S5、第二夹持送料机构3夹持斜腕臂管102水平移动使斜腕臂管102 的端部插入通孔内;
S6、从侧面将连接套筒103上的锁栓拧紧使斜腕臂管102和连接套筒103固定;
S7、将装配完成的腕臂组件100移送至接料架7上。
其中优选的,所述步骤S6中,从侧面拧紧螺栓的方式为:
利用可X方向和Y方向移动的旋转拧紧头43与连接套筒103上的螺母对准利用沿Y方向移动的定位杆46顶紧连接套筒103后再拧紧螺母。
步骤S7的具体方式为:提供一个可升降的定位座、提供一个可升降的用于夹持斜腕臂管102远离连接套筒103一端的下夹持机构6、提供一个可沿X方向移动的接料架7;
当斜腕臂管102插入连接套筒103内并被拧紧后,下夹持机构6上升夹紧斜腕臂管102,而第二夹持送料机构3松开斜腕臂管102复位避让接料架7;然后接料架7沿X方向腕臂组件100移动,此时定位座下降避让接料架7,接料架7逐渐移动到腕臂组件100的下方,然后先松开第一夹持送料机构2,再松开下夹持机构6使腕臂组件100整体落入到接料架7上,然后接料架7移出装配工位。
本实施例中提到的气缸、伺服电机等执行装置、齿轮齿条机构、丝杠螺母机构均为目前的常规技术,在2008年4月北京第五版第二十八次印刷的《机械设计手册第五版》中详细的公开了气缸、电机以及其他传动机构的具体结构和原理和其他的设计,属于现有技术,其结构清楚明了,2008年08月01日由机械工业出版社出版的现代实用气动技术第 3版SMC培训教材中就详细的公开了真空元件、气体回路和程序控制,表明了本实施例中的气路结构也是现有的技术,清楚明了,在2015年 07月01日由化学工业出版社出版的《电机驱动与调速》书中也详细的介绍了电机的控制以及行程开关,因此,电路、气路连接都是清楚。以上所述实施例仅是对本实用新型的优选实施方式的描述,不作为对本实用新型范围的限定,在不脱离本实用新型设计精神的基础上,对本实用新型技术方案作出的各种变形和改造,均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种铁路腕臂组件的自动组装装置,包括机架,其特征在于:所述机架上设置有用于夹持平腕臂管的两套第一夹持送料机构、用于夹持斜腕臂管的两套斜腕臂管的第二夹持送料机构、组装定位机构和螺栓拧紧机构;
定义X、Y、Z立体坐标系,X轴为平行于平腕臂的水平轴,Y轴为垂直于平腕臂的水平轴,Z轴为垂直于XY平面的竖直轴;
所述第一夹持送料机构包括沿X方向滑动安装于机架上的第一X滑座,所述第一X滑座由第一X动力装置驱动,所述第一X滑座上沿Y方向滑动安装有由第一Y动力装置驱动的第一Y滑座,第一Y滑座上沿Z方向安装有第一Z滑座,第一Z滑座由第一Z动力装置驱动,所述第一Z滑座上安装有第一夹爪组件;
所述第二夹持送料机构与第一夹持送料机构分别位于机架的不同侧,所述第二夹持送料机构包括沿X方向滑动安装于机架上的第二X滑座,所述第二X滑座由第二X动力装置驱动,所述第二X滑座上沿Y方向滑动安装有由第二Y动力装置驱动的第二Y滑座,第二Y滑座上沿Z方向安装有第二Z滑座,第二Z滑座由第二Z动力装置驱动,所述第二Z滑座上安装有第二夹爪组件;
所述组装定位机构包括设置于机架上且位于组装工位上的定位座,该定位座上设置有与平腕臂管上的连接套筒适配的定位支撑槽,第一夹持送料机构夹持平腕臂管移动到组装工位上并将连接套筒置于定位支撑槽上,所述第二夹持送料机构夹持斜腕臂管;
所述螺栓拧紧机构固定于机架的一侧且与组装工位对应,用于在斜腕臂管插入连接套筒后拧紧侧面的螺栓。
2.如权利要求1所述的一种铁路腕臂组件的自动组装装置,其特征在于:所述定位座包括沿X方向滑动的定位滑座,所述定位滑座由水平定位动力装置驱动,所述定位滑座上竖直滑动安装有由竖直升降定位动力装置驱动的定位升降座,该定位升降座上设置了所述的定位支撑槽。
3.如权利要求2所述的一种铁路腕臂组件的自动组装装置,其特征在于:所述螺栓拧紧机构包括固定于机架上的固定支座,该固定支座上沿X方向滑动安装有由X拧紧动力装置驱动的X拧紧滑座,所述X拧紧滑座上沿Y方向滑动安装有由Y拧紧动力装置驱动的Y拧紧滑座,该Y拧紧滑座上安装有由旋转动力装置驱动的拧紧头,该Y拧紧滑座上还设置有用于顶紧所述连接套筒的定位顶紧机构。
4.如权利要求3所述的一种铁路腕臂组件的自动组装装置,其特征在于:所述定位顶紧机构包括设置于Y拧紧滑座上的定位支座,该定位支座上安装有由Y定位动力装置驱动的定位杆,该定位杆沿Y方向滑动顶紧所述连接套筒。
5.如权利要求4所述的一种铁路腕臂组件的自动组装装置,其特征在于:所述机架上还沿X方向滑动安装有接料架,该接料架由接料动力装置驱动,所述机架上设置有下夹持机构,下夹持机构位于组装工位上的斜腕臂管的下方,所述下夹持机构与所述组装定位机构的位置适配共同支撑所述斜腕臂管。
6.如权利要求5所述的一种铁路腕臂组件的自动组装装置,其特征在于:所述下夹持机构包括沿X方向滑动安装于机架上的由X下夹持动力装置驱动的X下夹持滑座,该X下夹持滑座上沿Z方向滑动安装有由Z下夹持动力装置驱动的Z下夹持滑座,该Z下夹持滑座上安装有用于夹持斜腕臂管的下夹爪。
7.如权利要求6所述的一种铁路腕臂组件的自动组装装置,其特征在于:所述第一X动力装置、第一Y动力装置、第一Z动力装置、第二X动力装置、第二Y动力装置、第二Z动力装置的结构相同均包括伺服电机和齿轮齿条机构。
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