本發(fā)明屬于軌道車輛轉(zhuǎn)向架制動(dòng)部分的組裝焊接,所焊接的制動(dòng)吊座為高應(yīng)力、高承載、轉(zhuǎn)向架產(chǎn)品核心組成重要部件;具體涉及一種地鐵制動(dòng)吊座自動(dòng)化焊接工藝及設(shè)備。
背景技術(shù):
1、制動(dòng)吊座應(yīng)用于pw120e地鐵轉(zhuǎn)向架,屬于轉(zhuǎn)向架中制動(dòng)組件的關(guān)鍵部件,通過該部件將制動(dòng)組件與轉(zhuǎn)向架連接在一起。制動(dòng)吊座的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2、針對(duì)制動(dòng)吊座的焊接,現(xiàn)有技術(shù)分為:①人工組裝加焊接模式;②自動(dòng)化組裝焊接模式(中國專利zl2019113064771)。
3、①人工組裝加焊接模式:在現(xiàn)有人工技術(shù)條件下制動(dòng)吊座立板的相對(duì)位置很難得到保證,由于手工組裝的誤差經(jīng)常造成產(chǎn)品不合格而進(jìn)行大量的返工;并且制動(dòng)吊座筋板的裝配位置屬于空間尺寸,手工樣板劃線裝配也難以滿足其裝配精度,故筋板位置的不準(zhǔn)確會(huì)影響該部件的受力情況影響產(chǎn)品的使用壽命,存在一定的安全隱患;制動(dòng)吊座分左右件,手工組裝有時(shí)會(huì)將左右件裝反導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢,浪費(fèi)了產(chǎn)品物料增加了生產(chǎn)成本。
4、②自動(dòng)化組裝焊接模式(中國專利zl2019113064771):各部件以及各焊縫能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)化組裝焊接,但是經(jīng)過近幾年的批量焊接使用,發(fā)現(xiàn)制動(dòng)吊座立板部件因?yàn)殄懺炷>呃匣⒉牧襄懺旎貜椓坎淮_定,導(dǎo)致制動(dòng)吊座立板部件的輪廓度不一致情況很普遍而且沒有規(guī)律可循,進(jìn)而在后續(xù)加工孔的時(shí)候造成孔并不能完全與加工面成79.73°(圖2),使得制動(dòng)吊座立板與制動(dòng)管組裝后的夾角不一致且角度變化分布不均勻無規(guī)律可循,但是全自動(dòng)化焊接焊接焊槍的位置以及角度是根據(jù)示教而定的并不能隨著產(chǎn)品的變化而自動(dòng)調(diào)整焊槍角度,同時(shí)焊接速度很快即使加裝相關(guān)的傳感器(如視覺傳感器、激光角度傳感器等)也不能實(shí)現(xiàn)焊槍角度的及時(shí)調(diào)整,故產(chǎn)品完成焊接后會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)吊座立板咬邊(夾角偏?。?、整體焊縫焊腳不對(duì)稱(夾角偏大)、的問題。焊縫出現(xiàn)焊接缺陷則增加了焊后修補(bǔ)工作量,雖然自動(dòng)化焊接產(chǎn)品的焊接效率得到提升,但是修補(bǔ)量的增加使得產(chǎn)品生產(chǎn)的效率與手工焊持平或低于手工焊(在每一件產(chǎn)品均需要修補(bǔ)的情況下)、。同時(shí)立板輪廓度偏差也會(huì)造成制動(dòng)吊座筋板與制動(dòng)吊座立板之間的間隙過大(見圖3),進(jìn)而影響制動(dòng)吊座筋板與制動(dòng)吊座立板之間角焊縫的自動(dòng)化焊接。
5、故為了改善上述問題,需要根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的問題對(duì)制動(dòng)吊座全自動(dòng)焊接的工藝以及焊接形式進(jìn)行優(yōu)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)可知,本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題如下:①制動(dòng)吊座立板因輪廓度偏差使立板與制動(dòng)管組裝后夾角不一致而導(dǎo)致焊縫批量性焊接缺陷的問題,需要對(duì)制動(dòng)吊座立板環(huán)焊縫的焊接位置進(jìn)行優(yōu)化;②制動(dòng)吊座立板因輪廓度偏差而造成制動(dòng)吊座筋板與制動(dòng)吊座立板之間間隙過大,無法實(shí)現(xiàn)制動(dòng)吊座筋板與制動(dòng)吊座立板之間角焊縫自動(dòng)化焊接的問題,需要對(duì)制動(dòng)吊座筋板寬度進(jìn)行多種規(guī)格備料。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
3、一種地鐵制動(dòng)吊座自動(dòng)化焊接設(shè)備,包括第一焊接裝置,用于制動(dòng)吊座立板與制動(dòng)管的環(huán)焊縫,筋板與立板及制動(dòng)管之間的角焊縫焊接;第一焊接裝置包括雙軸變位機(jī)、焊接機(jī)器人和制動(dòng)吊座焊接工裝,雙軸變位機(jī)上設(shè)置制動(dòng)吊座焊接工裝,制動(dòng)吊座焊接工裝包括左件活動(dòng)限位、右件活動(dòng)限位、三爪卡盤、左件滑槽、右件滑槽、滑槽擋塊和活動(dòng)定位塊;
4、三爪卡盤中心設(shè)置空腔用于預(yù)夾緊或緊固制動(dòng)吊座的制動(dòng)管;三爪卡盤的一側(cè)設(shè)置相對(duì)的左件滑槽和右件滑槽,左件滑槽和右件滑槽的內(nèi)端均固定設(shè)置有滑槽擋塊,用于滑動(dòng)限位;左件滑槽和右件滑槽上分別滑動(dòng)豎立有左件活動(dòng)限位和右件活動(dòng)限位,左件活動(dòng)限位和右件活動(dòng)限位的上端均設(shè)有活動(dòng)定位塊,活動(dòng)定位塊與制動(dòng)吊座的立板接觸定位。
5、進(jìn)一步的,所述左件活動(dòng)限位和右件活動(dòng)限位的滑動(dòng)方向正好相反,左件活動(dòng)限位和右件活動(dòng)限位可分別從左件滑槽和右件滑槽的外端撤出。
6、進(jìn)一步的,所述焊接設(shè)備還包括第二焊接裝置,用于制動(dòng)吊座的封板與制動(dòng)管的組裝焊接;所述第二焊接裝置包括如下焊接區(qū)域:所述制動(dòng)管的兩端設(shè)有制動(dòng)管裝配限位,制動(dòng)管兩端外側(cè)設(shè)有封板夾持件,封板夾持件通過其自身電磁件的材質(zhì)可固定所述封板,并通過氣缸運(yùn)動(dòng)將封板送至制動(dòng)管內(nèi)點(diǎn)固后退出,參照中國專利zl2019113064771。
7、利用上述任意一項(xiàng)所述的地鐵制動(dòng)吊座自動(dòng)化焊接設(shè)備的制動(dòng)吊座自動(dòng)化焊接方法,采用所述第一焊接裝置全自動(dòng)焊接,所述方法包括:
8、(1)制動(dòng)吊座的封板與制動(dòng)管組裝焊接;
9、(2)制動(dòng)吊座的筋板和立板手工組裝,所述筋板的上部寬度為200-206mm,下部寬度為186-192mm,滿足筋板與立板之間的間隙控制在0~1mm;
10、(3)制動(dòng)吊座的立板與制動(dòng)管環(huán)焊縫焊接,筋板與制動(dòng)管和立板的焊接。
11、進(jìn)一步的,所述步驟(3):
12、(3.1)待組裝焊接的制動(dòng)吊座產(chǎn)品與制動(dòng)吊座焊接工裝的定位組裝:
13、(3.2)制動(dòng)吊座的立板與制動(dòng)管的4條內(nèi)外側(cè)環(huán)焊縫焊接;
14、(3.3)制動(dòng)吊座的筋板與立板及制動(dòng)管之間的焊縫焊接。
15、進(jìn)一步的,所述步驟(3.1):將所述步驟(2)手工組裝完成的制動(dòng)吊座產(chǎn)品吊裝至所述制動(dòng)吊座焊接工裝上,制動(dòng)管放入三爪卡盤內(nèi)并人工通過扳手旋轉(zhuǎn)卡爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)預(yù)夾緊,保證制動(dòng)吊座產(chǎn)品與工裝垂直同時(shí)在三爪卡盤可自由旋轉(zhuǎn);活動(dòng)限位在滑槽移動(dòng)并抵住滑槽擋塊后活動(dòng)定位塊安裝到位,通過旋轉(zhuǎn)制動(dòng)吊座使立板與活動(dòng)定位塊接觸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品定位;再次通過扳手旋轉(zhuǎn)卡爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使制動(dòng)吊座產(chǎn)品緊固在三爪卡盤上,而后活動(dòng)限位從滑槽中滑出,避免焊槍與活動(dòng)限位干涉影響環(huán)焊縫焊接。
16、進(jìn)一步的,所述步驟(3.2):
17、雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°,使制動(dòng)吊座產(chǎn)品與水平面呈斜向上45°夾角,雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn),開始立板與制動(dòng)管環(huán)的內(nèi)外側(cè)第一焊縫的焊接:機(jī)器人攜帶焊槍移動(dòng)至焊接起始點(diǎn),焊槍與水平面夾角80-100°進(jìn)行焊接;
18、雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸1繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,使制動(dòng)吊座產(chǎn)品與水平面呈斜向下45°夾角;雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn),開始立板與制動(dòng)管環(huán)的內(nèi)外側(cè)第二焊縫的焊接:機(jī)器人攜帶焊槍移動(dòng)至焊接起始點(diǎn),焊槍與水平面夾角80-100°進(jìn)行焊接。
19、更進(jìn)一步的,所述內(nèi)外側(cè)第一焊縫的焊接:外側(cè)第一焊縫焊接時(shí),雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),內(nèi)側(cè)第一焊縫焊接時(shí),雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸2順時(shí)針旋轉(zhuǎn);
20、所述內(nèi)外側(cè)第二焊縫的焊接:外側(cè)第二焊縫焊接時(shí),雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),內(nèi)側(cè)第二焊縫焊接時(shí),雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
21、進(jìn)一步的,所述步驟(3.3):雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸1在所述內(nèi)外側(cè)第二焊縫姿態(tài)的基礎(chǔ)上順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°,使工件處于水平狀態(tài);雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸2再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)50°,使筋板呈水平狀態(tài);筋板與立板及制動(dòng)管之間角焊縫焊接完成上方一面后,雙軸變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°,再焊接下方一面。
22、進(jìn)一步的,利用所述第二焊接裝置將封板與制動(dòng)管焊接。
23、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在:
24、(1)根據(jù)制動(dòng)吊座立板不可避免輪廓偏差問題找到了解決方法
25、通過驗(yàn)證,本套自動(dòng)化焊接工藝能夠有效的解決制動(dòng)吊座立板輪廓度偏差而帶來的焊接缺陷問題,使得自動(dòng)化焊接生產(chǎn)更加的穩(wěn)定。每列車(48件)產(chǎn)品焊接缺陷產(chǎn)生率由83.3%下降至3%。
26、表1?制動(dòng)吊座自動(dòng)焊工藝優(yōu)化前后焊接缺陷產(chǎn)生率對(duì)比表
27、
28、(2)參與焊接的人員得到減少,工作強(qiáng)度降低
29、優(yōu)化前為保證成品產(chǎn)出量需要設(shè)備操作人員1人,焊接修補(bǔ)人員2人。經(jīng)過工藝優(yōu)化后焊接修補(bǔ)人員數(shù)量減少1人,且修補(bǔ)人員的工作強(qiáng)度降低82%。
30、表2?制動(dòng)吊座自動(dòng)焊工藝優(yōu)化前后參與焊接工序人員數(shù)量對(duì)比列表
31、
32、表3?制動(dòng)吊座自動(dòng)焊工藝優(yōu)化前后修補(bǔ)人員工作強(qiáng)度對(duì)比表
33、
34、(3)產(chǎn)品焊接效率提升
35、經(jīng)過工藝優(yōu)化,本自動(dòng)化焊接工藝與現(xiàn)有專利自動(dòng)化焊接工藝相比,焊接效率提升10%。
36、表4?制動(dòng)吊座自動(dòng)焊工藝優(yōu)化前后各焊縫焊接時(shí)長(zhǎng)對(duì)比列表
37、
38、(4)打磨耗材得到節(jié)約,工作環(huán)境得到改善
39、優(yōu)化后,焊縫的一致性好、焊接缺陷少,后續(xù)焊縫打磨量得到減少,打磨耗材節(jié)約量在70%。打磨量的減少除節(jié)約打磨耗材外,還減少了打磨粉塵的產(chǎn)生,對(duì)工位的工作環(huán)境得到改善。
40、表6?制動(dòng)吊座自動(dòng)焊工藝優(yōu)化前后打磨耗材損耗量對(duì)比列表
41、。