一种接触网吊弦本体制造系统及其制造方法与流程

文档序号：19072678发布日期：2019-11-08 20:54阅读：287来源：国知局

本发明涉及接触网吊弦预配生产领域，具体一种接触网吊弦本体制造系统及其制造方法。

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。

现行的行业标准《高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》(tb10758-2010)中规定“吊弦预制长度允许偏差±1.5mm”。在吊弦预配过程中，产品要一次成型，且不可重复利用。之前在用的吊弦预配平台，基本都是由人工测量吊弦线下料长度及压接长度，自动化程度和预配精度低，很容易出现误差，废品率高，自动化程度和预配精度低，接触网吊弦数控预配平台可以显著提高吊弦的加工质量和生产效率，确保接触网工程的整体施工质量。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种接触网吊弦本体制造系统及其制造方法，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。

本发明提供的技术方案：一种接触网吊弦本体制造系统，包括本体料盘组、本体制造机器人、线盘供线机构、本体穿线成型系统、电控系统和液压系统，所述电控系统为整个吊弦本体制造系统的总控制系统，所述本体料盘组用于给本体穿线成型系统提供鸡心环、接线端子和压接管，本体制造机器人将本体料盘组中的零件抓取至本体穿线成型系统，所述本体穿线成型系统包括拉线长轴和安装在拉线长轴上的a端穿线平台和b端穿线平台，所述线盘供线机构用于给本体穿线成型系统提供线缆。

进一步的，所述本体料盘组包括料盘机架，所述料盘机架上设有鸡心环料盘、接线端子料盘和压接管料盘，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，所述料盘机架的四角底部还设有调节支脚。

进一步的，所述拉线长轴包括立柱和安装在立柱上的主横梁，所述主横梁上依次设有在线长度检测机构、b端主滑台、送线和收线机构、直线导轨、a端主滑台和传动机构，

所述在线长度检测机构用于检测吊弦本体的长度是否合格，所述b端主滑台用于安装b端穿线平台，所述a端主滑台用于安装a端穿线平台，所述传动机构用于带动a端主滑台在直线导轨上移动，所述a端穿线平台和b端穿线平台分别用于完成吊弦a端和b端的穿线、收紧鸡心环、压接管压接、载流环长度控制、接线端子压接动作。

进一步的，所述直线导轨的两端行程末端均装有限位装置和防撞传感器，所述直线导轨的侧边装有拖链，所述拖链的下方安装有润滑系统；

所述送线和收线机构包括夹线模块、第一送线轮和第二送线轮，所述传动机构包括安装在a端主滑台上的伺服电机、斜齿轮和直线导轨上的齿条，所述立柱和主横梁之间设有调节机构，用于精密调节本体制造部分与桁架之间的相对位置。

进一步的，所述a端穿线平台包括穿线平台主体a、斜拉线滑台a、平台出入口导线件a和气动控制阀组a，所述穿线平台主体a上设有挡线件a、推线件a和压接管压接钳a，所述斜拉线滑台a与伺服电机a连接，所述斜拉线滑台a上设有接线端子压接钳a，所述压接管压接钳a和接线端子压接钳a之间设有压线件a；

所述b端穿线平台包括穿线平台主体b、斜拉线滑台b、平台出入口导线件b和气动控制阀组b，所述斜拉线滑台b与伺服电机b连接，所述斜拉线滑台b上设有穿线引导管，穿线引导管的一侧设有夹线机构b，夹线机构b的另一侧设有送线轮b，送线轮b的另一侧设有接线端子压接钳b，接线端子压接钳b的另一侧设有液压剪线机构，所述穿线平台主体b上设有挡线件b、推线件b和压接管压接钳b，所述接线端子压接钳b和压接管压接钳b之间设有压线件b。

进一步的，所述在线长度检测机构包括施力吊块、传递链条、直线位移传感器和检测定位气缸，所述传递链条的一端与b端穿线平台连接，另一端固定于链轮上，所述链轮另一侧设有施力吊块，所述链轮和施力吊块的外面设有防护罩。

进一步的，所述线盘供线机构包括线缆支架，线缆支架两侧均设有支撑轴承，所述支撑轴承上安装有线缆转轴，所述支撑轴承下方设有线缆卷筒限位导轮，所述线缆支架的上方设有导线滑轮和过线孔，铜绞线经过导线滑轮再从过线孔穿出，所述线缆转轴的下方还设有检测传感器。

进一步的，所述液压系统包括液压油箱、驱动电机、压力控制阀组、主控制阀组和调速阀组，所述液压油箱内设有高压液压泵和低压液压泵，所述低压液压泵用于驱动a、b两端压接管压接钳夹持压接管，驱动a、b两端接线端子压接钳夹持接线端子，所述高压液压泵用于驱动压接钳将压接管、接线端子压实和剪断线缆，高低压系统分别装有压力传感器，用于检测系统压力和控制系统动作，所述主控制阀组控制吊弦制作过程中液压钳、液压剪的所有动作，所述压力控制阀组用于控制是高压液压泵还是低压液压泵工作。

进一步的，所述吊弦本体制造系统还包括激光打标机，所述激光打标机包括主控电源、支架和安装在支架上的激光头。

一种吊弦本体制造方法，包括以下步骤：

(1)工控机发送吊弦数据到本体制造plc控制系统，plc控制系统再发送数据给本体制造机器人；

(2)本体制造机器人取件，机器人的三个卡具分别从料盘拿取压接管、接线端子和鸡心环；

(3)拿取鸡心环的机器人卡具移动到激光打标工位，激光打标机进行打标；

(4)本体制造机器人将压接管放置到压接管压接钳b，进行钳压预压；

(5)送线轮b从平台出入口导线件b开始送线；

(6)本体制造机器人再次取料后，将压接管放置到压接管压接钳a，进行钳压预压；

(7)本体制造机器人将接线端子放置到接线端子压接钳a进行钳压预压；

(8)铜绞线从b端穿线平台经送线和收线机构的送线轮和夹线机构到达a端穿线平台的平台出入口导线件a；

(9)本体制造机器人的卡具辅助穿线，铜绞线插入a端接线端子，接线端子压接钳a高压钳压到位；

(10)接线端子压接钳a移动到载流环设定长度位置，送线轮b和第一送线轮回收铜绞线；

(11)本体制造机器人将放带有激光打标的鸡心环到a端穿线平台；

(12)a端穿线平台移动收紧鸡心环，压接管压接钳a高压压实压接管；

(13)a端平台移动吊弦到长度设定位置，送线轮b回收铜绞线；

(14)本体制造机器人到料盘再取鸡心环，放到b端穿线平台；

(15)铜绞线收线，斜拉线滑台b拉紧鸡心环，压接管压接钳b高压、钳压到位；

(16)斜拉线滑台b移动到设定剪线位置，液压剪线机构剪断铜绞线；

(17)本体制造机器人到料盘再取接线端子，放置到接线端子压接钳b进行钳压预压；

(18)本体制造机器人的卡具辅助穿线，铜绞线插入b端接线端子，接线端子压接钳b高压钳压到位；

(19)所有液压钳松开，b端穿线平台一端的检测定位气缸缩回；

(20)在线长度检测机构的施力吊块对吊弦本体施加拉力，检测吊弦实际长度是否超差，吊线本体制作完成。

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。本发明制得的吊弦标称长度的制作精度可达±1mm，极大的提升了产品质量和批量作业的稳定性，降低了原材料浪费。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是拉线长轴的结构示意图；

图3是a端穿线平台的结构示意图；

图4是b端穿线平台的结构示意图；

图5是本体料盘组的结构示意图；

图6是线盘供线机构的结构示意图；

图7是液压系统的结构示意图；

图8是液压原理图；

图9是在线长度检测机构的结构示意图；

图10是本体制造机器人的结构示意图；

图11是本体制造机器人卡具的结构示意图。

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。

一种吊弦本体制造系统，其特征在于包括本体料盘组1、本体制造机器人2、线盘供线机构3、本体穿线成型系统4、电控系统和液压系统5，所述电控系统为整个吊弦本体制造系统的总控制系统，所述本体料盘组1用于给本体穿线成型系统提供鸡心环、接线端子和压接管，本体制造机器人2将本体料盘组1中的零件抓取至本体穿线成型系统4，所述本体穿线成型系统4包括拉线长轴40和安装在拉线长轴40上的a端穿线平台41和b端穿线平台42，所述线盘供线机构3用于给本体穿线成型系统4提供线缆。

所述本体料盘组1包括料盘机架101，所述料盘机架101上设有鸡心环料盘102、接线端子料盘103和压接管料盘104，所述每个料盘均配套设有控制器105和直线振动送料器106，所述直线振动送料器106与料盘之间设有输送导轨107，所述料盘机架101上设有推料机构108，用于配合输送导轨输送物料，所述料盘机架101上还设有定位坐标盘109和电源信号箱110，所述料盘机架101的四角底部还设有调节支脚111。

所述拉线长轴40包括立柱401和安装在立柱401上的主横梁402，所述主横梁402上依次设有在线长度检测机构43、b端主滑台403、送线和收线机构、直线导轨404、a端主滑台405和传动机构，

所述在线长度检测机构43用于检测吊弦本体的长度是否合格，所述b端主滑台403用于安装b端穿线平台42，所述a端主滑台405用于安装a端穿线平台41，所述传动机构用于带动a端主滑台405在直线导轨404上移动，所述a端穿线平台41和b端穿线平台42分别用于完成吊弦a端和b端的穿线、收紧鸡心环、压接管压接、载流环长度控制、接线端子压接动作。

所述直线导轨404的两端行程末端均装有限位装置406和防撞传感器，所述直线导轨404的侧边装有拖链407，所述拖链407的下方安装有润滑系统408；

所述送线和收线机构包括夹线模块409、第一送线轮410和第二送线轮411，所述传动机构包括安装在a端主滑台上的伺服电机412、斜齿轮和直线导轨404上的齿条414，所述立柱401和主横梁402之间设有调节机构415，用于精密调节本体制造部分与桁架之间的相对位置。

所述a端穿线平台41包括穿线平台主体a416、斜拉线滑台a417、平台出入口导线件a418和气动控制阀组a419，所述穿线平台主体a416上设有挡线件a420、推线件a421和压接管压接钳a422，所述斜拉线滑台a417与伺服电机a423连接，所述斜拉线滑台a417上设有接线端子压接钳a424，所述压接管压接钳a422和接线端子压接钳a424之间设有压线件a425；

所述b端穿线平台42包括穿线平台主体b426、斜拉线滑台b427、平台出入口导线件b428和气动控制阀组b429，所述斜拉线滑台b427与伺服电机b430连接，所述斜拉线滑台b427上设有穿线引导管431，穿线引导管431的一侧设有夹线机构b432，夹线机构b432的另一侧设有送线轮b433，送线轮b433的另一侧设有接线端子压接钳b434，接线端子压接钳b434的另一侧设有液压剪线机构435，所述穿线平台主体b426上设有挡线件b436、推线件b437和压接管压接钳b438，所述接线端子压接钳b434和压接管压接钳b438之间设有压线件b439。

所述在线长度检测机构包括施力吊块440、传递链条441、直线位移传感器442和检测定位气缸443，所述传递链条441的一端与b端穿线平台42连接，另一端固定于链轮444上，所述链轮444另一侧设有施力吊块440，所述链轮444和施力吊块440的外面设有防护罩445。吊弦本体制作完成后，b端穿线平台检测定位气缸缩回，b端穿线平台在拉线长轴方向呈自由状态，通过一端固定在b端穿线平台的传递链条，吊块通过b端穿线平台对吊弦施加100n的拉力，此时位移传感器读取b端穿线平台实际位置，从而计算出吊弦的实际长度。

所述线盘供线机构3包括线缆支架30，线缆支架30两侧均设有支撑轴承31，所述支撑轴承31上安装有线缆转轴32，所述支撑轴承31下方设有线缆卷筒限位导轮33，所述线缆支架30的上方设有导线滑轮34和过线孔35，铜绞线线缆37经过导线滑轮34再从过线孔35穿出，所述线缆转轴32的下方还设有检测传感器36。铜绞线用尽时线缆转轴会被拉起，装在线缆转轴下方的传感器会立即向主机plc发送线缆用尽信号。

所述液压系统5包括液压油箱50、驱动电机51、压力控制阀组52、主控制阀组53和调速阀组54，所述液压油箱50内设有高压液压泵和低压液压泵，所述低压液压泵用于驱动a、b两端压接管压接钳夹持压接管，驱动a、b两端接线端子压接钳夹持接线端子，所述高压液压泵用于驱动压接钳将压接管、接线端子压实和剪断线缆，高低压系统分别装有压力传感器，用于检测系统压力和控制系统动作，所述主控制阀组53控制吊弦制作过程中液压钳、液压剪的所有动作，所述压力控制阀组52用于控制是高压液压泵还是低压液压泵工作。

所述吊弦本体制造系统还包括激光打标机6，所述激光打标机6包括主控电源60、支架61和安装在支架61上的激光头62。

所述本体制造机器人2为六轴机器人，所述本体制造机器人包括底座20，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bk0连接有四组机器人卡具21，其中机器人卡具bk1、bk2和bk3分别用于拿取不同原料零件，还有一个本体制造辅助卡爪bk4，用于本体制造穿线辅助。

主横梁采用大截面低碳钢型材焊接制作，焊后整体加工，保证直线运动的精度。a端主滑台上装有伺服电机驱动，用于吊弦本体制作过程中带动a端穿线平台运动。b端滑台没有动力，用于承载b端穿线平台。

直线导轨为球滚动滑块直线导轨，摩擦力小、精度高。传动机构为伺服电机加斜齿轮、齿条传动，传动平稳、噪音低、精度高。润滑系统自动润滑泵通过润滑管路将润滑脂送到各个滑块、斜齿条，保证各运动元件充分润滑。工人需定期检查润滑系统的油盒，保证润滑脂量在最高位和最低位之间。拉线长轴两端行程末端装有机械防撞装置和防撞传感器；侧边装有拖链，保证电缆和液压管路随滑台运动过程中不会发生磨损和剐蹭。拉线长轴的下方装有高刚性立柱和调节机构，用于精密调节本体制造部分与桁架之间的相对位置。

a端穿线平台的工作过程如下：首先是穿线环节，铜绞线从穿线平台入口导线件a进入，通过压接管后挡线件a、推线件a分别动作将铜绞线再返回穿入的压接管，再经过平台出口导线件a穿入被液压钳夹持着的接线端子孔内。接下来接线端子压钳将接线端子高压压实，斜拉线滑台a带动液压接线端子压接钳移动到所设定的载流环长度位置。然后进入收线环节，第一送线轮将多余的铜绞线收回，本体机器人放置完鸡心环后a端穿线平台向外移动，将鸡心环收紧到预压接管设定的位置，压接管液压钳将压接管高压压实，a端穿线平台移动到吊弦长度设定位置。至此，吊弦本体a端制作完成。

b端穿线平台的工作过程如下：首先是铜绞线从进线端导线管由送线轮b送线，经穿线平台入口导线件b进入，通过压接管后挡线件b、推线件b分别动作将铜绞线再返回穿入的压接管，穿出的压接管经第一送线轮和第二送线轮进入a端穿线平台。吊弦本体a端制作完成后，b端再将多余的铜绞线收回，本体制造机器人放置完鸡心环后，斜拉滑台b向外移动，将鸡心环收紧到预压接管设定的位置，压接管液压钳将压接管高压压实，b端斜拉滑台移动到载流环长度设定位置，液压剪将铜绞线剪断。本体制造机器人将接线端子放置到b端接线端子液压压接钳，b端斜拉滑台再反向移动至剪断的铜绞线头传入到接线端子中，b端接线端子液压钳将接线端子高压压实。至此，吊弦本体全部制作完成。