轨道列车车体大部件打磨用龙门式砂带机的制作方法

本发明属于轨道装备制造技术领域。

背景技术：

目前，在轨道客车厢产品制造中，都是采用轨道列车车体大部件，如车顶大部件、侧墙大部件均采用拼接焊接的方式生产，每块大部件焊接体有三至四条焊缝。以前都是采用手持电动工具人工对焊缝进行打磨，磨痕的均匀性、一致性很差，经常出现打磨失误造成产品报废现象。产品结构大，人工打磨需站在母材上，打磨后需重新清理母材。人工打磨现场粉尘无法自动收集，工作环境差。打磨速度慢，平均8小时打磨一件。已经无法满足生产速度和打磨质量要求。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种轨道列车车体大部件打磨用龙门式砂带机，它可以大幅提高打磨效率和质量。

本发明的技术方案是：由轨道、x轴驱动减速机、操作台、龙门架、y轴驱动装置、z轴升降导轨、打磨梁、磨头、吸屑槽、除尘器、工作台架等组成。

a、轨道固定在地面上，砂带机在轨道上面行走。

b、两台双驱动减速机分别安装在龙门架两侧底梁的端部，减速机输出轴装有齿轮，与轨道上的齿条形成运动副，用以驱动砂带机在轨道上行走。

c、操作台固定在龙门架的一侧，随砂带机一同行走。操作台上设有电控箱，操作者可在此台上操控设备。

d、龙门架是设备的支撑部件，底梁下方安有行走轮、导向轮；横梁上方安有供“y轴驱动装置移动”的直线导轨及驱动齿条。由行走轮、导向轮与轨道上的轨道条行成运动副，保证了龙门架在“x轴驱动电机”驱动下沿轨道平稳行走。

e、y轴驱动装置：是由钢板焊接而成的箱式结构。箱体下方安有滑块，与龙门架上的直线导轨行成滑移运动副；箱体两侧亦安有滑块，与“z轴升降导轨”形成滑移运动副。在箱体内部有减速电机和升降机。减速机输出轴安有齿轮，与龙门架上的驱动齿条形成运动副，驱动打磨梁沿龙门架上的直线导轨移动（y轴）；升降机与打磨梁相连，带动打磨梁及“z轴升降导轨”做垂直运动。

f、z轴升降导轨：是由钢管焊接而成的门式框架，两边立柱上装有直线导轨，与“y轴驱动装置”两侧的滑块组成滑移运动副。

g、打磨梁：由矩形钢管加工而成。其上装主动砂带轮、从动砂带轮、支撑轮及张紧气缸，组成了完整的打磨系统。电机驱动主动轮使砂带高速运转；从动轮由气缸驱动，可以沿y轴方向滑移。更换砂带时气缸处在缩回状态，以方便砂带的更换；砂带更换完毕时，气缸处在伸出状态，使砂带张紧。

h、磨头：两个打磨头（一个磨平面、一个磨弧面），通过滑块、直线导轨组成的运动副与打磨梁连接，打磨头在气缸带动下可垂直升降，具有一定的跟踪能力。非打磨状态时，磨头不与砂带接触、砂带也不与工件接触，砂带处于空转状态。需要打磨工件时，磨头将砂带压至型材表面时，砂带才与型材接触，对型材表面进行打磨。磨头与打磨梁之间没有水平方向的相对运动。

j、在龙门架一侧固定有吸尘槽，在吸尘槽外侧边设有湿式除尘器。

本发明的有益效果是：经该砂带机打磨后的型材，磨痕均匀一致、表面光洁，满足了用户的要求，达到国际标准。智能的电气控制系统，可实现全自动打磨，打磨效率高。直观的人机交换界面，实时监控打磨参数，更人性化。湿式除尘设备除尘效果好，减少打磨粉尘对现场环境的影响。

附图说明

图1是本发明结构主视图；

图2是本发明结构侧视图；

图3是本发明立体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

如图所示，1是轨道、2是x轴驱动减速机、3是操作台、4是龙门架、5是y轴驱动装置、6是z轴升降导轨、7是打磨梁、8是磨头、9是吸尘槽、10是湿式除尘器、11是滑组线、12是工作台架、13是工件。

打磨头为微动万向节结构，对形材表面有良好的适应性。砂带可根据打磨的材质灵活选用，具有打磨效率高，磨痕均匀等特点。

基本参数：

1、外形最大尺寸：13986*7000*4600(升降臂高度)；其中龙门立柱中心线跨度3500mm。

2、x轴采用齿轮齿条传动，有效行程10.4米。

3、y轴采用齿轮齿条传动，有效行程2.1米。

4、z轴选用螺旋传动机构，有效升降高度1.0米。

5、砂带线速度：10m/s--15m/s，变频调速。

6、最大打磨速度：0.5m/min。

本设备结构及功能

1）、轨道：固定在地面上，由地脚、底架、轨道条、齿条等组成。是支撑整个砂带机的部件，砂带机在其上面行走。

2）、x轴驱动减速机：本机为双驱动、两台驱动减速机分别安装在龙门架两侧底梁的端部，减速机输出轴装有齿轮，与轨道上的齿条形成运动副，用以驱动砂带机在轨道上行走。

3）、操作台：由钢管焊接而成，固定在龙门架的一侧，随砂带机一同行走。其上设有电控箱，操作者可在此台上操控设备。

4）、龙门架：是设备的支撑部件，由底梁、立柱、横梁等组成。底梁下方安有行走轮、导向轮；横梁上方安有供“y轴驱动装置移动”的直线导轨及驱动齿条。由行走轮、导向轮与轨道上的轨道条行成运动副，保证了龙门架在“x轴驱动电机”驱动下沿轨道平稳行走。

5）、y轴驱动装置：是由钢板焊接而成的箱式结构。箱体下方安有滑块，与龙门架上的直线导轨行成滑移运动副；箱体两侧亦安有滑块，与“z轴升降导轨”形成滑移运动副。在箱体内部有减速电机和升降机。减速机输出轴安有齿轮，与龙门架上的驱动齿条形成运动副，驱动打磨梁沿龙门架上的直线导轨移动（y轴）；升降机与打磨梁相连，带动打磨梁及“z轴升降导轨”做垂直运动。

6）、z轴升降导轨：是由钢管焊接而成的门式框架，两边立柱上装有直线导轨，与“y轴驱动装置”两侧的滑块组成滑移运动副。

7）、打磨梁：由矩形钢管加工而成。其上装主动砂带轮、从动砂带轮、支撑轮及张紧气缸，组成了完整的打磨系统。电机驱动主动轮使砂带高速运转；从动轮由气缸驱动，可以沿y轴方向滑移。更换砂带时气缸处在缩回状态，以方便砂带的更换；砂带更换完毕时，气缸处在伸出状态，使砂带张紧。

8）磨头：两个打磨头（一个磨平面、一个磨弧面），通过滑块、直线导轨组成的运动副与打磨梁连接，打磨头在气缸带动下可垂直升降，具有一定的跟踪能力。非打磨状态时，磨头不与砂带接触、砂带也不与工件接触，砂带处于空转状态。需要打磨工件时，磨头将砂带压至型材表面时，砂带才与型材接触，对型材表面进行打磨。磨头与打磨梁之间没有水平方向的相对运动。

9）、吸尘槽：吸尘槽的作用是将磨削过程产生的粉尘收集到一起，送入湿式除尘器。砂带封闭在安全罩内，在粉尘飞出的方向设有吸尘口、通过管路将粉尘吸入吸尘槽内，进入湿式除尘器过滤分离。

10）、湿式除尘器：打磨产生的粉尘通过吸尘风机吸入湿式除尘器，利用水和粉尘的充分混合作用捕集颗粒，通过沉淀将水和粉尘分离。

11）、滑组线：是打磨机的动力源。是将扁电缆用滑车挂在支架的滑道上，使电缆能随砂带机一同移动。

12）、工作台架：工件装卡在其上方，是由钢管焊接而成的桁架结构，可根据形材的形状调整其角度，角度在人机操作界面显示。

13）、工件：打磨对象。

控制系统

电气控制系统采用西门子s7-300系列plc作为控制核心，并配有人机操作界面，可实现设备各个运动轴的位置显示，打磨参数显示，相应的报警信息以及报警存储，同时还可以设定相应的打磨参数。各轴驱动电机采用西门子变频器控制，速度可根据工艺进行设定。

plc编程采用结构化编程，可以根据焊缝的位置及长度实现手动打磨或自动打磨。在完成工件初次装夹后，只需确定各个运动轴的相对零点，输入相应的打磨参数如焊缝长度、砂带线速度，打磨速度等就可完成工件一次装夹后所有焊缝的自动打磨工作。