申请/专利权人：中国铁建电气化局集团有限公司;中铁建电气化局集团轨道交通器材有限公司;常州数控技术研究所

申请日：2018-09-17

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN109048388B

主分类号：B23P23/06

分类号：B23P23/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2019.01.15#实质审查的生效;2018.12.21#公开

摘要：本发明涉及高速铁路接触网腕臂预装配技术领域，提供了一种高速铁路智能化接触网腕臂预配中心。包括以此对铝管进行传输或加工的铝管上料装置、第一传送装置、第二传送装置、钻孔装置、第三传送装置、铝管切割装置、铝管夹持装置、管卡上料装置、抓料机械手、管卡托放装置、第四传送装置、螺栓紧固装置和工件收纳装置。本发明实现了一种自动化、信息化预配作业方式，完成自动送料、下料、切割、钻孔、装配零部件、打包分装等工序。真正实现腕臂预配的智能化，极大的降低工人的劳动强度，实现对作业质量的完全可控。

主权项：1.一种高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，包括铝管上料装置、第一传送装置、第二传送装置、钻孔装置、第三传送装置、铝管切割装置、铝管夹持装置、管卡上料装置、抓料机械手、管卡托放装置、第四传送装置、螺栓紧固装置和工件收纳装置；所述铝管上料装置用于将铝管的前端输送至所述第一传送装置；所述第一传送装置和第二传送装置可分别对铝管形成夹持，且所述第一传送装置可在控制系统的控制下相对于第二传送装置做靠近和远离的运动，以与第二传送装置配合将铝管输送至所述钻孔装置和第三输送装置；所述钻孔装置用于在铝管上钻设管卡连接孔；所述第三输送装置用于在控制系统的控制下将铝管传送至所述铝管切割装置、第四传送装置和铝管夹持装置，所述铝管切割装置用于切割铝管，所述第四传送装置用于将被切割后的铝管输送至所述工件收纳装置，所述铝管夹持装置用于夹持被切割后的铝管；所述抓料机械手用于将管卡上料装置上的管卡吊放到被切割后的铝管穿过位置处的管卡托放装置上，以使管卡套设于被切割后的铝管上；所述螺栓紧固装置用于在所述管卡上穿设螺栓，以将所述管卡安装在被切割后的铝管上；所述工件收纳装置用于传送和收集安装有管卡的铝管。

全文数据：高速铁路智能化接触网腕臂预配中心技术领域本发明涉及高速铁路接触网腕臂预装配技术领域，特别是涉及一种高速铁路智能化接触网腕臂预配中心。背景技术随着高速电气化铁路的快速发展，高速铁路全面走向时速350时代，对接触网系统的稳定性提出了更高的要求。接触网系统中腕臂支撑装置的预配质量将直接影响高速铁路的运行安全。传统腕臂预配采用人工安装，每个班组3人，具体操作为：根据腕臂尺寸参数，通过对腕臂管进行划线、切割、钻孔；对腕臂管画线，标记腕臂号，将套管座和承力索座分别摆放到指定画线位置；将腕臂抬至腕臂预配平台，打开激光投影仪，调整套管座位置，并将套管座的顶紧螺栓和螺母旋至指定扭矩，将定位管连接器和定位环套在平碗臂和斜腕臂上并调整位置，将承力索座和平碗臂定位环旋至指定扭矩；将腕臂支撑一端安装在平碗臂上，调整斜腕臂定位环以及定位环连接器并拧紧螺栓至指定扭矩；将平碗臂和斜腕臂从绝缘子中抽出并折叠在一起，用扎带或者铝线进行捆在一起并放在托盘。目前腕臂装置的装配作业仍以人工装配为主要作业方式，此种方式不仅劳动强度大、效率低，而且人为因素也直接关系到作业质量。发明内容本发明要解决是的现有通过人工的方式进行腕臂支柱装配的方式，劳动强度大、效率低，预配质量难以保证的技术问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，该中心包括铝管上料装置、第一传送装置、第二传送装置、钻孔装置、第三传送装置、铝管切割装置、铝管夹持装置、管卡上料装置、抓料机械手、管卡托放装置、第四传送装置、螺栓紧固装置和工件收纳装置；所述铝管上料装置用于将铝管的前端输送至所述第一传送装置；所述第一传送装置和第二传送装置可分别对铝管形成夹持，且所述第一传送装置可在控制系统的控制下相对于第二传送装置做靠近和远离的运动，以与第二传送装置配合将铝管输送至所述钻孔装置和第三输送装置；所述钻孔装置用于在铝管上钻设管卡连接孔；所述第三输送装置用于在控制系统的控制下将铝管传送至所述铝管切割装置、第四传送装置和铝管夹持装置，所述铝管切割装置用于切割铝管，所述第四传送装置用于将被切割后的铝管输送至所述工件收纳装置，所述铝管夹持装置用于夹持被切割后的铝管；所述抓料机械手用于将管卡上料装置上的管卡吊放到被切割后的铝管穿过位置处的管卡托放装置上，以使管卡套设于被切割后的铝管上；所述螺栓紧固装置用于在所述管卡上穿设螺栓，以将所述管卡安装在被切割后的铝管上；所述工件收纳装置用于传送和收集安装有管卡的铝管。可选的，所述第四传送装置包括多个间隔设置的传送滚轮。可选的，所述传送滚轮设置在第一可升降支架上。可选的，所述管卡托放装置设置在第二可升降支架上。可选的，还包括去毛刺装置，所述去毛刺装置设置在所述钻孔装置的后方、并套设在铝管外，所述去毛刺装置内转动设置有钢丝刷，所述钢丝刷用于打磨管锯断位置的毛刺。可选的，还包括喷码装置，所述喷码装置设置在所述第三传送装置的后方，用于在铝管上喷涂编码。可选的，所述第三传送装置包括旋转夹头，所述旋转夹头用于夹持并旋转铝管，以使喷码装置能够在铝管的不同侧喷涂编码。可选的，所述钻孔装置包括夹钳和在铝管两侧对向设置的两个钻头，所述夹钳用于夹持铝管，所述两个钻头用于同时在铝管的相对两侧钻设管卡连接孔。可选的，所述管卡上料装置包括多个并排设置的循环输送带，所述循环输送带上设有多个用于放置管卡的卡槽。可选的，所述抓料机械手上设有探测器，所述探测器、循环输送带和抓料机械手均与所述控制系统连接，所述探测器用于探测所述卡槽中是否有管卡。本发明提供的一种高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，包括铝管上料装置、第一传送装置、第二传送装置、钻孔装置、第三传送装置、铝管切割装置、铝管夹持装置、管卡上料装置、抓料机械手、管卡托放装置、第四传送装置、螺栓紧固装置和工件收纳装置；铝管上料装置用于将铝管的前端输送至第一传送装置；第一传送装置和第二传送装置可分别对铝管形成夹持，且第一传送装置可在控制系统的控制下相对于第二传送装置做靠近和远离的运动，以与第二传送装置配合将铝管输送至钻孔装置和第三输送装置；钻孔装置用于在铝管上钻设管卡连接孔；第三输送装置用于在控制系统的控制下将铝管传送至铝管切割装置、第四传送装置和铝管夹持装置，铝管切割装置用于切割铝管，第四传送装置用于将被切割后的铝管输送至工件收纳装置，铝管夹持装置用于夹持被切割后的铝管；抓料机械手用于将管卡上料装置上的管卡吊放到被切割后的铝管穿过位置处的管卡托放装置上，以使管卡套设于被切割后的铝管上；螺栓紧固装置用于在管卡上穿设螺栓，以将管卡安装在被切割后的铝管上；工件收纳装置用于传送和收集安装有管卡的铝管。本发明实现了一种自动化、信息化预配作业方式，完成自动送料、下料、切割、钻孔、装配零部件、打包分装等工序。真正实现腕臂预配的智能化，极大的降低工人的劳动强度，实现对作业质量的完全可控。附图说明图1是本发明实施例的一种高速铁路智能化接触网腕臂预配中心的示意图；图2是第一传送装置和第二传送装置的示意图；图3是螺栓紧固装置和第四传送装置的示意图；图4是钻孔装置的示意图；图5是去毛刺装置和铝管切割装置的示意图。附图标记：1、铝管上料装置；2、第一传送装置；3、第二传送装置；4、钻孔装置；5、铝管切割装置；6、铝管夹持装置；7、管卡上料装置；8、螺栓紧固装置；9、抓料机械手；10、工件收纳装置；101、收集支架；102、传送带；11、铝管；12、传送滚轮。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图1所示，本发明实施例提供的一种高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，该中心包括铝管上料装置1、第一传送装置2、第二传送装置3、钻孔装置4、第三传送装置、铝管切割装置5、铝管夹持装置6、管卡上料装置7、抓料机械手9、管卡托放装置、第四传送装置、螺栓紧固装置8和工件收纳装置10。结合图1和图2所示，铝管上料装置1用于将铝管11的前端输送至第一传送装置2，铝管上料装置1包括储料架和设置在储料架上的推料结构，储料架具有斜坡，以使其上存放的若干铝管滚落至推料机构所在位置，推料机构将滚落至其推料杆前方的铝管向前推送，以使铝管的前端进入到第一传送装置2所在区域。参考图2所示，第一传送装置2和第二传送装置3均设置在第一传送平台上，可分别对铝管形成夹持，且第一传送装置2可在控制系统的控制下相对于第二传送装置3做靠近和远离的运动，以与第二传送装置3配合将铝管输送至钻孔装置4和第三输送装置，具体的，第一传送装置2首先夹持住铝管的前端，然后朝着第二传送装置3所在的方向移动，待第一传送装置2移动至距离第二传送装置3特定距离后，第一传送装置2松开铝管，同时第二传送装置3夹持住铝管，随后第一输送装置再朝向远离第二传送装置3的方向移动，如此往复，将铝管持续向前推送。参考图4所示，钻孔装置4用于在铝管上钻设管卡连接孔，由于第一传送装置2是在控制系统的控制下将铝管向前输送的，所以铝管向前输送的距离可控，这样钻孔装置4即可在铝管上的几处特定位置钻孔，以备安装管卡连接孔。如图5所示，第三输送装置承接由第一传送装置2和第二传送装置3传送而来的铝管，第三输送装置用于在控制系统的控制下将铝管传送至铝管切割装置5、第四传送装置和铝管夹持装置6，铝管切割装置5用于切割铝管，由于第三输送装置是在控制系统的控制下传输铝管，所以切割装置对铝管的切割位置可控，可以切割出设定长度的铝管。第四传送装置承接由第三传送装置输送而来的铝管，用于将被切割后的铝管输送至工件收纳装置10，在此过程中，铝管穿过铝管夹持装置6，铝管夹持装置6用于夹持被切割后的铝管，以备在铝管上进行管卡的安装操作。如图3所示，抓料机械手9用于将管卡上料装置7上的管卡吊放到被切割后的铝管穿过位置处的管卡托放装置上，在此过程中，抓料机械手9首先将一半管卡吊放到管卡托放装置上，待铝管被传送到管卡托放装置上方之后，抓料机械手9再讲另一半管卡吊放到管卡托放装置上方，以使两半管卡扣合，准备安装螺栓的操作。螺栓紧固装置8用于在管卡上穿设螺栓，以将管卡安装在被切割后的铝管上，螺栓紧固装置8通过伺服电机控制螺母套筒旋转，力矩大小通过电流控制。螺栓紧固装置8整体通过控制系统控制，可以实现上下、前后、左右等六个方向动作，实现不同部位零部件螺栓螺母的紧固。如图1所示工件收纳装置10用于传送和收集安装有管卡的铝管，工件收纳装置10包括传送带102和设置在传送带102下游的收集支架101，第四传送装置将安装有管卡的铝管传输送到传送带102上后，传送带102受控制系统的控制，将安装有管卡的铝管传送到收集支架101上。如图3所示，第四传送装置包括多个间隔设置的传送滚轮12，在螺栓紧固装置8将管卡安装到铝管上后，传送滚轮12由控制系统控制转动，将安装有管卡的铝管输送到传送带102上。由于传送滚轮12是支撑在铝管的下方，所以即便铝管上安装有管卡之后，依然不影响传送管路对铝管向前传送。在一些实施例中，传送滚轮12设置在第一可升降支架上，在对铝管上安装管卡时，第一可升降支架下降，由此使铝管与管卡托放装置上的一半管卡接触紧密，因此可以保证安装后的管卡与铝管紧密接触，不会产生缝隙。在一些实施例中，管卡托放装置设置在第二可升降支架上，当管卡在铝管上安装完成后，第二可升降支架下降，使铝管仅放置在传送滚轮12上，由此使传送滚轮12平稳的将铝管向前输送。在一些实施例中，本平台还包括去毛刺装置，去毛刺装置设置在钻孔装置4的后方、并套设在铝管外，去毛刺装置内转动设置有钢丝刷，钢丝刷用于打磨管卡连接孔外的毛刺。管卡连接孔在钻设成型的过程中，孔的外表面会残留毛刺，毛刺会影响管卡安装的稳定性，而通过去毛刺装置打磨后，可以去除管卡安装孔外的毛刺，使管卡稳定的。在一些实施例中，还包括喷码装置，喷码装置设置在第三传送装置的后方，用于在铝管上喷涂编码。进一步的，第三传送装置包括旋转夹头，旋转夹头用于夹持并旋转铝管，以使喷码装置能够在铝管的不同侧喷涂编码。在一些实施例中，钻孔装置4包括夹钳和在铝管两侧对向设置的两个钻头，夹钳用于夹持铝管，以固定铝管；两个钻头用于同时在铝管的相对两侧钻设管卡连接孔，以使铝管的受力均衡，保持平稳。在一些实施例中，管卡上料装置7包括多个并排设置的循环输送带，循环输送带上设有多个用于放置管卡的卡槽，可通过机械手或手动的方式将管卡放置在卡槽中。另外，抓料机械手9上设有探测器，探测器、循环输送带和抓料机械手9均与控制系统连接，探测器用于探测卡槽中是否有管卡。控制系统根据探测器的反馈，在探测器探测到卡槽中有管卡存在时，再驱动抓料机械手9动作，否则控制循环输送带继续向前传送，直至探测器探测到卡槽中有管卡存在。本实施例的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心的运行步骤如下：第一步：将铝管放置到铝管上料装置1的储料架上。第二步：铝管上料装置1上的推料机构将铝管向前推送，以使铝管的前端传送至第一传送装置2所在区域；第三步：第一传送装置2夹紧铝管，朝向第二传送装置3移动，待第一传送装置2移动设定距离后，第一传送装置2松开铝管，第二传送装置3夹持铝管，第一传送装置2后移，再次夹持铝管向前推送，如此反复将铝管持续向前输送，直至铝管传送至钻孔位置，具体传输尺寸数据由控制系统控制；第四步：钻孔装置4对铝管进行钻孔；第五步：去毛刺装置通过转动的钢丝刷对铝管锯切位置进行去毛刺；第六步：第一传送装置2多次动作，将铝管前端传送至第三传送装置的夹头部位；第七步：第三传送装置将铝管传输到设定位置，铝管切割装置5割断铝管。铝管下料长度通过第三传送装置的的传输尺寸控制；第八步：第三传送装置将铝管传输到设定位置，喷码装置在铝管上喷信息码；第九步：第三传送装置的夹头旋转一定角度，在铝管的另一侧喷标识码；第十步：管卡上料装置7将管卡的套管单耳、套管座、承力索座传送到预定位置；第十一步：启动抓料机械手9，抓料机械手9通过前后、左右、上下动作，自动对位到工件所在预定位置上方后，分开夹爪向下动作到抓取预定位置，夹紧夹爪抓取工件后，左右运动到管卡上料装置7的上方，到达预定位置后，向下运动预定位置，将工件准确放置到管卡托放装置上。管卡托放装置由第一可伸缩支架顶伸至预穿管位置，等待穿管工序。第十二步：由第四传送装置传送铝管前行，在接近到设定距离后以较低速度穿过各管卡。第十三步：各个管卡均对应各自螺栓紧固装置8的紧固机械手。各紧固机械手均从起始位置动作至紧固位置。各工件紧固过程均至少包含预紧过程和标准紧固过程。预紧过程由设定的相关数值控制，标准紧固由设定的力矩值控制。紧固机械手在设定高度上前后、左右动作对准所需紧固的螺母，下降至设定高度，使紧固机械手上套筒契合所对应螺母。按照设定的数值，依次交替预紧各个螺母。再按照设定的紧固力矩值，依次紧固各个已预紧的螺母。第十四步：通过第四传送装置将工件放置在循环输送带上。第十五步：通过循环输送带传送预配好的工件至收集支架101上。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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，包括铝管上料装置、第一传送装置、第二传送装置、钻孔装置、第三传送装置、铝管切割装置、铝管夹持装置、管卡上料装置、抓料机械手、管卡托放装置、第四传送装置、螺栓紧固装置和工件收纳装置；所述铝管上料装置用于将铝管的前端输送至所述第一传送装置；所述第一传送装置和第二传送装置可分别对铝管形成夹持，且所述第一传送装置可在控制系统的控制下相对于第二传送装置做靠近和远离的运动，以与第二传送装置配合将铝管输送至所述钻孔装置和第三输送装置；所述钻孔装置用于在铝管上钻设管卡连接孔；所述第三输送装置用于在控制系统的控制下将铝管传送至所述铝管切割装置、第四传送装置和铝管夹持装置，所述铝管切割装置用于切割铝管，所述第四传送装置用于将被切割后的铝管输送至所述工件收纳装置，所述铝管夹持装置用于夹持被切割后的铝管；所述抓料机械手用于将管卡上料装置上的管卡吊放到被切割后的铝管穿过位置处的管卡托放装置上，以使管卡套设于被切割后的铝管上；所述螺栓紧固装置用于在所述管卡上穿设螺栓，以将所述管卡安装在被切割后的铝管上；所述工件收纳装置用于传送和收集安装有管卡的铝管。2.根据权利要求1所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，所述第四传送装置包括多个间隔设置的传送滚轮。3.根据权利要求2所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，所述传送滚轮设置在第一可升降支架上。4.根据权利要求1所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，所述管卡托放装置设置在第二可升降支架上。5.根据权利要求1所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，还包括去毛刺装置，所述去毛刺装置设置在所述钻孔装置的后方、并套设在铝管外，所述去毛刺装置内转动设置有钢丝刷，所述钢丝刷用于打磨管锯断位置的毛刺。6.根据权利要求1所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，还包括喷码装置，所述喷码装置设置在所述第三传送装置的后方，用于在铝管上喷涂编码。7.根据权利要求6所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，所述第三传送装置包括旋转夹头，所述旋转夹头用于夹持并旋转铝管，以使喷码装置能够在铝管的不同侧喷涂编码。8.根据权利要求1所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，所述钻孔装置包括夹钳和在铝管两侧对向设置的两个钻头，所述夹钳用于夹持铝管，所述两个钻头用于同时在铝管的相对两侧钻设管卡连接孔。9.根据权利要求1所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，所述管卡上料装置包括多个并排设置的循环输送带，所述循环输送带上设有多个用于放置管卡的卡槽。10.根据权利要求9所述的高速铁路智能化接触网腕臂预配中心，其特征在于，所述抓料机械手上设有探测器，所述探测器、循环输送带和抓料机械手均与所述控制系统连接，所述探测器用于探测所述卡槽中是否有管卡。

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