一种智能拧紧装配设备的制作方法

本实用新型涉及动车组轴箱组装作业技术领域，特别涉及一种用于车辆组装和维修的装配设备。

背景技术：

目前铁路行业用于CRH3和CRH2动车组轮对轴端压盖组装作业的设备，主要结构形式有固定工位式、简单机械式及伺服控制式，其主要特点和缺陷如下：

(1)固定工位式：其采用固定的立柱或横梁来固定拧紧轴箱，设备和拧紧轴本身位置固定不动，工件移动，需要工人在轨道上推着工件走，一个一个的干活，工人体力劳动大，效率低下。

(2)简单机械式：拧紧轴箱本身被一根钢丝绳吊起，钢丝绳顶端装有滑轮，可以沿着轨道滑动，干活时工件依次排好不动，拧紧轴箱沿着轨道滑动，这样虽然降低了工人的劳动强度，但是其轴箱结构为简单机械传动，无力矩控制、存储和传输，更无过程控制，智能化程度低下，作业质量无法保障。

(3)伺服控制式：与前两种相比，机箱内拧紧轴为伺服电机控制，扭矩控制精确，但是其系统对现场作业顺序无过程控制和系统引导防错机制，系统缺乏智能化管理。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：为解决现有技术的不足，提供了一种智能拧紧装配设备。

本实用新型的技术方案是：一种智能拧紧装配设备，它包括：桁架结构、主电器柜以及拧紧轴箱；

桁架结构主体由钢结构和铝合金焊接组装而成，通过地脚螺栓与车间地面连接并固定牢固，对拧紧轴箱起到支撑和导向作用；桁架结构上设有横纵双向的铝合金导轨、导向机构、进给驱动机构以及升降驱动机构；升降驱动机构的上端吊装在铝合金导轨内，下端与拧紧轴箱连接；在进给驱动机构以及导向机构的作用下，升降驱动机构连同拧紧轴箱沿铝合金导轨运动；

主电器柜外壳为消磁金属柜，内置拧紧轴控制器；拧紧轴控制器起到信息集成、控制和指令发送的功能；

拧紧轴箱内包括：一个或一个以上的拧紧轴，用于对拧紧轴进行驱动的伺服电机，以及安装在拧紧轴的转轴上的扭矩传感器；伺服电机与拧紧轴控制器连接，在拧紧轴控制器的指令下进行对拧紧轴进行控制；扭矩传感器与拧紧轴控制器连接，用于实现对作业扭矩的采集，拧紧轴控制器对收到的扭矩数据进行存储。

工作过程为：

拧紧轴箱与升降驱动机构可以在桁架结构沿着横向和纵向的铝合金导轨滑动，升降驱动机构本身在竖直方向上为可伸缩机构，可以承载在拧紧轴箱在竖直方向上升降运动；当拧紧装配设备的电源开启后，拧紧轴箱上各组件进行复位；工人操作拧紧轴箱对准要作业的轮对轴端压盖，然后启动拧紧轴控制器内预先设定的作业程序，拧紧轴箱自动完成进给、拧紧、压力保持作业，进行作业的同时，扭矩传感器对作业扭矩的采集，拧紧轴控制器对收到的扭矩数据进行存储；一个作业过程完成后，拧紧轴箱自动进行复位，并在拧紧轴控制器的控制下进行下一个步骤的作业。

进一步的，拧紧装配设备还包括：报警控制柜，报警控制柜为拧紧装配设备的报警控制中心，内置PLC模块、网络交换机以及报警装置；其中：网络交换机与PLC模块连接，PLC模块与报警装置连接；

拧紧轴箱的外部设有相互连接的平板电脑、扫码枪，平板电脑通过通信模块与报警控制柜内的网络交换机以及拧紧轴箱中扭矩传感器的连接；主电器柜内的拧紧轴控制器与报警控制柜内的网络交换机连接；

工人通过平板电脑打开设定作业的界面启动作业程序，扭矩传感器对作业扭矩的采集并通过平板电脑的通信模块、网络交换机传递至拧紧轴控制器，当作业过程出现异常时，拧紧轴控制器向伺服电机下发停止指令，同时通过网络交换机向PLC模块发出报警指令，PLC模块启动报警装置发出鸣叫或灯光。

上述方案中，具体的：拧紧轴控制器的型号为TWCVI3并配有EOPOD3功能扩充模块。

报警控制柜通过外装悬挂平台安装在桁架结构上。

升降驱动机构的下端通过螺钉压块、安全带与拧紧轴箱连接。

平板电脑通过安装支架设置在拧紧轴箱外部。

有益效果：本实用新型可以覆盖作业车间轮对作业的所有工作区域，拧紧轴采用伺服电机控制，拧紧精度高，作业扭矩控制精确，可实现多轴同步拧紧作业，自动进给，智能化程度高。

本实用新型与固定工位式相比，主体采用桁架式铝合金滑轨结构，既可以根据轮对要求实现单步骤作业，也可以根据实际要求，实现层级作业，一次作业可覆盖多个轮对工件，作业效率高，工人劳动强度低；

本实用新型与简单机械式相比，拧紧轴箱采用伺服电机与拧紧轴控制器联合控制，拧紧精度高，作业扭矩控制精确，可实现扭矩的采集、存储和传输；

本实用新型与伺服控制式相比，可实现多轴同步拧紧作业，自动进给，作业完成后，自动退回起始点，人为干预少；作业程序可根据现场作业工艺要求进行编制，实现对作业步骤的过程控制，智能化程度较高。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中的组成框图；

图2为本实用新型实施例2中的组成框图；

其中：1-桁架结构、11-铝合金导轨、12-导向机构、13-进给驱动机构、14-升降驱动机构、2-主电器柜、3-拧紧轴箱、31-拧紧轴、32-伺服电机、33-扭矩传感器、4-报警控制柜、41-PLC模块、42-网络交换机、43-报警装置、5-平板电脑、6-扫码枪。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例1：参见附图1，一种智能拧紧装配设备，它包括：桁架结构1、主电器柜2以及拧紧轴箱3；

桁架结构1主体由钢结构和铝合金焊接组装而成，通过地脚螺栓与车间地面连接并固定牢固，对拧紧轴箱3起到支撑和导向作用；桁架结构1上设有横纵双向的铝合金导轨11、导向机构12、进给驱动机构13以及升降驱动机构14；升降驱动机构14的上端吊装在铝合金导轨11内，下端通过螺钉压块、安全带与拧紧轴箱3连接；在进给驱动机构13以及导向机构12的作用下，升降驱动机构14连同拧紧轴箱3沿铝合金导轨11运动；

主电器柜2外壳为消磁金属柜，内置拧紧轴控制器，本例中，拧紧轴控制器的型号为TWCVI3并配有EOPOD3功能扩充模块；拧紧轴控制器起到信息集成、控制和指令发送的功能；

拧紧轴箱3内包括：一个或一个以上的拧紧轴31，用于对拧紧轴31进行驱动的伺服电机32，以及安装在拧紧轴31的转轴上的扭矩传感器33；伺服电机32与拧紧轴控制器连接，在拧紧轴控制器的指令下进行对拧紧轴31进行控制；扭矩传感器33与拧紧轴控制器连接，用于实现对作业扭矩的采集，拧紧轴控制器对收到的扭矩数据进行存储。

为提高工作效率，一个桁架结构1上可安装两个拧紧轴箱3同时对轮对进行作业，每个拧紧轴箱3安装四个拧紧轴31。

工作过程为：

拧紧轴箱3与升降驱动机构14可以在桁架结构1沿着横向和纵向的铝合金导轨11滑动，升降驱动机构14本身在竖直方向上为可伸缩机构，可以承载在拧紧轴箱3在竖直方向上升降运动；当拧紧装配设备的电源开启后，拧紧轴箱3上各组件进行复位；工人操作拧紧轴箱3对准要作业的轮对轴端压盖，然后启动拧紧轴控制器内预先设定的作业程序，拧紧轴箱3自动完成进给、拧紧、压力保持作业，进行作业的同时，扭矩传感器33对作业扭矩的采集，拧紧轴控制器对收到的扭矩数据进行存储；一个作业过程完成后，拧紧轴箱3自动进行复位，并在拧紧轴控制器的控制下进行下一个步骤的作业。

实施例2：参见附图2，在实施例1的基础上，进一步的，拧紧装配设备还包括：通过外装悬挂平台安装在桁架结构1上的报警控制柜4；报警控制柜4为拧紧装配设备的报警控制中心，内置PLC模块41、网络交换机42以及报警装置43；其中：网络交换机42与PLC模块41连接，PLC模块41与报警装置43连接；

拧紧轴箱3的外部设有相互连接的平板电脑5、扫码枪6，平板电脑5通过安装支架设置在拧紧轴箱3外部；平板电脑5通过通信模块与报警控制柜4内的网络交换机42以及拧紧轴箱3中扭矩传感器33的连接；主电器柜2内的拧紧轴控制器与报警控制柜4内的网络交换机42连接；

工人通过平板电脑5打开设定作业的界面启动作业程序，扭矩传感器33对作业扭矩的采集并通过平板电脑5的通信模块、网络交换机42传递至拧紧轴控制器，当作业过程出现异常时，拧紧轴控制器向伺服电机32下发停止指令，同时通过网络交换机42向PLC模块41发出报警指令，PLC模块41启动报警装置43发出鸣叫或灯光。

综上，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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。