一种接触网吊弦的线夹装配系统的制作方法

本发明涉及接触网吊弦预配生产领域，具体是一种接触网吊弦的线夹装配系统。

背景技术：

近年来随着高铁的快速发展，国内铁路行业对工艺质量标准提出了新要求，以满足建设智能铁路的发展需要。接触网作为弓网关系的直接影响因素，其吊弦的预制精度、预制质量、预制的效率和智能化程度，显得尤为重要。

目前在国内乃至世界上，基本采用的是人工预配和半自动化流水线作业进行吊弦的预制和生产，为提高吊弦预配质量和预配进度，创新生产方法，实现智能化预配，具有里程碑式的意义。

在吊弦预配生产中，首先需要完成吊弦本体的制作，其次是线夹装配，现有的线夹装配，基本采用人工操作，效率低下，废品率高。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种接触网吊弦的线夹装配系统，可快速精确的完成吊弦本体两端的线夹装配，自动化程度高。

本发明提供的技术方案：一种接触网吊弦的线夹装配系统，所述线夹装配系统包括线夹料盘组、线夹装配机器人、装配模具模块和控制系统，所述控制系统用于控制线夹装配机器人和装配模具模块的各种执行操作，所述线夹装配机器人将线夹料盘组提供的零部件抓取到装配模具模块进行装配，所述装配模具模块包括接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组，所述接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组分别给吊弦本体的一端装配接触线线夹，另一端装配承力索线夹。

进一步的，所述线夹料盘组包括一个接触线料盘组和三种承力索料盘组，所述每个线夹料盘组均包括料盘机架，所述料盘机架上设有多个料盘，所述每个料盘均配套设有控制器和直线振动送料器，所述直线振动送料器与料盘之间设有输送导轨，所述料盘机架上设有推料机构，用于配合输送导轨输送物料，所述料盘机架上还设有定位坐标盘和电源信号箱。

进一步的，所述承力索线夹装配模具组包括承力索t35线夹装配模具组、承力索t95d线夹装配模具组和承力索t120d线夹装配模具组三种，线夹装配时根据实际使用需要选择其中一种进行使用。

进一步的，所述装配模具模块包括装配模具机架，所述装配模具机架上平行设有接触线150线夹装配模具组、承力索t35线夹装配模具组、承力索t95d线夹装配模具组和承力索t120d线夹装配模具组，

四种所述装配模具组包括模具底板，所述模具底板上设有滑台导轨，所述滑台导轨的中部设有模具滑台，所述滑台导轨的两端分别设有第一滑台限位顶杆、第一滑台缓冲器、第一模具到位传感器和第二滑台限位顶杆、第二滑台缓冲器、第二模具到位传感器，所述模具滑台的一端设有模具气缸，用于带动模具滑台在滑台导轨上移动，所述模具滑台的一侧设有拧紧伺服电机和顶升气缸，所述顶升气缸上部设有装配套筒和装配模具，所述装配模具的一侧设有第二夹持卡爪，所述模具滑台的另一端设有电磁阀阀岛、第一送料气缸和第二送料气缸，所述第二送料气缸相对于第二夹持卡爪的方向上设有第一夹持卡爪。

进一步的，所述装配机架上设有气源接口和接线快插接口，所述装配机架的四角还设有调节支脚，四种所述装配模具组的结构基本相同，其中装配模具和第一夹持卡爪的型号和规格不同。

进一步的，所述第一送料气缸的侧边设有拖链，拖链下方平行于滑台导轨设有拖链槽。

进一步的，所述接触线料盘组为接触线150料盘组，所述接触线150料盘组设有2-4个料盘，分别放置接触线150吊环和接触线150线夹或者其他零部件，所述承力索料盘组包括均设有4个料盘的承力索t35料盘组、承力索t95d料盘组和承力索t120d料盘组，所述承力索t35料盘组的料盘分别放置t35线夹、t35吊环、螺栓m10×40和螺栓m10×35，所述承力索t95d料盘组的料盘分别放置t95d吊环、t95d线夹、碟簧和螺母m10，所述承力索t120d料盘组的料盘分别放置t120d吊环、t120d线夹、小三爪和小五爪。

进一步的，所述线夹装配系统还包括双工位桁架机械手，所述双工位桁架机械手包括桁架立柱和安装于桁架立柱上的桁架x轴横梁，所述桁架x轴横梁上设有两个机械手，所述机械手包括桁架x轴和桁架z轴，所述桁架z轴下方设有夹持卡具，所述夹持卡具包括桁架气缸，桁架气缸下端设有桁架连杆，所述桁架连杆的一端设有桁架气爪，桁架连杆的另一端设有卡具限位块，桁架气爪与卡具卡爪连接，所述两个夹持卡具分别负责承力索部位和接触线部位的线夹装配夹持，所述双工位桁架机械手通过控制系统控制其操作。

进一步的，所述桁架x轴横梁由三段横梁拼装而成，所述桁架x轴横梁内设有横梁线槽，所述双工位桁架机械手还包括桁架地面线槽和气源接口。

进一步的，所述线夹装配机器人为六轴机器人，所述线夹装配机器人包括底座，所述底座上依次往外延伸设有j1轴、j2轴、j3轴、j4轴、j5轴和j6轴，所述底座上还设有操控装置，所述j6轴的末端都过法兰连接有三组机器人卡具，分别用于拿取不同原料零件。

本发明通过机械智能化生产代替传统手工加工，具备高效、精准、自动化程度高等特点，能有效解决目前手工预配存在的精度低、效率低、废品率高等问题，此外可根据实际需要完成3种不同型号的吊弦的装配，实现多种规格吊弦的预配生产，同时能满足线路直行、曲内、曲外不同的使用需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是双工位桁架机械手的结构示意图；

图3是双工位桁架机械手的夹持卡具的结构示意图；

图4是线夹料盘组的结构示意图；

图5是线夹装配机器人的结构示意图；

图6是机器人卡具的结构示意图；

图7是装配模具模块的结构示意图；

图8是装配模具组的结构示意图；

图9是图8的局部结构示意图；

图中：1—线夹料盘组，10—接触线150料盘组，11—承力索t35料盘组，12—承力索t95d料盘组，13—承力索t120d料盘组，101—料盘机架，102—料盘，103—控制器，104—直线振动送料器，105—输送导轨，106—推料机构，107—定位坐标盘，108—电源信号箱，2—线夹装配机器人，21—底座，22—j1轴，23—j2轴，24—j3轴，25—j4轴，26—j5轴，27—j6轴，28—法兰，29—机器人卡具，3—装配模具模块，30—装配模具机架，31—承力索t35线夹装配模具组，32—承力索t95d线夹装配模具组，33—承力索t120d线夹装配模具组，34—接触线150线夹装配模具组，35—气源接口，36—接线快插接口，37—调节支脚，301—模具底板，302—滑台导轨，303—模具滑台，304—第一滑台限位顶杆，305—第一滑台缓冲器，306—第一模具到位传感器，307—第二滑台限位顶杆，308—第二滑台缓冲器，309—第二模具到位传感器，310—模具气缸，311—拧紧伺服电机，312—顶升气缸，313—装配套筒，314—装配模具，315—第二夹持卡爪，316—电磁阀阀岛，317—第一送料气缸，318—第二送料气缸，319—第一夹持卡爪，320—拖链，321—拖链槽，4—双工位桁架机械手，41—桁架立柱，42—桁架x轴横梁，421—横梁线槽，43—桁架x轴，44—桁架z轴，45—夹持卡具，451—桁架气缸，452—桁架连杆，453—卡具卡爪，454—卡具限位块，455—桁架气爪，46—桁架地面线槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例如附图1至图9所示，以下对在附图中的展现的技术方案为本发明的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本发明的范围。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种接触网吊弦的线夹装配系统，所述线夹装配系统包括线夹料盘组1、线夹装配机器人2、装配模具模块3和控制系统，所述控制系统用于控制线夹装配机器人2和装配模具模块3的各种执行操作，所述线夹装配机器人2将线夹料盘组1提供的零部件抓取到装配模具模块3进行装配，所述装配模具模块3包括接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组，所述接触线线夹装配模具组和承力索线夹装配模具组分别给吊弦本体的一端装配接触线线夹，另一端装配承力索线夹。

所述线夹料盘组1包括一个接触线料盘组和三个承力索料盘组，所述每个线夹料盘组1均包括料盘机架101，所述料盘机架101上设有多个料盘102，所述每个料盘102均配套设有控制器103和直线振动送料器104，所述直线振动送料器104与料盘102之间设有输送导轨105，所述料盘机架101上设有推料机构106，用于配合输送导轨105输送物料，所述料盘机架101上还设有定位坐标盘107和电源信号箱108。

所述承力索线夹装配模具组包括承力索t35线夹装配模具组31、承力索t95d线夹装配模具组32和承力索t120d线夹装配模具组33三种，线夹装配时根据实际使用需要选择其中一种进行使用。

所述装配模具模块3包括装配模具机架30，所述装配模具机架30上平行设有接触线150线夹装配模具组34、承力索t35线夹装配模具组31、承力索t95d线夹装配模具组32和承力索t120d线夹装配模具组33，

四种所述装配模具组包括模具底板301，所述模具底板301上设有滑台导轨302，所述滑台导轨302的中部设有模具滑台303，所述滑台导轨302的两端分别设有第一滑台限位顶杆304、第一滑台缓冲器305、第一模具到位传感器306和第二滑台限位顶杆307、第二滑台缓冲器308、第二模具到位传感器309，所述模具滑台303的一端设有模具气缸310，用于带动模具滑台303在滑台导轨302上移动，所述模具滑台303上方一侧设有拧紧伺服电机311和顶升气缸312，所述顶升气缸312上部设有装配套筒313和装配模具314，所述装配模具314的一侧设有第二夹持卡爪315，所述模具滑台303上方的另一端设有电磁阀阀岛316、第一送料气缸317和第二送料气缸318，所述第二送料气缸318相对于第二夹持卡爪315的方向上设有第一夹持卡爪319。

所述装配机架30上设有气源接口35和接线快插接口36，所述装配机架30的四角还设有调节支脚37，四种所述装配模具组的结构基本相同，其中装配模具314和第一夹持卡爪319的型号和规格不同。

所述第一送料气缸317的侧边设有拖链320，拖链320下方平行于滑台导轨302设有拖链槽321。

所述接触线料盘组为接触线150料盘组10，所述接触线150料盘组10设有2-4个料盘，分别放置接触线150吊环和接触线150线夹或者其他零部件，所述承力索料盘组包括均设有4个料盘的承力索t35料盘组11、承力索t95d料盘组12和承力索t120d料盘组13，所述承力索t35料盘组11的料盘分别放置t35线夹、t35吊环、螺栓m10×40和螺栓m10×35，所述承力索t95d料盘组12的料盘分别放置t95d吊环、t95d线夹、碟簧和螺母m10，所述承力索t120d料盘组13的料盘分别放置t120d吊环、t120d线夹、小三爪和小五爪。

所述线夹装配系统还包括双工位桁架机械手4，所述双工位桁架机械手包括桁架立柱41和安装于桁架立柱41上的桁架x轴横梁42，所述桁架x轴横梁42上设有两个机械手，所述机械手包括桁架x轴43和桁架z轴44，所述桁架z轴44下方设有夹持卡具45，所述夹持卡具45包括桁架气缸451，桁架气缸451下端设有桁架连杆452，所述桁架连杆452的一端设有桁架气爪455，桁架连杆452的另一端设有卡具限位块454，桁架气爪455与卡具卡爪453连接，所述两个夹持卡具分别负责承力索部位和接触线部位的线夹装配夹持，所述双工位桁架机械手4通过控制系统控制其操作。

所述桁架x轴横梁42由三段横梁拼装而成，所述桁架x轴横梁42内设有横梁线槽421，所述双工位桁架机械手4还包括桁架地面线槽46和气源接口。

所述线夹装配机器人2为六轴机器人，所述线夹装配机器人2包括底座21，所述底座21上依次往外延伸设有j1轴22、j2轴23、j3轴24、j4轴25、j5轴26和j6轴27，所述底座21上还设有操控装置，所述j6轴27的末端都过法兰28连接有三组机器人卡具，分别用于拿取不同原料零件。

线夹装配系统共有4套振动料盘组进行零部件供料，由线夹装配机器人在不同的料盘出料位置抓取需要的零部件，按照指定顺序进行装配。装配模具模块amj共有4套装配模具，分别为：a150、at35、at95d、at120d。可对应t35、t95d、t120d三种不同规格的吊弦预配。根据上位机发送的装配指令，装配模块选择对应的线夹装配模具，6轴机器人抓取指定线夹的各个零部件，逐一放置在指定位置。双工位桁架机械手、6轴机器人和装配模具组相互配合进行吊弦线夹的预配。可根据高铁吊弦技术的更新迭代，调整必要的模具、机器人卡爪和料盘，即可实现快速、低成本的设备改造。

a150装配模具是必用模具，at35、at95d、at120d装配模具是根据产品需求选择其一使用。模具换型时一般只更换2个部件：装配模具和第一夹持卡爪。

桁架机械手ck1、ck2抓取吊弦，装配机器人进行零部件取放料，先完成a150模具的线夹装配，然后ck1、ck2运行避让到安全位置。再进行at35、at95d、或者at120d装配模具的线夹装配。线夹装配全部完成后，ck1、ck2运行捆包工位上方放料。至此，吊弦线夹装配完成。

本发明具体使用时，以吊弦本体两端分别装配150接触线线夹和t120d承力索线夹为例，具体步骤如下：

1.150接触线线夹装配

(1)接触线150线夹装配模具组的装配模具前出，到达装配限位的第一滑台限位顶杆。

(2)线夹装配机器人的卡爪ak1到料盘取m10螺母；卡爪ak2到料盘取接触线150吊环。

(3)装配套筒升起，卡爪ak1将螺母放置在装配套筒内。

(4)卡爪ak2将吊环放置在第一夹持卡爪位置，第一夹持卡爪夹持牢固。

(5)卡爪ak1到料盘取小三爪；卡爪ak2到料盘取碟簧。

(6)卡爪ak2将碟簧放置在装配套筒内；

(7)卡爪ak1将小三爪放置在装配模具上。

(8)装配套筒向下运动到初始位置。

(9)卡爪ak2到料盘取接触线150线夹。

(10)卡爪ak2将线夹放置在装配模具上。

(11)桁架机械手的两个机械手ck1、ck2携带良品吊弦移动到装配模具的装配位置。

(12)第一送料气缸前出到位，桁架机械手ck1、ck2携带良品吊弦做变位。

(13)第二送料气缸前出到位，将接触线150吊环插入到吊弦鸡心环内。

(14)卡爪ak2到料盘抓取小五爪。

(15)卡爪ak3到料盘抓取m10×40螺栓，运动到校准螺栓姿态。

(16)卡爪ak2将小五爪放置在接触线150吊环上。

(17)第二夹持卡爪夹住小五爪。

(18)卡爪ak3将m10×40螺栓插入到线夹中心孔内。

(19)卡爪ak3合上，将卡爪ak3移动到螺栓头上上方位置。

(20)第一夹持卡爪打开，第一送料气缸和第二送料气缸退回到初始位置。

(21)装配套筒顶升并旋转，进行螺母紧固。

(22)螺母紧固完成后，装配模具的传感器检测螺母是否紧固。

(23)桁架机械手ck1、ck2向上移动，然后向左侧移动到安全的等待位置。

(24)此时，接触线150线夹装配完成。装配模具退回到初始位置。

2.t120d承力索线夹装配

(1)承力索t120d线夹装配模具组的装配模具前出，到达装配限位的第一滑台限位顶杆。

(2)线夹装配机器人的卡爪ak1到料盘取m10螺母；卡爪ak2到料盘取t120d吊环。

(3)装配套筒升起，卡爪ak1将螺母放置在装配套筒内。

(4)卡爪ak2将吊环放置在第一夹持卡爪位置，第一夹持卡爪夹持牢固。

(5)卡爪ak1到料盘取小三爪；卡爪ak2到料盘取碟簧。

(6)卡爪ak2将碟簧放置在装配套筒内；

(7)卡爪ak1将小三爪放置在装配模具上。

(8)装配套筒向下运动到初始位置。

(9)卡爪ak2到料盘取t120d线夹。

(10)卡爪ak2将线夹放置在装配模具上。

(11)桁架机械手ck1、ck2携带良品吊弦移动到装配模具的装配位置。

(12)第一送料气缸前出到位，桁架机械手ck1、ck2携带良品吊弦做变位。

(13)第二送料气缸前出到位，将t120d吊环插入到吊弦鸡心环内。

(14)卡爪ak2到料盘抓取小五爪。

(15)卡爪ak3到料盘抓取m10×40螺栓，运动到校准螺栓姿态。

(16)卡爪ak2将小五爪放置在t120d吊环上。

(17)第二夹持卡爪夹住小五爪。

(18)卡爪ak3将m10×40螺栓插入到线夹中心孔内。

(19)卡爪ak3合上，将卡爪ak3移动到螺栓头上上方位置。

(20)第一夹持卡爪打开，第一送料气缸和第二送料气缸退回到初始位置。

(21)装配套筒顶升并旋转，进行螺母紧固。

(22)螺母紧固完成后，装配模具的传感器检测螺母是否紧固。

(23)桁架机械手ck1、ck2向上移动，然后向左侧移动到捆包系统放料位置。

(24)此时，承力索t120线夹装配完成。整个t120d吊弦预配全部完成。装配模具退回到初始位置。

以上所述仅为本发明的具体实施方案的详细描述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，而可用于各种其他组合、修改和环境，凡在本发明的设计思路上所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明所附权利要求的保护范围之内。