卡车纵梁与内加强板自动合梁设备的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及到卡车车架。

背景技术：

现有卡车纵梁与内加强板合梁方法，是通过人工先将纵梁与内加强板翻转，再使用生产车间的天车或专用行吊，由人工控制天车或行吊将纵梁与内加强板吊到一起，使用螺栓固定。

由于单件纵梁最大长度超过11.5m，最大重量超过300KG，单件内加强板的最大长度也超过10m，最大重量超过250KG，都属于尺寸和重量较大的工件。人工吊拉过程中，由于工件惯性的作用，很难控制工件的走向，操作过程危险因素较多，劳动强度大，经常出现操作者受伤事故。

因此，需要一种便捷的方法和设备，实现纵梁与内加强板的合梁。降低操作者的劳动强度，消除操作过程的危险因素。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种能够适用于纵梁与内加强板自动合梁的设备。

本实用新型采用的技术方案如下：

卡车纵梁与内加强板自动合梁设备，将卡车纵梁与内加强板单件通过铆钉铆接组合为纵梁总成，包括：铆接装置、上料行吊、翻转装置、纵梁与内加强板送进装置、端面定位装置、下料行吊、纵梁上料台车、内加强板上料台车、纵梁总成下料台车，其中，所述上料行吊、所述下料行吊设置在所述铆接装置两侧，所述纵梁与内加强板送进装置跨过所述铆接装置，安装在所述铆接装置上方位置，所述翻转装置与所述纵梁与内加强板送进装置平行，安装在所述纵梁与内加强板送进装置一侧，所述端面定位装置安装在所述翻转装置端头位置，所述纵梁上料台车与所述内加强板上料台车平行，安装在所述上料行吊下方位置，所述纵梁总成下料台车安装在所述下料行吊下方位置。

所述铆接装置由底座、机身、铆钳、铆头、直线导轨、伺服电机及液压泵构成；铆接装置的底座焊接在安装地坑内的预埋钢板上，设置两条直线导轨固定在底座上平面，机身安装在直线导轨上，在伺服电机驱动下，可沿直线导轨移动，最大移动距离500mm，伺服电机安装在底座内部，铆钳固定在机身前端，上下两个铆头分别安装在铆钳钳体的上下端面，铆头可上下移动，完成铆接动作，工作行程50mm。铆接装置使用液压泵作为动力源，液压泵工作压力20MPa。

所述上料行吊由电磁吸盘、上下行走机构、左右行走机构、直线导轨、机架、伺服电机构成；上料行吊机架通过可调节螺栓固定在地面，行吊高度通过可调节螺栓进行微调，两条直线导轨固定在机架上平面，左右行走机构可由伺服电机驱动沿直线导轨左右移动，最大移动距离3.5m，最大移动速度30m/min。上下行走机构安装在左右行走机构下端，设置10个电磁吸盘固定在上下行走机构下平面，上下行走机构可由伺服电机驱动进行上下运动，实现纵梁和内加强板的吸起、移动、下落、释放，上下行走机构最大运动距离800mm，最大移动速度2m/min。

所述翻转装置由底座、送料辊道、翻转气缸、支撑气缸、翻转支架和支撑支架构成；送料辊道安装在底座上平面，翻转气缸和支撑气缸分别安装在底座两侧，气缸带动翻转支架和支撑支架完成翻转动作。沿X方向布置6套翻转支架和支撑支架，工作时，由气缸分别带动翻转支架和支撑支架，将纵梁和内加强板翻转180°，翻转装置使用气缸作为动力源，气缸内径φ63，工作气压0.4～0.6MPa。

所述纵梁与内加强板送进装置由底座、直线导轨、工件支撑架、移动滑板、伺服电机、定位销构成；送进装置底座通过膨胀螺栓固定在地面上，设置两条直线导轨固定在底座上平面，移动滑板可由伺服电机带动，沿直线导轨移动，工件支撑架安装在移动滑板一侧，两个定位销安装在移动滑板长度方向中心线位置，对纵梁和内加强板起支撑和定位作用，定位销之间的距离可根据工件需要调节，最大距离10m，定位销直径φ30，工件支撑架沿送进装置长度方向布置21组，各组可以独立移动，并且可以方便安装、拆卸，工作时根据纵梁和内加强板实际长度，安排支撑架的位置和数量。

所述端面定位装置由纵梁定位块、纵梁内加强板定位块、丝杠、伺服电机、调节气缸、辅助支撑辊轮、机架构成；机架固定在翻转装置前端，丝杠安装在机架底部，纵梁定位块安装在机架前端，伺服电机驱动丝杠，带动纵梁定位块前后移动，调节气缸安装在机架后端，带动纵梁内加强板定位块移动，适应工件定位需要。辅助支撑辊轮安装在机架侧面，可对纵梁和内加强板在定位时起到辅助支撑和夹紧作用，支撑辊轮可由气缸带动沿Y方向移动，最大移动距离500mm。纵梁和内加强板经过翻转后，使用端面定位装置进行端面定位。纵梁内加强板定位块可沿X方向移动，最大移动距离1800mm。

所述下料行吊由电磁吸盘、上下行走机构、左右行走机构、直线导轨、机架、伺服电机构成；下料行吊机架通过可调节螺栓固定在地面，行吊高度通过可调节螺栓进行微调。设置两条直线导轨固定在机架上平面，左右行走机构可由伺服电机驱动沿直线导轨左右移动，最大移动距离2m，最大移动速度30m/min；上下行走机构安装在左右行走机构下端，设置10个电磁吸盘固定在上下行走机构下平面，上下行走机构可由伺服电机驱动进行上下运动，最大运动距离800mm，最大移动速度2m/min。

所述纵梁上料台车、内加强板上料台车分别由轨道、车体、车轮、器具构成；设置纵梁上料台车、内加强板上料台车各一台，每台车带四个车轮，可沿两条轨道移动，轨道通过地脚螺栓固定在地面上，器具放置在车体上平面，纵梁上料台车、内加强板上料台车轨道长度30m，每辆台车最大承重≮10000KG。台车由电机控制，可沿X方向在轨道上行走，最大行走速度≮30m/min。

所述纵梁总成下料台车由轨道、车体、车轮、器具构成，共设置一辆下料台车，台车安放在轨道上，台车设置三条轨道，轨道长度6m，轨道通过地脚螺栓固定在地面上。台车最大承重≮10000KG，台车由电机控制，可沿Y方向在轨道上行走，最大行走速度≮30m/min。

纵梁与内加强板自动合梁设备占地面积400㎡,长40m，宽10m。在设备安装场地按设计位置预先施工铆接装置安装基础，安装基础为1.8m*1.8m地坑，地坑深度500mm，通过混凝土浇筑而成，地坑底面设置2件预埋钢板，钢板厚度20mm。铆接装置通过焊接方式，固定在地坑中的预埋钢板上，安装后，铆接装置的机身上平面低于地面100mm。

纵梁与内加强板送进装置长度25m，跨过铆接装置的安装地坑，通过膨胀螺栓固定在地面上，送进方向与铆接装置机身的运动方向垂直。

纵梁上料台车和内加强板上料台车按顺序安装在纵梁与内加强板送进装置右侧，台车移动到最前端位置时，距离铆接装置1m。

翻转装置安装在纵梁与内加强板送进装置左侧，距离送进装置0.5m，端面定位装置安装在翻转装置前端，通过螺栓与翻转装置连接，端面定位装置前端与铆接装置对齐。

上料行吊跨过翻转装置、纵梁与内加强板送进装置、纵梁上料台车和内加强板上料台车，安装在上述装置上方，上料行吊的机架通过螺栓固定在地面，机架最高处3.5m。

纵梁总成下料台车安装在纵梁与内加强板送进装置右侧，以铆接装置为中心，与纵梁上料台车、纵梁内加强板上料台车对称布置。

下料行吊跨过纵梁与内加强板送进装置、纵梁总成下料台车，安装在上述装置上方，下料行吊的机架通过螺栓固定在地面，机架最高处3.5m。

设备安装完成后，长度≯38m，宽度≯9m，高度≯3.5m。

与原有技术相比，本设备放弃使用天车、钢丝绳等工具，新设计了铆接装置、纵梁与内加强板送进装置、端面定位装置，对翻转装置、上料行吊、下料行吊的常规结构进行了改进，使用标准结构的上、下料台车作为纵梁、纵梁内加强板、纵梁总成的上下料工具；按照纵梁与纵梁内加强板自动铆接需要的工艺流程，组合上述各装置，完成自动铆接全过程。

由于可根据不同车型车架纵梁与内加强板铆接孔具体位置，提前编制铆接控制程序，设备启动后，可按照铆接控制程序自动进行铆接，从而消除铆接过程的不安全因素；由于纵梁与内加强板上料过程不需要由人工翻动，从而降低了操作者的劳动强度；此外，由于使用价格较低的铆钉作为纵梁和纵梁内加强板的连接件，代替了价格较高的螺栓，降低了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备的结构示意图；

图2是本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备的上料行吊的结构示意图；

图3是本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备的下料行吊的结构示意图；

图4是本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备的纵梁上料台车、内加强板上料台车的结构示意图；

图5是本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备纵梁总成下料台车的结构示意图；

图6是本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备的送进装置4的结构示意图；

图7是本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备的气动原理图。

(附图标记说明)

1铆接装置、2上料行吊、3翻转装置、4纵梁与内加强板送进装置、5端面定位装置、6下料行吊、7纵梁上料台车、8纵梁内加强板上料台车、9纵梁总成下料台车、11电磁吸盘、12行吊上下行走机构、13行吊左右行走机构、14直线导轨机构、17、机架、21车体、22车轮、23轨道、24器具、25纵梁、32纵梁总成、35底座、36支撑架、37移动滑板、38定位销、40纵梁及内加强板翻转气缸、41纵梁及内加强板夹紧气缸、42端面定位气缸、43翻转支撑气缸

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备的结构示意图。如图1所示，本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁设备包括铆接装置1、上料行吊2、翻转装置3、纵梁与内加强板送进装置4、端面定位装置5、下料行吊6、纵梁上料台车7、内加强板上料台车8、纵梁总成下料台车9。

所述铆接装置1由底座、机身、铆钳、铆头、直线导轨、伺服电机及液压泵构成；铆接装置的底座焊接在安装地坑内的预埋钢板上，设置两条直线导轨固定在底座上平面，机身安装在直线导轨上，在伺服电机驱动下，可沿直线导轨移动，最大移动距离500mm，伺服电机安装在底座内部，铆钳固定在机身前端，上下两个铆头分别安装在铆钳钳体的上下端面，铆头可上下移动，完成铆接动作，工作行程50mm。铆接装置使用液压泵作为动力源，液压泵工作压力20MPa。

图2是上料行吊2的结构示意图。包括电磁吸盘11、行吊上下行走机构12、行吊左右行走机构13及直线导轨机构14。为保证最大重量的纵梁和内加强板能够被顺利吸起，电磁吸盘11采用一组共10块电磁铁的结构，总吸力≮1200KG，直线导轨机构14的直线度0.02mm。

所述上料行吊由电磁吸盘、上下行走机构、左右行走机构、直线导轨、机架、伺服电机构成；上料行吊机架通过可调节螺栓固定在地面，行吊高度通过可调节螺栓进行微调，两条直线导轨固定在机架上平面，左右行走机构可由伺服电机驱动沿直线导轨左右移动，最大移动距离3.5m，最大移动速度30m/min。上下行走机构安装在左右行走机构下端，设置10个电磁吸盘固定在上下行走机构下平面，上下行走机构可由伺服电机驱动进行上下运动，实现纵梁和内加强板的吸起、移动、下落、释放，上下行走机构最大运动距离800mm，最大移动速度2m/min。

图3是下料行吊6的结构示意图。包括电磁吸盘11、行吊上下行走机构12、行吊左右行走机构13、直线导轨机构14及机架17。为保证合梁完成后最大重量的纵梁总成能够被顺利吸起，电磁吸盘11采用一组共10块电磁铁的结构，总吸力≮1200KG，直线导轨机构14的直线度0.02mm。

所述下料行吊由电磁吸盘、上下行走机构、左右行走机构、直线导轨、机架、伺服电机构成；下料行吊机架通过可调节螺栓固定在地面，行吊高度通过可调节螺栓进行微调。设置两条直线导轨固定在机架上平面，左右行走机构可由伺服电机驱动沿直线导轨左右移动，最大移动距离2m，最大移动速度30m/min；上下行走机构安装在左右行走机构下端，设置10个电磁吸盘固定在上下行走机构下平面，上下行走机构可由伺服电机驱动进行上下运动，最大运动距离800mm，最大移动速度2m/min。

图4是纵梁上料台车7、纵梁内加强板上料台车8的结构示意图。包括车体21、车轮22、轨道23，此部分包括纵梁上料台车和纵梁内加强板上料台车各1辆，分别装载纵梁和内加强板，工作时，台车沿轨道23行走，最大行走距离≮25m，最大行走速度60m/min，最大承载重量≮10000KG。纵梁或纵梁内加强板25码放在器具24内，器具24在上料位置使用车间的天车吊放到台车的台面上。

所述纵梁上料台车、内加强板上料台车分别由轨道、车体、车轮、器具构成；设置纵梁上料台车、内加强板上料台车各一台，每台车带四个车轮，可沿两条轨道移动，轨道通过地脚螺栓固定在地面上，器具放置在车体上平面，纵梁上料台车、内加强板上料台车轨道长度30m，每辆台车最大承重≮10000KG；台车由电机控制，可沿X方向在轨道上行走，最大行走速度≮30m/min。

图5是纵梁总成下料台车9的结构示意图。包括车体21、车轮22、轨道23，此部分使用一辆台车，装载合梁完成后的纵梁总成。工作时，台车沿轨道23行走，最大行走距离≮5m，最大行走速度30m/min，最大承载重量≮10000KG。纵梁总成32码放在器具24内，器具24连同码放在其中的纵梁总成在下料位置使用车间的天车吊放到存放区。

所述纵梁总成下料台车由轨道、车体、车轮、器具构成，共设置一辆下料台车，台车安放在轨道上，台车设置三条轨道，轨道长度6m，轨道通过地脚螺栓固定在地面上；台车最大承重≮10000KG，台车由电机控制，可沿Y方向在轨道上行走，最大行走速度≮30m/min。

图6是纵梁与内加强板送进装置4的结构示意图。包括底座35、支撑架36、移动滑板37、定位销38。送进装置4整个长度25m，定位销38数量为2个，直径φ30。

所述纵梁与内加强板送进装置由底座、直线导轨、工件支撑架、移动滑板、伺服电机、定位销构成；送进装置底座通过膨胀螺栓固定在地面上，设置两条直线导轨固定在底座上平面，移动滑板可由伺服电机带动，沿直线导轨移动，工件支撑架安装在移动滑板一侧，两个定位销安装在移动滑板长度方向中心线位置，对纵梁和内加强板起支撑和定位作用，定位销之间的距离可根据工件需要调节，最大距离10m，定位销直径φ30，工件支撑架沿送进装置长度方向布置21组，各组可以独立移动，并且可以方便安装、拆卸，工作时根据纵梁和内加强板实际长度，安排支撑架的位置和数量。

图7是设备的气动原理图。包括纵梁及内加强板翻转气缸40、翻转支撑气缸43、纵梁及内加强板夹紧气缸41及端面定位气缸42。其中，纵梁及内加强板翻转、支撑、夹紧各采用6个气缸，端面定位采用1个气缸。气缸工作气压0.4～0.6MPa。纵梁及内加强板翻转气缸最大行程335mm，翻转支撑气缸最大行程400mm，夹紧气缸最大行程400mm，端面定位气缸最大行程500mm。

所述翻转装置由底座、送料辊道、翻转气缸、支撑气缸、翻转支架和支撑支架构成；送料辊道安装在底座上平面，翻转气缸和支撑气缸分别安装在底座两侧，气缸带动翻转支架和支撑支架完成翻转动作；沿X方向布置6套翻转支架和支撑支架，工作时，由气缸分别带动翻转支架和支撑支架，将纵梁和内加强板翻转180°，翻转装置使用气缸作为动力源，气缸内径φ63，工作气压0.4～0.6MPa。

下面对本实用新型卡车纵梁与内加强板自动合梁过程作详细介绍。

满足本设备的工艺条件如下：加工材料为U形纵梁及纵梁内加强板；纵梁长度4000～12000mm；纵梁内加强板长度4000～12000mm；纵梁外腹面宽度220～360mm；纵梁内加强板外腹面宽度212～352mm；纵梁翼面高度60～108mm；纵梁内加强板翼面高度56～104mm；纵梁料厚5～12mm；纵梁内加强板料厚5～12mm；纵梁与纵梁内加强板内圆角半径R＝11mm。

U形纵梁及纵梁内加强板加工偏差：长度偏差0～5mm；宽度偏差：1～3mm；翼面高度偏差±2mm；内圆角半径偏差-1～+2mm；腹面Y向不平度偏差0.4mm；腹面X向不平度偏差0.5mm/1000mm，全长范围X向及Y向不平度偏差≯8mm；翼面X向直线度偏差0.5mm/1000mm，全长直线度偏差≯5mm；翼面与腹面交角90°±1°。

本设备中对纵梁的左右翼面及基准翼面的定义：向着纵梁前进方向从纵梁的尾端看，右手翼面为右翼面，右翼面为基准面；左手翼面为左翼面，左翼面在生产线中的位置随着梁宽度变化；纵梁和内加强板合梁时，左右翼面留工艺间隙。

所述纵梁与内加强板经上料台车运到上料位置，使用上料行吊先将纵梁吸起，放置到翻转装置，由翻转装置将其翻转180°，经过端面定位装置对其定位后，由上料行吊吸起放置到送进装置的两个定位销上；然后使用上料行吊吸起纵梁内加强板，重复纵梁的翻转、定位过程，放置到已经定位的纵梁U形槽内；送进装置将纵梁与内加强板合件输送到铆接装置，使用铆接装置沿合件长度中心线方向铆接2～3个铆钉，使纵梁与内加强板合为一体，送进装置继续前行，将合件送进到下料位置，使用下料行吊将合件吸起，放置到下料台车的器具内，下料台车沿Y方向移动，移出下料行吊区域。以上动作过程由提前编制的一套控制程序进行控制，自动完成卡车纵梁与内加强板自动合梁设备还包含电控系统，实现自动铆接程序设定、修改、保存功能。

合梁时，先通过设备自动编程系统编制加工程序，并将程序输入设备数控系统；

纵梁和纵梁内加强板开口朝下摆放，分别规则整齐码垛在上料台车上，操作人员将上料台车开至固定的上料位置；

将纵梁和纵梁内加强板的放置位置坐标通过触摸屏输入PLC。

设备启动后，上料行吊2上的电磁吸盘11自动根据纵梁的输入坐标数据将纵梁从上料台车7吸起，放置到翻转装置3上，翻转装置3通过翻转气缸40和翻转支撑气缸43将其翻转180°，之后通过夹紧气缸41进行夹紧。

电机驱动摩擦辊轮使纵梁沿X方向移动进行纵向定位，当其撞到纵梁定位块时，开关发出停止信号，纵梁纵向定位完成。上料行吊2上的电磁吸盘11将纵梁吸起放置到送进装置4上，使用支撑架36对纵梁进行支撑，定位销38插到纵梁腹面的两个定位孔，将纵梁定位。

然后上料行吊2上的磁力吸盘11将一件纵梁内加强板从内加强板上料台车8吸起，重复纵梁翻转、夹紧过程，通过夹紧气缸41进行夹紧。

纵梁内加强板通过电机驱动摩擦辊轮沿X方向移动，当其撞到纵梁内加强板定位块时，开关发出停止信号，内加强板定位完成。磁力吸盘11将定位好的内加强板吸起后将其精确放置到已经定位的纵梁U形槽内，完成纵梁与纵梁内加强板组合，形成纵梁总成。

送进装置4的移动滑板37驱动纵梁总成向铆接装置1方向移动，将纵梁总成送到指定铆接位置，进行铆接。

铆接装置1通过伺服电机驱动滚珠丝杠实现前后移动，即Y轴方向移动，根据预先设定的铆接参数，在纵梁总成腹面沿X方向铆接2～3个铆钉，完成纵梁与内加强板的铆接。

铆接完成后，纵梁总成通过纵梁与内加强板送进装置4自动输送至下料位置，下料行吊6上的磁力吸盘11将其吸起放置到下料台车9上，自动码垛整齐。码垛完成后下料台车沿纵向开出，完成全部合梁过程。

综上所述，本实用新型可适用于U形卡车纵梁与内加强板的自动合梁要求。

对于悍V车型车架纵梁与纵梁内加强板，例如：DV005S车型车架纵梁和纵梁内加强板，使用本实用新型设备合梁时，先使用车间天车将码放在器具中的纵梁与纵梁内加强板连同器具分别吊放到上料台车上，启动设备，将台车开动到上料位置，调出DV005S合梁控制程序，先使用上料行吊将一件纵梁吊放到翻转装置，翻转后，将其吊放到送进装置上，并定位；然后将一件内加强板吊放到翻转装置，翻转后，将其放置到送进装置已经定位的纵梁U形槽中，形成纵梁总成；将纵梁总成输送到铆接位置，铆接装置沿纵梁总成长度中心线方向铆接2个铆钉，铆钉直径φ12。铆接完成后，送进装置继续前行，将其输送到下料位置；然后使用下料行吊将铆接完成的纵梁总成吊放到下料台车的器具中，整齐码放，台车开出，使用车间天车将纵梁总成连同器具吊放到存放位置，完成DV005S纵梁与纵梁内加强板的自动合梁全过程。

对于天V车型车架纵梁与纵梁内加强板，例如：DK084D车型车架纵梁和纵梁内加强板，使用本实用新型设备合梁时，先使用车间天车将码放在器具中的纵梁与纵梁内加强板连同器具分别吊放到上料台车上，启动设备，将台车开动到上料位置，调出DK084D合梁控制程序，先使用上料行吊将一件纵梁吊放到翻转装置，翻转后，将其吊放到送进装置上，并定位；然后将一件纵梁内加强板吊放到翻转装置，翻转后，将其吊放到送进装置已经定位的纵梁U形槽中，形成纵梁总成；将纵梁总成输送到铆接位置，铆接装置沿纵梁总成长度中心线方向铆接3个铆钉，铆钉直径φ12。铆接完成后，送进装置继续前行，将其输送到下料位置；然后使用下料行吊将铆接完成的纵梁总成吊放到下料台车的器具中，整齐码放，台车开出，使用车间天车将纵梁总成连同器具吊放到存放位置，完成DK084D纵梁与纵梁内加强板的自动合梁全过程。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。