一种铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的制作方法

1.本发明属于转向架造修技术领域，更具体地说，是涉及一种铁路货车转向架弹簧检测配车生产线。


背景技术：

2.通用铁路货车转向架的类型较多，各型转向架因为承载重量、运行速度、车辆空重情况不同，设计制造不同类型和参数、个数的内、外圈弹簧，有用于主要承载的摇枕弹簧、用于缓解和减少车辆震动的两级刚度弹簧减震弹簧，各型弹簧均分为内、外圈弹簧。各型货车使用空重车两级刚度承载弹簧即内、外圈弹簧高度差值需要满足一定范围的要求，以实现空重车工况下均有良好的运行品质。
3.在铁路货车造修单位中，每种转向架涉及到的弹簧类型及每辆份弹簧的个数各不相同；仅通过检测弹簧高度无法对不同转向架所涉及的弹簧种类进行区分；为便于区分不同转向架装用的弹簧防止错漏装，需要检测弹簧丝直径、弹簧内、外径等参数，通过识别外圈弹簧内径、内圈弹簧外径、簧丝直径、弹簧高度进行识别与选配。目前上述的检查工作采用人为操作，但是各型弹簧目视不能完全进行区别，特别是弹簧参数在相应型号内有重合范围，人为操作易出现弹簧错漏装、错装的情况；并且人为操作劳动强度大，效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种铁路货车转向架弹簧检测配车生产线，以解决现有技术中存在的人为检查操作准确度较低，易出现漏装、错装，且工作效率较低的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种铁路货车转向架弹簧检测配车生产线，包括输送线和沿所述输送线长度方向依次设置的检测识别系统、第一抓取设备、机架、托盘、第二抓取设备及控制系统；
6.所述检测识别系统安装于所述输送线的两侧，用于检测输送线上弹簧的参数，并区分弹簧为报废弹簧、可用弹簧及区分出可用弹簧所属的转向架型号和高度；
7.所述第一抓取设备包括第一滑台和安装于所述第一滑台上的第一机械爪，所述第一机械爪用于抓取所述输送线上的报废弹簧；
8.所述输送线穿过所述机架，所述第二抓取设备包括安装于所述机架上的第二滑台和安装于所述第二滑台上的第二机械爪，所述第二滑台位于所述输送线的上方；所述第二机械爪用于抓取所述输送线上的可用弹簧；
9.所述托盘的数量为多个，分别安装在所述输送线的两侧；各所述托盘用于放置适用于不同型号转向架的可用弹簧；
10.所述输送线、所述检测识别系统、所述第一抓取设备、所述第二抓取设备均与所述控制系统电性连接。
11.在一种可能的实现方式中，所述检测识别系统包括支架、检测室、导轨、三维成像仪及相机，所述检测室安装于所述支架上，且位于所述输送线的上方，所述检测室的两端分
别设有进口和出口，所述导轨安装于所述检测室内，所述相机安装于所述导轨上。
12.在一种可能的实现方式中，所述进口和所述出口均设有滑动遮挡帘。
13.在一种可能的实现方式中，所述输送线的驱动装置为步进电机，所述输送线上设有多个用于放置弹簧的盛放板。
14.在一种可能的实现方式中，所述第一抓取设备还包括位于所述输送线一侧的废料斗；所述第一滑台为直线丝杠滑台，所述第一机械爪为电磁机械爪。
15.在一种可能的实现方式中，所述机架包括分别设置在所述输送线两侧的龙门架，所述第二滑台具有横向、竖向及纵向移动自由度；所述第二机械爪包括机械臂和安装于机械臂上的气动手指气缸。
16.在一种可能的实现方式中，所述托盘包括矩形框架、承载板、多个转动轴、多个限位座及扶手；所述矩形框架的两侧设有多个行走轮；所述承载板固定安装于所述矩形框架上；所述承载板用于盛放弹簧；所述承载板上设有呈矩形阵列布置的贯穿孔；多个所述转动轴均转动安装于所述矩形框架上；多个所述转动轴均位于所述承载板的下方，且平行间隔设置；各所述转动轴上固设于多个凸轮，多个所述凸轮与多个所述贯穿孔一一对应；所述转动轴的端部设有手轮；多个所述限位座与多个所述贯穿孔一一对应；所述限位座的上端设有所述贯穿孔滑动连接的限位凸起，下端与对应的所述凸轮抵接；所述扶手的下端固定于所述矩形框架上。
17.在一种可能的实现方式中，所述矩形框架为多个，依次叠放安装；所述矩形框架的上下端分别设有多个第一支脚和第二支脚，所述第一支脚的上端设有连接柱，所述第二支脚上设有用于与所述连接柱配合安装的连接孔。
18.在一种可能的实现方式中，所述铁路货车转向架弹簧检测配车生产线还包括位于所述输送线的起始端一侧的存放架，所述存放架包括底座和支撑盘，所述支撑盘与所述底座转动连接。
19.在一种可能的实现方式中，所述铁路货车转向架弹簧检测配车生产线还包括与控制系统连接的弹簧统计显示机。
20.本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的有益效果在于：与现有技术相比，本发明铁路货车转向架弹簧检测配车生产线，使用时将弹簧放置于输送线上，并在控制系统的控制下，输送线运输弹簧至检测识别系统中，由检测识别系统检测弹簧的参数，并根据参数判断弹簧为报废弹簧或者可用弹簧，进而将信息传递至控制系统中；进而在输送线的运输下经过第一抓取设备，第一机械爪在第一滑台上运动而将报废弹簧抓取下来；在输送线的继续运动下，将可用弹簧运输至机架中，并位于第二抓取设备的下方，第二机械爪在第二滑台上运动将可用弹簧从输送线上取下，并且根据可用弹簧的型号放置在对应的托盘上形成分类；通过这种方式，由输送线运送弹簧运动，并借助检测识别系统区分弹簧为报废弹簧、可用弹簧，第一抓取设备将报废弹簧取走，利用第二抓取设备将可用弹簧取走，并分类放置于各托盘，提高了对弹簧的检测准确度，并且在第一机械爪和第二机械爪的作用下分别抓取报废弹簧、可用弹簧，将可用弹簧按照转向架型号的弹簧特性参数及高度要求、转向架型号每组弹簧固定个数等进行分类放置于托盘中，避免出现漏装、错装，提高了工作效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的结构示意图；
23.图2为本发明实施例提供的托盘的结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的托盘的局部示意图；
25.图4为本发明实施例提供的两个托盘叠放的结构示意图。
26.其中，图中各附图标记：
27.1、输送线；11、存放架；12、显示机；2、检测识别系统；21、支架；22、检测室；3、第一抓取设备；31、第一机械爪；32、废料斗；4、机架；5、托盘；51、矩形框架；52、承载板；521、贯穿孔；53、转动轴；531、凸轮；532、手轮；54、限位座；541、限位凸起；55、扶手；56、第一支脚；561、连接柱；57、第二支脚；6、第二抓取设备；61、第二滑台；62、第二机械爪。
具体实施方式
28.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
30.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，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装置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。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.请参阅图1和图2，现对本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线进行说明。一种铁路货车转向架弹簧检测配车生产线，包括输送线1和沿输送线1长度方向依次设置的检测识别系统2、第一抓取设备3、机架4、托盘5、第二抓取设备6及控制系统；检测识别系统2安装于输送线1的两侧，用于检测输送线1上弹簧的参数，并区分弹簧为报废弹簧、可用弹簧及区分出可用弹簧所属的转向架型号和高度；第一抓取设备3包括第一滑台和安装于第一滑台上的第一机械爪31，第一机械爪31用于抓取输送线1上的报废弹簧；输送线1穿过机架4，第二抓取设备6包括安装于机架4上的第二滑台61和安装于第二滑台61上的第二机械爪62，第二滑台61位于输送线1的上方；第二机械爪62用于抓取输送线1上的可用弹簧；托盘5的数量为多个，分别安装在输送线1的两侧；各托盘5用于放置适用于不同型号转向架
的可用弹簧；输送线1、检测识别系统2、第一抓取设备3、第二抓取设备6均与控制系统电性连接。
33.本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线，与现有技术相比，使用时将弹簧放置于输送线1上，并在控制系统的控制下，输送线1运输弹簧至检测识别系统2中，由检测识别系统2检测弹簧的参数，并根据参数判断弹簧为报废弹簧或者可用弹簧，进而将信息传递至控制系统中；进而在输送线1的运输下经过第一抓取设备3，第一机械爪31在第一滑台上运动而将报废弹簧抓取下来；在输送线1的继续运动下，将可用弹簧运输至机架4中，并位于第二抓取设备6的下方，第二机械爪62在第二滑台61上运动将可用弹簧从输送线1上取下，并且根据可用弹簧的型号放置在对应的托盘5上形成分类；通过这种方式，由输送线1运送弹簧运动，并借助检测识别系统2区分弹簧为报废弹簧、可用弹簧，第一抓取设备3将报废弹簧取走，利用第二抓取设备6将可用弹簧取走，并分类放置于各托盘5，提高了对弹簧的检测准确度，并且在第一机械爪31和第二机械爪62的作用下分别抓取报废弹簧、可用弹簧，并将可用弹簧按照转向架型号的弹簧特性参数及高度要求、转向架型号每组弹簧固定个数等进行分类放置于托盘5中，避免出现漏装、错装，提高了工作效率。
34.在控制系统的作用下，弹簧运动至检测室22内时，控制系统控制输送线1暂停运动，待检测完成后再重新启动输送线1；同样地，在弹簧运动至靠近第一抓取设备3、第二抓取设备6时，由控制系统控制输送线1暂停运动，待第一机械爪31将报废弹簧取走、第二机械爪62将可用弹簧取走后再重新启动输送线1。
35.该铁路货车转向架弹簧检测配车生产线可以有效提高铁路货车转向架弹簧造修质量，各型弹簧自动尺寸检测和参数识别、自动实现了转向架弹簧的自动分选和配车；系统对测量的弹簧有计数功能，满足2辆份时提示，有效防止弹簧错漏装；从造修源头保证货车造修质量，确保行车安全。第二机械手在抓取可用弹簧并放置于托盘5上时，可以将同型的内圈弹簧安装进外圈弹簧内，且自动装配成整辆份，降低人工劳动强度，提高劳动效率。
36.控制系统采用工控机、plc控制程序，工序间的联动控制、互锁控制、准确定位。
37.请参阅图1，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，检测识别系统2包括支架21、检测室22、导轨、三维成像仪及相机，检测室22安装于支架21上，且位于输送线1的上方，检测室22的两端分别设有进口和出口，导轨安装于检测室22内，相机安装于导轨上。
38.支架21竖向穿设于输送线1的下方，检测室22跨过输送线1，且在检测室22的前后端均设置进口和出口，相机设于检测室22内，且相机与三维成像仪连接，并在检测室22内安装用于相机运动的导轨。
39.弹簧在输送线1的运输下进入到检测室22内，并暂停运动；相机在导轨上运动，全面地对弹簧拍摄照并传输至三维成像仪中，三维成像仪利用照片获取弹簧的3d数据，利用圆拟合工具对标准件或者弹簧端面内、外圈的3d数据进行拟合，提取整圆段的弹簧的内、外径轮廓，得到拟合图形，提取各型弹簧的内径、外径和簧丝直径；测得拟合后图形到基准面的距离，取高度的平均值作为弹簧的高度。线性尺寸测量精度
±
0.1mm，重复测量精度
±
0.2mm。三维成像仪将各参数传输至控制系统中判断弹簧为报废弹簧还是可用弹簧。控制系统内的软件根据各型转向架弹簧的弹簧内、外径、簧丝直径、高度的标准值范围判定是否符合转向架型号参数要求，将测量的高度值保存并传递到控制系统，并自动记录各型弹簧个
数。系统配置各型弹簧显示器，对各型转向架配置的弹簧型号、高度及个数，报废弹簧型号及个数进行统计和数据传输控制，防止弹簧的错漏装。
40.相机移动采用铝合金龙门xyz三向导轨、直线丝杠滑台同时配置伺服电机，行走范围覆盖4个弹簧即500mm
×
500mm，以满足生产线20s/4个(5s/个)的生产线节拍。
41.相机为rulerxr600型号。
42.请参阅图1，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，进口和出口均设有滑动遮挡帘。
43.在检测室22的进口和出口位置均设置滑动遮挡帘，可以使检测室22内形成黑暗环境，并在检测室22内设置照明灯，保证相机在检测室22内拍照不受外部环境影响。滑动遮挡帘为电动驱动，操作方便。
44.请参阅图1和图2，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，输送线1的驱动装置为步进电机，输送线1上设有多个用于放置弹簧的盛放板。
45.通过步进电机控制输送线1运动，使弹簧可以在各个工位安全、准确地停止，弹簧在输送线1停止时进行被检测、抓取，实现参数检测、识别及抓取的工作。
46.在输送线1上设置多个盛放板，将弹簧呈竖向设置在盛放板上，便于进行检测、识别，同时也便于第一机械爪31或者第二机械爪62的抓取操作。
47.相邻的两个盛放板之间设有间距，使多个盛放板之间不会发生相互干扰。
48.输送线1包括主动链轮、从动链轮、张紧链轮、钢结构主架、板式链条、定位座、驱动装置等。主动链轮组成由链轮、主动轴、带座外球面球轴承、驱动链轮组成。从动链轮为双排链轮，驱动装置采用k97减速机，主动链轮与从动链轮采用16a双排链条连接；张紧链轮由链轮、从动轴、带滑块座外球面轴承座、拉紧丝杆、导向固定框架组成。可通过旋转拉紧丝杆上的螺母将整个链条张紧。输送线1长度为12.5m、宽度为5.5m，移动速度5.5m/min，板式链条节距315mm，移动功率3kw。
49.盛放板作为弹簧高度测量的基准，盛放板的平面度0.05，盛放板上的弹簧使用激光线定位，以最大外圈的外径圆为定位线。
50.请参阅图1，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，第一抓取设备3还包括位于输送线1一侧的废料斗32；第一滑台为直线丝杠滑台，第一机械爪31为电磁机械爪。
51.根据控制系统记录的不合格弹簧，使用第一机械爪31将输送线1上的报废弹簧抓取下来并放置于报废存放区内。
52.在输送线1的一侧设置龙门架，并且将第一滑台安装在龙门架上，并且第一滑台采用直线丝杠滑台，且配置步进电机；第一滑台和龙门架组合为龙门式xyz三向导轨，整体承重15kg，x向有效行程550mm，y向的有效行程2600mm，z向的有效行程800mm，报废弹簧抓取使用电磁机械爪吸附单个内圈或外圈弹簧端面。电磁铁通电时抓取弹簧，并设置防断电自锁，断电时弹簧放入废料斗32。第一滑台和龙门架采用双导轨封闭龙门式三轴滑台。
53.请参阅图1，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，机架4包括分别设置在输送线1两侧的龙门架，第二滑台61具有横向、竖向及纵向移动自由度；第二机械爪62包括机械臂和安装于机械臂上的气动手指气缸。
54.检测识别系统2识别输送线1上各弹簧并分析各弹簧的参数后传输至控制系统上，记录弹簧的转向架型号、弹簧类型和高度和个数，根据高度控制第二机械爪62动作，将弹簧放到指定的托盘5的位置。
55.龙门架分别安装在输送线1的两侧，并在两个龙门架上安装具有xyz三方向移动的第二滑台61，第二滑台61采用丝杠机构运动，并通过伺服电机驱动。x向有效行程7m，y向有效行程4.5m，z有效行程向1.3m，也可根据生产现场实际进行调整。
56.为满足生产节拍，共设置两套第二抓取设备6，并设置两套第二滑台61，分别用于控制第二抓取设备6移动。两个第二滑台61可以共用一套x向的丝杠传输结构。
57.每个两套第二抓取设备6包括四个第二机械爪62，均使用双向阔型气动手指气缸(型号为mhl2-32d2)。内圈弹簧使用内圆卡紧定位，外圈弹簧使用外圆卡紧定位，这样充分利用了气动的双向行程，同时实现内、外圈弹簧的抓取和选配后内外圈的套装。
58.第二抓取设备6按照控制系统存储的弹簧数据，根据转向架型号及该型转向架各型弹簧个数以及弹簧型号和高度。每种弹簧按照转向架型号和高度分区，使用第二机械爪62抓取，控制系统传递内、外圈弹簧信息，决定气动手指气缸中电磁阀的控制气动手指气缸的进气方向，实现抓取内圈或外圈弹簧。通过前方的相机和控制系统传递的定位数据将各型弹簧放到托盘5的指定分选位置。控制系统根据转向架型号、弹簧型号和数量分选成辆份。
59.请参阅图1至图4，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，托盘5包括矩形框架51、承载板52、多个转动轴53、多个限位座54及扶手55；矩形框架51的两侧设有多个行走轮；承载板52固定安装于矩形框架51上；承载板52用于盛放弹簧；承载板52上设有呈矩形阵列布置的贯穿孔521；多个转动轴53均转动安装于矩形框架51上；多个转动轴53均位于承载板52的下方，且平行间隔设置；各转动轴53上固设于多个凸轮531，多个凸轮531与多个贯穿孔521一一对应；转动轴53的端部设有手轮532；多个限位座54与多个贯穿孔521一一对应；限位座54的上端设有贯穿孔521滑动连接的限位凸起541，下端与对应的凸轮531抵接；扶手55的下端固定于矩形框架51上；在向托盘5上放置可用弹簧时，通过手轮532控制转动轴53转动，使凸轮531向上顶起，驱动限位座54上的限位凸起541，向上穿过贯穿孔521，并位于承载板52的上方；借助穿过多个贯穿孔521的多个限位凸起541，在承载板52的上端形成限位结构，因此在向承载板52上放置弹簧时，弹簧套装在各限位凸起541上；通过限位凸起541的外壁对弹簧进行限位。
60.多个贯穿孔521呈矩形阵列布置，同样地，限位座54和凸轮531也呈矩形阵列布置，且与多个贯穿孔521一一对应。使托盘5上可以整齐地放置多个弹簧。
61.在装满整个托盘5后，工作人员借助扶手55和行走轮可以方便、省力地将托盘5和弹簧推出。
62.请参阅图1至图4，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，矩形框架51为多个，依次叠放安装；矩形框架51的上下端分别设有多个第一支脚56和第二支脚57，第一支脚56的上端设有连接柱561，第二支脚57上设有用于与连接柱561配合安装的连接孔；借助第一支脚56和第二支脚57使多个矩形框架51可以叠放，从而在一层承载板52放满弹簧后，直接在下层的矩形框架51上安装一个矩形框架51，而无需直接推出托盘5，就能继续放置弹簧。在两个矩形框架51叠放时，上层矩形框架51的第二支脚57
下端的连接孔与下层矩形框架51上的第一支脚56的连接柱561配合安装，从而实现将上层矩形框架51稳定支撑的目的，防止上层矩形框架51发生偏移。
63.请参阅图1，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，铁路货车转向架弹簧检测配车生产线还包括位于输送线1的起始端一侧的存放架11，存放架11包括底座和支撑盘，支撑盘与底座转动连接；设置存放架11在输送线1的起始端，因此可以将弹簧预先放置在存放架11的支撑盘上，避免发生堆积；同时工作人员可以方便地从支撑盘上取下弹簧。设置支撑盘转动连接于底座上，工作人员可以直接控制支撑盘在底座上转动，进而便捷地取下支撑盘上各处位置的弹簧。设置支撑盘为多个，且上下间隔设置，每个支撑盘均能盛放弹簧，在每个支撑盘上安装多个隔板，将支撑盘分为多个安装区域，每个安装区域放置同一车型的弹簧。在底座上设置电机等驱动机构，而支撑盘上设置转动轴53，电机等驱动机构与转动轴53连接，进而驱动支撑盘转动。设置存放架11为多个放置于输送线1起始端的两侧。
64.请参阅图1，作为本发明提供的铁路货车转向架弹簧检测配车生产线的一种具体实施方式，铁路货车转向架弹簧检测配车生产线还包括与控制系统连接的弹簧统计显示机12；弹簧统计显示机12的数量为两个，位于第一抓取设备3的一侧和位于托盘5的一侧，弹簧统计显示机12上具有报废弹簧的信息，位于托盘5的一侧弹簧统计显示机12具有显示可用弹簧的配车信息的显示屏和打印机，打印机将文字信息打印在不干胶贴纸上，不干胶贴纸粘贴在托盘5上或者贴在盛放报废弹簧的废料斗32上。
65.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。