动车组车体侧墙整体加工自动化夹具及加工系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及机械加工领域，公开了一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其包括控制器、横梁、窗口夹紧单元和两个压紧机构，所述窗口夹紧单元和两个所述压紧机构均设于所述横梁上，且可沿所述横梁的长度方向移动，两个所述压紧机构相对设置，所述窗口夹紧单元设于两个所述压紧机构之间，所述压紧机构设有用于压紧侧墙底部的直压臂和压紧侧墙顶部圆弧面的弯压臂，所述窗口夹紧单元设有可升降和转动的压紧头；两个所述压紧机构分别连接有第一驱动机构，所述窗口夹紧单元连接有第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构分别与所述控制器连接；还公开一种加工系统。本实用新型操作简单、自动化程度高、效率高。
【专利说明】
动车组车体侧墙整体加工自动化夹具及加工系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具及加工系统。【背景技术】
[0002]传统的侧墙整体加工工装各条夹具单元是相互独立的安装于机床工作台上，不同侧墙因为窗口压紧需要，调整横梁时费时费力;侧墙窗口部位由操作人员通过T型螺栓压紧于横梁的T型槽内，人工压紧效率低；而且因没有统一的定位，横梁的T型槽存在安装误差， 常出现所开工艺孔与T型槽不对应的情况，需要根据错位量调整程序重新加工工艺孔。随着对侧墙加工自动化程度要求的提高，对侧墙装夹的自动化程度也提出了更高的要求，传统夹紧方式人工参与多，方法繁琐，效率低。【实用新型内容】
[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本实用新型要解决的技术问题是如何使得动车组车体侧墙整体加工操作简单、自动化程度高、效率高。
[0005](二)技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其包括控制器、横梁、窗口夹紧单元和两个压紧机构，所述窗口夹紧单元和两个所述压紧机构均设于所述横梁上，且可沿所述横梁的长度方向移动，两个所述压紧机构相对设置， 所述窗口夹紧单元设于两个所述压紧机构之间，所述压紧机构设有用于压紧侧墙底部的直压臂和压紧侧墙顶部圆弧面的弯压臂，所述窗口夹紧单元设有可升降和转动的压紧头;两个所述压紧机构分别连接有第一驱动机构，所述窗口夹紧单元连接有第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构分别与所述控制器连接。
[0007]其中，所述横梁上还设有位于所述窗口夹紧单元两侧的辅助支撑机构。
[0008]其中，所述第一驱动机构为第一液压缸;所述压紧机构包括压紧机构本体，所述直压臂和弯压臂均与所述压紧机构本体的上端可转动连接，所述压紧机构本体的下端与所述第一液压缸连接，由所述第一液压缸驱动所述压紧机构本体沿所述横梁移动，所述直压臂通过第二液压缸驱动转动，所述弯压臂通过第三液压缸驱动转动。
[0009]其中，所述直压臂和弯压臂的端部均设有弹性滚轮。[〇〇1〇]其中，所述第二驱动机构为第四液压缸，所述窗口夹紧单元包括T型压头、转轴和主框架，所述T型压头通过所述转轴与所述主框架连接，所述主框架设于所述横梁上，所述第四液压缸与所述主框架连接，用于驱动所述主框架沿所述横梁移动，所述转轴分别连接有旋转油缸和升降油缸。
[0011]其中，所述转轴上套设有轴套。[0012 ]其中，所述辅助支撑机构包括滑轨安装座、座体和垫块，所述垫块通过所述座体安装在所述滑轨安装座上，所述滑轨安装座与所述横梁可滑动连接，所述垫块用于支撑侧墙。
[0013]其中，还包括锁紧机构，所述窗口夹紧单元、压紧机构以及辅助支撑机构均设有所述锁紧机构。
[0014]其中，所述横梁包括横梁座、横梁滑轨安装座和线轨，所述横梁座侧面安装有齿条，用于锁紧机构将窗口夹紧单元、压紧机构和辅助支撑机构固定;所述窗口夹紧单元、压紧机构和辅助支撑机构安装在所述线轨上，所述横梁滑轨安装座设于所述横梁座的下方。
[0015]本实用新型还提供一种动车组车体侧墙整体加工系统，其包括两根平行设置的直线导轨和多个平行间隔设置的上述所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，所述动车组车体侧墙整体加工自动化夹具与所述直线导轨垂直设置，所述横梁可沿两根所述直线导轨的长度方向移动。
[0016](三)有益效果
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0018]本实用新型提供的一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具及加工系统，通过采用控制器、横梁、窗口夹紧单元和两个压紧机构，所述窗口夹紧单元和两个所述压紧机构均设于所述横梁上，且可沿所述横梁的长度方向移动，两个所述压紧机构相对设置，所述窗口夹紧单元设于两个所述压紧机构之间，所述压紧机构设有用于压紧侧墙底部的直压臂和压紧侧墙顶部圆弧面的弯压臂，所述窗口夹紧单元设有可升降和转动的压紧头;两个所述压紧机构分别连接有第一驱动机构，所述窗口夹紧单元连接有第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构分别与所述控制器连接。能够实现多个车型侧墙的自动定位、夹紧，通用性强，自动化、柔性化程度高，操作简单，产品切换速度快，生产效率比手动定位、装夹提高3倍以上;而且定位、压紧过程中无需人工参与，极大降低了操作者的劳动强度。【附图说明】
[0019]图1为本实用新型一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具的整体结构正视图；
[0020]图2为图1的俯视图；
[0021]图3为本实用新型一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具中的压紧机构的局部剖视结构示意图；[〇〇22]图4为图3的俯视图；
[0023]图5为本实用新型一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具中的窗口夹紧单元的结构示意图；
[0024]图6为本实用新型一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具中的辅助支撑机构的结构示意图；
[0025]图7为本实用新型一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具中的横梁的主视结构示意图；
[0026]图8为图7的侧视图；[〇〇27]图9为图7的俯视图；
[0028]图10为本实用新型一种动车组车体侧墙整体加工系统的结构示意图；
[0029]图中:1:控制器;2:横梁;21:横梁座;22:横梁滑轨安装座;23:线轨;24:齿条;3:窗口夹紧单元;31: T型压头;32:转轴;33:主框架;34:轴套;35:压力传感器;36:升降油缸;37:旋转油缸;4:压紧机构;41:直压臂;42:弯压臂;43:第一支撑块;44:第二支撑块;45:定位块;5:辅助支撑机构;51:滑轨安装座;52:座体;53:垫块;6:第一液压缸;7:侧墙;8:第二液压缸;9:第三液压缸;10:夹具单元;11:直线导轨;12:锁紧机构。【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。[0031 ]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[〇〇33]此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
[0034]如图1所示，为本实用新型提供的一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，用于安装在数控龙门加工中心工作台上，其包括控制器、横梁、窗口夹紧单元3和两个压紧机构 4，每一个夹紧机构形成一个夹具单元，所述窗口夹紧单元3和两个所述压紧机构4均设于所述横梁上，且可沿所述横梁的长度方向移动，两个所述压紧机构4相对设置，所述窗口夹紧单元3设于两个所述压紧机构4之间，所述压紧机构4设有用于压紧侧墙7底部的直压臂41和压紧侧墙7顶部圆弧面的弯压臂42,所述窗口夹紧单元3设有可升降和转动的压紧头;两个所述压紧机构4分别连接有第一驱动机构，所述窗口夹紧单元3连接有第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构分别与所述控制器1连接。能够实现多个车型侧墙7的自动定位、夹紧，通用性强，自动化、柔性化程度高，操作简单。[〇〇35]控制器包括触摸式PLC控制器、液压站、多个压力传感器及液压管路等。控制器具有人性化、图示化的人机界面，通过简单方便的点击式编程即可快速设定各个单元的动作， 既可手动控制某一夹具单元10的任意活动部件，也可设定自动程序使选定的夹具单元10同时动作。
[0036]如图6所示，所述横梁上还设有位于所述窗口夹紧单元3两侧的辅助支撑机构5。具体地，所述辅助支撑机构5包括滑轨安装座51、座体52和垫块53，所述垫块53通过所述座体 52安装在所述滑轨安装座51上，所述滑轨安装座51与所述横梁可滑动连接，所述垫块53用于支撑侧墙7;所述垫块53为尼龙材质，支撑面开有凹槽，目的是避让侧墙7外侧面的长焊缝，防止侧墙7被垫高而影响装夹精度;座体52上设有两处定位销，用于垫块53的快速拆装。
[0037]具体地，所述第一驱动机构为第一液压缸6;如图3和图4所示，所述压紧机构4包括压紧机构4本体，所述直压臂41和弯压臂42均与所述压紧机构4本体的上端可转动连接，所述压紧机构4本体的下端与所述第一液压缸6连接，由所述第一液压缸6驱动所述压紧机构4 本体沿所述横梁移动，例如前进或后退，所述直压臂41通过第二液压缸8驱动转动，所述弯压臂42通过第三液压缸9驱动转动。夹紧机构还设置有定位块45,用于侧墙7装夹时的准确定位，定位块45安装有压力传感器(图中未示出)，侧墙7顶部的夹紧机构推动侧墙7靠近定位块45,当压力达到设定值时停止动作，避免损坏工件。夹紧机构还设置有第一支撑块43和第二支撑块44,第一支撑块43用于支撑侧墙7顶部圆弧，第二支撑块44用于支撑侧墙7底部。 [〇〇38]其中，所述直压臂41和弯压臂42的端部均设有弹性滚轮，优选为尼龙轮，可沿压紧机构4本体(具体可以为销轴)滚动，使压紧时滑动摩擦变为滚动摩擦，避免损坏工件。
[0039]其中，所述第二驱动机构为第四液压缸，如图5所示，所述窗口夹紧单元3包括T型压头31、转轴32和主框架33,所述T型压头31通过所述转轴32与所述主框架33连接，所述主框架33设于所述横梁上，所述第四液压缸与所述主框架33连接，用于驱动所述主框架33沿所述横梁移动，所述转轴32分别连接有旋转油缸37和升降油缸36。根据控制指令，升降油缸 36使T型压头31上升，穿过侧墙7上所开长圆型工艺孔，上升到指定行程后，旋转油缸37动作使转轴32带动T型压头31顺时针旋转90°，然后升降油缸36再带动T型压头31下降，此时便可压紧侧墙7 J型压头31的行程可调，以适应不同车型侧墙7厚度;还设有压力传感器35,压力传感器35可以准确监控上升或下降的压力，并且压力可调，避免压力过大损坏工件;为避免加工产生的铝肩进入窗口夹紧单元3而损坏运动机构，所述转轴32上套设有轴套34。
[0040]如图2所示，还包括锁紧机构12,所述窗口夹紧单元3、压紧机构4以及辅助支撑机构5均设有所述锁紧机构12,可有效将上述部件固定在横梁座21上，保证加工过程的稳定性。
[0041]如图7-9所示，所述横梁2包括横梁座21、横梁滑轨安装座22和线轨23,所述横梁座 21侧面安装有齿条24,用于锁紧机构12将窗口夹紧单元3、压紧机构4和辅助支撑机构5固定，保证加工过程平稳可靠;所述窗口夹紧单元3、压紧机构4和辅助支撑机构5安装在所述线轨23上，均可沿导轨纵向移动，以实现一位侧墙7或二位侧墙7的定位和夹紧，同时通过锁紧机构12,可有效固定在横梁2上，所述横梁滑轨安装座22设于所述横梁座21的下方。
[0042]如图10所示，本实用新型还提供了一种动车组车体侧墙7整体加工系统，其包括两根平行设置的直线导轨11和多个平行间隔设置的上述所述的动车组车体侧墙7整体加工自动化夹具，所述动车组车体侧墙7整体加工自动化夹具与所述直线导轨11垂直设置，所述横梁可沿两根所述直线导轨11的长度方向移动。横梁滑轨安装座22与固定在机床工作台上的直线导轨11连接，使横梁可以沿直线导轨11的长度方向移动调整间距。[〇〇43]两条直线导轨11固定在机床工作台上，夹具单元10安装在直线导轨11上并可以沿其自由移动以调整位置，从而适应不同车型侧墙7加工、装夹需要。夹具单元10结构完全相同，但在直线导轨111上的安装方向不同，例如编号为奇数的夹具单元1〇(如1、3)与编号为偶数的夹具单元1〇(如2、4)刚好旋转180°，目的是同时适应一位侧墙7和二位侧墙7的定位、 装夹要求。加工一位侧墙时，PLC编程选用奇数编号夹具单元10上的辅助支撑机构5;加工二位侧墙时，PLC编程选用偶数编号夹具单元10上的辅助支撑机构5。
[0044]本实用新型的操作步骤为:1、夹具单元10通过直线导轨11与机床平台连接，根据侧墙7工件窗口布置和加工装夹的需要在直线导轨11上横向调整夹具单元10位置；
[0045]2、根据侧墙7装夹位置确定各横梁、夹紧单元、窗口夹紧单元3;
[0046]3、通过控制器I编程控制液压缸，推杆带动横梁的定位基座自动运动到指定位置；
[0047]4、将侧墙7吊落至夹具后，通过控制器I编程，使各夹紧单元的夹紧机构(近侧墙7顶部)推动侧墙7，使其下部靠紧定位块45，通过限位开关反馈信号发送指令；
[0048]5、侧墙7底部压紧臂先压紧侧墙7;
[0049]6、侧墙7顶部压紧臂开始动作压紧侧墙7弧面；
[0050]7、在侧墙7窗口区域内加工工艺孔，通过控制器I编程，使选定的窗口夹紧单元3执行动作，T型压头31上升并旋转90°后下降从而压紧侧墙7;
[0051]8、侧墙7加工完后，通过控制器I编程，使窗口夹紧单元3执行动作，T型压头31上升并旋转90°后下降，操作人员移走侧墙7窗口废料；
[0052]9、通过控制器I编程，使各夹紧机构执行松开动作，将侧墙7吊离夹具；
[0053]10、夹紧机构带有两套压臂，须根据工件的不同设定不同的压紧程序。当加工一位侧墙时，左侧为侧墙7顶部圆弧，则夹紧机构应设定弯压臂42动作，右侧为侧墙7底部，夹紧机构应设定直压臂41动作;加工二位侧墙时刚好相反。
[0054]由以上实施例可以看出，本实用新型加工动车组车体侧墙操作简单、自动化程度高、效率高。
[0055]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，包括控制器、横梁、窗口夹 紧单元和两个压紧机构，所述窗口夹紧单元和两个所述压紧机构均设于所述横梁上，且可 沿所述横梁的长度方向移动，两个所述压紧机构相对设置，所述窗口夹紧单元设于两个所 述压紧机构之间，所述压紧机构设有用于压紧侧墙底部的直压臂和压紧侧墙顶部圆弧面的 弯压臂，所述窗口夹紧单元设有可升降和转动的压紧头;两个所述压紧机构分别连接有第 一驱动机构，所述窗口夹紧单元连接有第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构 分别与所述控制器连接。2.根据权利要求1所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，所述横梁 上还设有位于所述窗口夹紧单元两侧的辅助支撑机构。3.根据权利要求1所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，所述第一 驱动机构为第一液压缸;所述压紧机构包括压紧机构本体，所述直压臂和弯压臂均与所述 压紧机构本体的上端可转动连接，所述压紧机构本体的下端与所述第一液压缸连接，由所 述第一液压缸驱动所述压紧机构本体沿所述横梁移动，所述直压臂通过第二液压缸驱动转 动，所述弯压臂通过第三液压缸驱动转动。4.根据权利要求1所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，所述直压 臂和弯压臂的端部均设有弹性滚轮。5.根据权利要求1所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，所述第二 驱动机构为第四液压缸，所述窗口夹紧单元包括T型压头、转轴和主框架，所述T型压头通过 所述转轴与所述主框架连接，所述主框架设于所述横梁上，所述第四液压缸与所述主框架 连接，用于驱动所述主框架沿所述横梁移动，所述转轴分别连接有旋转油缸和升降油缸。6.根据权利要求5所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，所述转轴 上套设有轴套。7.根据权利要求2所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，所述辅助 支撑机构包括滑轨安装座、座体和垫块，所述垫块通过所述座体安装在所述滑轨安装座上， 所述滑轨安装座与所述横梁可滑动连接，所述垫块用于支撑侧墙。8.根据权利要求2所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，还包括锁 紧机构，所述窗口夹紧单元、压紧机构以及辅助支撑机构均设有所述锁紧机构。9.根据权利要求8所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具，其特征在于，所述横梁 包括横梁座、横梁滑轨安装座和线轨，所述横梁座侧面安装有齿条，用于锁紧机构将窗口夹 紧单元、压紧机构和辅助支撑机构固定;所述窗口夹紧单元、压紧机构和辅助支撑机构安装 在所述线轨上，所述横梁滑轨安装座设于所述横梁座的下方。10.—种动车组车体侧墙整体加工系统，其特征在于，包括两根平行设置的直线导轨和 多个平行间隔设置的如权利要求1-8任一项所述的动车组车体侧墙整体加工自动化夹具， 所述动车组车体侧墙整体加工自动化夹具与所述直线导轨垂直设置，所述横梁可沿两根所 述直线导轨的长度方向移动。
【文档编号】B23Q3/08GK205651120SQ201620379753
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年4月28日 公开号201620379753.2, CN 201620379753, CN 205651120 U, CN 205651120U, CN-U-205651120, CN201620379753, CN201620379753.2, CN205651120 U, CN205651120U
【发明人】王忠平, 张政民, 宋福田, 徐鹏, 王泰吉
【申请人】中车青岛四方机车车辆股份有限公司