CN111890043A - 一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，包括管件切割装置、机器人装置、耳环缓存上件装置和管件耳环装配装置，管件切割装置用于传送管件并对管件进行切割，以获得设定长度的腕臂管件；耳环缓存上件装置用于让耳环按照设定顺序排列进行缓存；机器人装置用于夹取所述耳环缓存上件装置上的耳环到管件耳环装配装置上，以及夹取腕臂管件到所述耳环缓存上件装置上并让耳环穿装到腕臂管件上后，再拧紧用于固定耳环与腕臂管件的螺栓实现耳环与腕臂管件的装配。本发明通过管件切割装置、机器人装置、耳环缓存上件装置和管件耳环装配装置的配合，可实现腕臂管件和耳环的自动化装配，从而减少人工劳动量，并能极大地提高生产效率。

Description

一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***

技术领域

本发明属于腕臂预配生产技术领域，更具体地，涉及一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***。

背景技术

腕臂管和支撑管切割有严格的工艺标准，目前市场上尚没有专业的腕臂管和支撑管切割平台，每个施工单位采用的方法各不相同。传统的做法有零部件工艺标准无法高度统一、测量切割精度不够、无全寿命周期的信息化管理等难点，需要进一步提高工效和统一标准。

传统预配车间腕臂管和支撑管原材料切割，一般采用3～4种常用标准长度的管件如2.6m、2.8m、3.0m、3.4m或者14m的长管件。切割时根据腕臂预配表格中腕臂管的长度选取相近长度的原材料，人工拾取管件至切割平台上对齐刻度尺线进行人工标记和机械切割，切割完成后再人工拾取到钻孔平台上钻孔，然后人工拾取到预配平台上进行预配。这种切割方式转运上浪费大量的人力和物力。

传统预配车间腕臂管和支撑管预配长度的划线是将原材料在切割平台上的刻度尺进行比对，根据比对位置进行划线切割，人工根据刻度尺线进行划线切割的工艺误差较大，且因人而因，工艺标准不统一。

传统预配车间腕臂预配信息无跟踪二维码或二维码是人工打印出来贴在腕臂管或支柱上的，这种方式容易造成二维码被损坏，时间长久后无法通过二维码读取信息，因为腕臂预配信息容易丢失，无法进行全生命周期的信息化管理。

目前，在接触网腕臂的装配中，各施工单位腕臂智能化预配车间的上料、下料和标准扭矩的安装采取的手段各不相同。传统的做法是人工上料、人工下料和人工扭矩扳手实现腕臂的预装配和扭矩的预紧。不仅零部件的上料和预装配的腕臂拾取全部由人工完成，而且管件上的零部件螺栓的扭矩全部由人工完成。

但是传统的做法存在诸多缺点，主要为零部件工艺标准无法高度统一、扭矩预紧不到位或过扭矩，需要进一步提高工效和统一标准；并且采用人工上下料，工作量大，且效率低下。

通常情况下，腕臂呈长直状态的杆状结构，其外周上的对应位置设置有管件耳环，用于定位和实现相关结构部件的连接。而且，根据接触网适用范围的不同(通常为运行列车车速的不同)，对应接触网设置的腕臂结构也存在一定的差异。此外，目前针对腕臂的装配大多采用人工装配的方式进行，这种方式的人力成本大，装配效率低，无法充分满足现阶段日益增长的腕臂需求。

在接触网腕臂的预配加工过程中，耳环比较凌乱地放在料筐里面，工人需要装配一件吊弦时就拿多个连接线夹，存在上述人工操作的缺陷，腕臂装配的连续性较差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其能实现腕臂智能化生产中切管、穿耳环和拧紧耳环，保证腕臂生产的连续性和准确性，减少腕臂生产过程中的人工劳动量。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，包括管件切割装置、机器人装置、耳环缓存上件装置和管件耳环装配装置，其中：

所述管件切割装置用于传送管件并对管件进行切割，以获得设定长度的腕臂管件，切割获得的设定长度的所述腕臂管件放置在放料平台上；

所述耳环缓存上件装置用于让耳环按照设定顺序排列进行缓存；

所述机器人装置用于夹取所述耳环缓存上件装置上的耳环到所述管件耳环装配装置上，以及夹取所述腕臂管件到所述耳环缓存上件装置上并让所述耳环穿装到腕臂管件上后，再拧紧用于固定耳环与腕臂管件的螺栓，从而实现耳环与腕臂管件的装配。

优选地，所述管件切割装置包括沿着管件的传送线路依次设置的管件缓存单元、管件自动上管单元、管件传动单元和管件切断单元，并且：

所述管件缓存单元设置在所述管件传动单元的侧边，具有朝向所述管件传动单元倾斜的斜坡，用于同时存放多个待切割管件；

所述管件自动上管单元设置在所述管件传动单元的端部和下方，用于将从所述管件缓存单元滚下的管件推送到所述管件传动单元；

所述管件传动单元用于致动管件沿管件纵向依次移动预定距离，包括多个支撑滚轮，移动平台和平台导轨；所述支撑滚轮用于无动力地支撑在管件下方，所述移动平台具有管件压头，管件压头用于将管件向下按压在所述支撑滚轮上，所述移动平台用于沿所述平台导轨滑动并依次移动预定距离、向前传动管件；所述平台导轨用于供所述移动平台往复运动；

所述管件切断单元用于将管件切断从而获得预定长度的腕臂管件。

优选地，所述管件自动上管单元包括端部挡管装置和下部上管装置，所述端部挡管装置用于允许头部管件下滚同时阻挡后续管件下滚，所述下部上管装置用于将头部管件推动至所述支撑滚轮上。

优选地，所述端部挡管装置包括阻挡板、阻挡器；

所述阻挡板设置在长管件原料的两端，并设有供所述阻挡器穿过的孔；

所述阻挡器设置在所述阻挡板，具有可伸缩结构，穿过所述阻挡器的孔、***到头部管件后的第二个管件的管端，阻挡第二个管件及后续管件的下滚。

优选地，所述耳环缓存上件装置包括机架和缓存组件；

所述缓存组件包括缓存支架和设置在该缓存支架上的若干缓存单元；所述缓存支架用于支撑所述缓存单元；所述缓存单元用于实现多个耳环件在纵向上的依次缓存；

所述缓存组件活动或者固定设置在机架上，并使得各所述缓存单元分别与水平面呈一定的倾斜角度，以实现所述耳环件从该缓存单元进料端向出料端的逐一送料；相应地，在所述出料端设置有至少一个限位单元，所述限位单元用于防止所述耳环件从该缓存单元中掉落。

优选地，所述机器人装置包括工作台，所述工作台上设有至少一个滑台单元，所述滑台单元可沿两侧的设置的导轨滑动；

所述滑台单元与六轴机器人底部固定连接，且所述六轴机器人的另一端端部与机械手固定连接，通过所述机械手夹持管件；

所述机械手包括与所述六轴机器人直接连接的桁架，所述桁架两端的端部分设有竖向上的第一夹持端和第二夹持端，且所述桁架两侧底部分别设有伺服拧紧枪，对应的伺服拧紧枪与所述桁架可旋转的固定连接；所述伺服拧紧枪的拧紧端实现管件上配件的扭矩自动化拧紧。

优选地，所述管件耳环装配装置包括至少一个装配单元，所述装配单元包括支架、滑动支撑组件和装夹组件；

所述滑动支撑组件和所述装夹组件分设于所述支架的顶部两端，分别用于腕臂两端的支撑、装夹；所述支架的横向两侧分别沿支架轴向设置有滑动导条和随动链条，用于匹配所述滑动支撑组件的横向两端，以实现所述滑动支撑组件沿支架横向的往复运动；

所述滑动支撑组件包括滑动单元和支撑单元；所述滑动单元包括一个滑台或者多个在支架轴向上并排设置的滑台；所述滑台沿支架横向设置，其一端匹配连接在所述随动链条上，另一端设置有驱动单元，该驱动单元的输出端匹配所述滑动导条，用于带动所述滑台沿支架轴向往复移动；所述滑台上可固定设置安装板，且至少一个管件耳环可以固定设置在该安装板上，并使得各管件耳环分别同轴且靠近所述装夹组件的管件耳环与该装夹组件同轴对正；

所述支撑单元设置在滑台上，其包括至少两个支撑轮和设置在两支撑轮上方的压紧轮，所述支撑轮用于支撑腕臂的底部两侧，所述压紧轮设置在转动机构上，可在该转动机构控制下远离各支撑轮上的腕臂或者将所述腕臂压紧在各支撑轮上。

优选地，所述管件耳环装配装置人所述装夹组件包括夹紧单元；

所述夹紧单元包括端部压块和底部支撑块；所述底部支撑块沿竖向设置，并对应其设置有升降机构，使得所述底部支撑块可在升降机构控制下竖向升降；所述端部压块设置在转动机构上，该转动机构可带动所述端部压块靠近或者远离放置在所述底部支撑块上的腕臂，实现腕臂在端部压块和底部支撑块之间的夹紧或者松开。

优选地，所述管件耳环装配装置的所述装夹组件还包括转动单元；

所述转动单元包括端部顶块、端部齿轮、端部齿条、驱动机构；所述端部顶块设置在所述夹紧单元的一侧，其靠近腕臂放置区域的一侧开设有容置凹槽，所述腕臂的端部可以嵌入该容置凹槽并锁定在该容置凹槽中；所述端部齿轮同轴设置在端部顶块背离容置凹槽的一侧，其与端部齿条对应啮合，可在端部齿条的移动下往复转动；所述驱动机构与端部齿条的端部对应匹配，可带动其往复运动。

优选地，所述管件耳环装配装置还包括设置有端部夹具的滑台，所述端部夹具设置在对应的安装板上，其中部具有沿支架轴向的通孔，用于所述腕臂穿过并将该腕臂夹紧。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明通过管件切割装置、机器人装置、耳环缓存上件装置和管件耳环装配装置的配合，可以实现腕臂管件和耳环的自动化装配，从而减少人工劳动量，并能极大地提高生产效率。

本发明的管件切割装置，按照工序依次设有管件缓存单元、管件自动上管单元、管件传动单元和管件切断单元，管件的各项生产数据，如切割长度、钻孔位置、耳环位置及类型、管件喷码信息等等，通过PLC通讯输入各单元，各单元读取数据自动转换为执行动作进行生产，腕臂管和支撑管全自动化标记、切割和喷码作业。本发明的管件切割装置，采用腕臂预配数据智能控制，实现对关键预配过程中的施工工艺质量的过程数据化管控

2)本发明的耳环缓存上件装置实现了腕臂加工工序中的耳环自动化上件，提高了生产效率，实现对耳环缓存上件过程的控制，其结构简单，操作便捷，具有较好的适用性，同时，其具备高效、自动化程度高等特点，与机器人装置相配合，一起构成了腕臂预配自动化生产线，减少了腕臂加工过程中因耳环缓存、上件所引入的额外劳工成本，进而降低整个腕臂装配成本。

3)本发明的机器人单元，通过机械手夹持管件，不仅能够解决现有技术中人工上下料的工作，还能够实现管件上的附件标准扭矩自动化安装，避免了现有技术中采用人工扭矩扳手实现扭矩的拧紧，导致扭矩拧紧不到位或者过扭矩的不利影响。

4)本发明的机器人单元，通过六轴机器人带动机械手的移动，不仅可以实现将管件由切割和钻孔的工位搬运到自动预配平台上的上下料工作，还可以实现将零部件从附件转盘工装平台的的上下料工作。

5)本发明的机器人单元，伺服拧紧枪的拧紧端端头为与螺栓相匹配的结构，用于对夹紧的管件上的耳环进行其螺栓的拧紧操作，在机械手夹持管件的情况下，伺服拧紧枪转动、伸长至与耳环上待拧紧螺栓对应的位置，卡于螺栓的顶部，通过动力端驱动拧紧端的旋转，实现耳环上螺栓的自动拧紧。

6)本发明的机器人单元，伺服拧紧枪，扭矩的标准值大小可调，能够针对不同管件尺寸所需的拧紧强度，调节扭矩的标准值，适用于不同尺寸管件的附件标准扭矩自动化安装。

7)本发明的机器人单元，通过设置多个滑台单元能够充分利用轨道的作用，实现多个机械手的夹持搬运工作，协同作用，以提高整个装配***的工作效率。

8)本发明的适用于接触网腕臂的管件耳环装配装置，其包括在支架上对应设置的滑动支撑组件和装夹组件，利用滑动支撑组件中滑动单元和支撑单元的对应设置，可有效实现装配前腕臂两端的稳定设置与装夹，并实现对应管件耳环在腕臂上对应位置处的装配控制，实现管件耳环在腕臂对应位置的自动装配，保证管件耳环装配的准确性，提升管件耳环装配的效率，降低接触网腕臂装配的成本；

9)本发明的适用于接触网腕臂的管件耳环装配装置，其通过在装夹组件设置夹紧单元和转动单元，利用前者有效实现了腕臂装配过程中的端部夹紧，方便了腕臂的自动装配过程，且利用后者不仅可有效实现腕臂的端部夹紧，还能实现腕臂的绕轴转动，为腕臂相应部位的绕轴加工提供了便利，进一步提升了腕臂装配、加工的自动化程度，保证了腕臂的装配、加工精度，降低了腕臂的加工成本；

10)本发明的适用于接触网腕臂的管件耳环装配装置，其通过在安装板上对应管件耳环设置相应的仿形块，能有效实现管件耳环的容置与固定，保证管件耳环匹配腕臂的准确性，且通过对应更换或者调解各滑台上的安装板，可实现不同顺序、不同数量管件耳环的对应装配，有效提升了自动装配***的适应性和兼容性，扩大了自动装配***的适用范围，进一步降低了腕臂装配的成本；

11)本发明的适用于接触网腕臂的管件耳环装配装置，其结构简单，操作简便，能有效实现腕臂的自动装配，避免了传统腕臂制作过程中存在的人力劳动量大，定位精度差等缺陷，有效提升了腕臂装配的效率和精度；而且，可以通过对应改变滑台上的安装板来改变实际装配的耳环数量、顺序，从而适应于不同类型腕臂的自动化装配，有效提升腕臂装配***的适用范围，降低腕臂装配的成本。

附图说明

图1是本发明的管件切割装置、机器人装置、耳环缓存上件装置和管件耳环装配装置的布置示意图；

图2是本发明中管件切割装置的俯视示意图；

图3是本发明中管件切割装置的立体示意图；

图4是本发明中管件切割装置的管件缓存单元和管件自动上管单元的示意图；

图5是本发明中管件切割装置的管件传动单元示意图；

图6是本发明中管件切割装置的管件打孔单元和管件切割单元示意图；

图7为本发明中机器人装置的立体示意图；

图8为本发明中机器人装置的俯视图；

图9为本发明中机器人装置的机械手其中一个视角下的局部放大图；

图10为本发明中机器人装置的机械手另一视角下的局部放大图

图11是本发明中管件耳环装配装置的立体结构示意图；

图12是本发明中管件耳环装配装置的的平面结构示意图；

图13是本发明中管件耳环装配装置的第一装配单元的平面局部示意图；

图14是本发明中管件耳环装配装置的第二装配单元的立体局部示意图；

图15是本发明中管件耳环装配装置的第二装配单元的平面局部示意图；

图16是本发明中管件耳环装配装置的第一装配单元的装夹端局部示意图；

图17是本发明中管件耳环装配装置的腕臂管件与支撑单元匹配的结构示意图；

图18是本发明中耳环缓存上件装置的立体结构示意图；

图19是本发明中耳环缓存上件装置的侧视图；

图20是本发明中耳环缓存上件装置的其中一种结构的缓存组件示意图；

图21是本发明中耳环缓存上件装置的另一种结构的缓存组件示意图；

图22是本发明中耳环缓存上件装置的导轨端部示意图；

图23是本发明中耳环缓存上件装置缓存的第一耳环的示意图；

图24是本发明中耳环缓存上件装置缓存的第二耳环示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～图24所示，一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，包括管件切割装置400、机器人装置500、耳环缓存上件装置700和管件耳环装配装置600，其中：所述管件切割装置400用于传送管件并对管件进行切割，以获得设定长度的腕臂管件，切割获得的设定长度的所述腕臂管件放置在放料平台上；所述耳环缓存上件装置700用于让耳环按照设定顺序排列进行缓存，所述耳环缓存上件装置700布置在所述机器人装置500旁；所述机器人装置500用于夹取所述耳环缓存上件装置700上的耳环到所述管件耳环装配装置600上，以及夹取所述腕臂管件到所述耳环缓存上件装置600上并让所述耳环穿装到腕臂管件上后，再拧紧用于固定耳环与腕臂管件的螺栓，从而实现耳环与腕臂管件的装配。图1中的耳环缓存上件装置700用方框进行示意，具体结构可参见后面的图18和图19。

具体地，本发明的管件切割装置400包括依次设置的管件缓存单元401、管件自动上管单元402以及依次设置的管件传动单元403、管件打孔单元404、管件切断单元405和管件喷码单元406。

所述管件缓存单元401设置在所述管件传动单元403的侧边，具有朝向所述管件传动单元403倾斜的斜坡，用于同时存放多个350时速管件。所述管件缓存单元401包括沿管件长度方向依次设置的若干管件支架4011，管件支架的上端设有若干楔形条4012，所述楔形条4012上的排列的管件，利用自身重力依次滚下。所述管件支架4011上可以同时存放不同管径大小的管材，管材原料为12m长，本实施例沿纵向设有四个管件缓存单元401。

所述管件自动上管单元402设置在所述管件传动单元403的端部和下方，用于将从管件缓存单元401滚下的管件推送到所述管件传动单元403。所述管件自动上管单元402包括端部挡管装置和下部上管装置。所述端部挡管装置用于允许头部管件下滚同时阻挡后续管件下滚，所述下部上管装置用于将头部管件推动至所述支撑滚轮4031上。优选地，所述端部挡管装置包括阻挡板4021、阻挡器4022；所述阻挡板4021设置在长管件原料的两端，并设有供所述阻挡器4022穿过的孔；所述阻挡器4022设置在所述阻挡板4021，具有可伸缩结构，穿过所述阻挡器4022的孔、***到头部管件后的第二个管件的管端，阻挡第二个管件及后续管件的下滚。优选地，所述阻挡器4022为伸缩气缸。优选地，所述下部上管装置为电动推缸4023，所述电动推缸4023的上部设有插板，插板***头部管件和第二个管件之间，插板靠头部管件的一侧设有弧形槽，随着电动推缸的上升，将头部管件推到支撑滚轮4031的槽中，然后缩回准备下一个管件的推送。

所述管件传动单元403用于致动管件沿管件纵向依次移动预定距离，包括多个支撑滚轮4031，移动平台4032和平台导轨4033；所述支撑滚轮4031用于无动力地支撑在管件下方，所述移动平台4032具有管件压头40321，管件压头40321用于将管件向下按压在所述支撑滚轮4031上，移动平台4032用于沿所述平台导轨4033滑动并依次移动预定距离、向前传动管件；平台导轨4033用于供所述移动平台4032往复运动。管件传动单元403还包括驱动电机4034和驱动齿条4035；所述驱动电机4034设置在所述移动平台4032上，所述驱动齿条4035沿着所述平台导轨4033纵向固定设置，所述驱动电机4034的输出端与所述驱动齿条4035咬合。管件的各项生产数据如切割长度，通过PLC通讯输入到所述移动平台4032，所述移动平台4032读取切割长度数据自动转换为需要移动的距离数据，按照此预定距离带动管件前去切割，依次实现不同预定长度切割的自动化操作。切割后如果管件的长度不足以在在倒数第二个支撑滚轮处获得支撑，所述移动平台4032还包括管件夹持头，设置在管件下方，用于在管件后端无支撑滚轮支撑时，与所述管件压头40321一起夹持并移动管件。

所述管件打孔单元404用于在管件的预定位置钻孔。所述管件打孔单元404包括钻孔机4041和转管机4042；所述转管机4042用于将管件周向转动预定角度以确定要钻孔的位置，并通过所述钻孔机4041进行钻孔。

管件切断单元405用于将管件切割为预定长度。管件切断单元405包括管件锁紧装置4051和切割刀4052；管件锁紧装置4051用于固定锁紧待切割管件，切割刀4052用于切断管件。

所述管件喷码单元406用于在管壁上进行喷码标识，并在耳环处喷涂可维修标线。

本发明的管件切割装置400按照工序依次设有管件缓存单元、管件自动上管单元、管件传动单元、管件打孔单元、管件切断单元和管件喷码单元，管件的各项生产数据，如切割长度、钻孔位置、耳环位置及类型、管件喷码信息等等，通过PLC通讯输入各单元，各单元读取数据自动转换为执行动作进行生产，腕臂管和支撑管全自动化标记、切割和喷码作业。

本发明的管件切割装置400适用于切割加工350型管件，本发明的腕臂加工设备4000适用于250型管件切割加工，腕臂加工设备4000的具体结构参考专利CN201821007310.6。需要说明的是，此处所说的250型和350型指的是腕臂设置后匹配运行的列车速度分别为250km/h和350km/h。

本发明的用于接触网腕臂管件夹持的机器人装置500包括滑台单元501、导轨502、伺服电机503、六轴机器人504、拖链505、机械手506以及伺服拧紧枪507。

具体地，接触网腕臂管件自动化装配生产线的工作台面上，设有至少一个滑台单元501，并可沿两侧的设置的导轨502滑动，导轨502上设有相对的两个滑台单元501，并共用同一组导轨502进行移动。每个滑台单元均采用对应的伺服电机503驱动，伺服电机503与减速器连接。伺服电机503的转动齿轮与工作台面侧边设置的齿轮相匹配，通过伺服电机503沿齿轮的移动，带动滑台单元501沿轨道502的滑动。设置多个滑台单元能够充分利用轨道的作用，实现多个机械手的夹持搬运工作，协同作用，以提高整个装配***的工作效率。

滑台单元501的横向一侧设有拖链505，工作中，可用于保护其内设置的电缆等。

滑台单元501上设有若干基座，基座的大小，高度优选为相同，滑台单元501通过基座与六轴机器人504固定连接，六轴机器人504的另一端端部与机械手506固定连接。六轴机器人504能带动机械手506实现转动、竖直、水平以及伸长等多个方向的移动，可实现腕臂管件的灵活拾取和搬运，使其达到无死角的工作区域。并且本发明的伺服驱动滑台单元，沿导轨的滑动能够进一步增加机器人可柔性的工作区域，能够适应多种腕臂产品的生产条件。

机械手506与六轴机器人504的上端部固定连接，机械手506包括与六轴机器人504直接连接的桁架，作为优选，桁架的中部与六轴机器人504端部固定连接，并且通过与桁架垂直的连接杆以加强机械手506与六轴机器人504的连接强度。桁架两端优选为水平的对称结构，且两端的端部分设有竖向上的第一夹持端508和第二夹持端509，两者分别设于桁架端部的连接部上，并且两侧的第一夹持端508和第二夹持端509分别通过桁架上对应上设置的气缸能够实现竖向上的伸缩，从而实现腕臂管件的夹紧和松开。

桁架两侧底部分别固定设有水平放置的伺服拧紧枪507，伺服拧紧枪507与桁架可旋转的固定连接，伺服拧紧枪507的一端为动力端，另一端为拧紧端，其端头为与螺栓相匹配，用于对夹紧的管件上的耳环进行其螺栓的拧紧操作；例如若穿过管件的耳环上，待拧紧的螺栓为六角螺栓，则伺服拧紧枪507的端部为对应的六边形的中空结构。两侧的桁架分别设有限位板510，限位板510上设有的限位孔，不工作时，伺服拧紧枪507的拧紧端缩短，并穿过上述对应的限位孔，使伺服拧紧枪507固定，避免其沿四周晃动。

工作时，在机械手夹持腕臂管件的情况下，伺服拧紧枪507的拧紧端收缩，脱离限位板510，并转动、伸长至与耳环上待拧紧螺栓对应的位置，卡于螺栓的顶部，通过动力端驱动拧紧端的旋转，实现耳环上螺栓的自动拧紧。

本发明的伺服拧紧枪507，扭矩的标准值大小可调，能够针对不同管件尺寸所需的拧紧强度，调节扭矩的标准值，适用于不同尺寸管件的附件标准扭矩自动化安装。

本发明的机器人装置500工作时可与视觉识别装置配合来进行取料及拧紧螺栓。

本发明优选实施例中的适用于接触网腕臂的管件耳环装配装置600可用于250型的腕臂管件和350型的腕臂管件的自动装配。为此，管件耳环装配装置600设置有第一装配单元610和第二装配单元650，以分别用于不同型号腕臂的自动装配。显然，根据实际需要，还可以设置别的形式的装配单元，也可以将现有的第一装配单元610和第二装配单元650修改为别的装配单元的形式。

第一装配单元610和第二装配单元650分别设置在框式支架690上，支架690沿轴向的两端顶部分别设置有装夹组件和滑动支撑组件，以用于腕臂640的装夹和支撑。

进一步具体地，第一装配单元610的滑动支撑组件包括沿支架轴向依次并排设置第一滑台611、第二滑台612、第三滑台613，三个滑台位于同侧的端部分别设置有第一驱动单元614，并在支架690的侧壁面上沿轴向设置有滑动导条655。滑动导条655具有沿轴向的齿条，且第一驱动单元614的输出轴端部设置有与滑动导条655对应啮合匹配的齿轮，且第一驱动单元614优选为伺服电机。通过伺服电机的控制，可对应带动齿轮在滑动导条655上啮合走动，从而实现对应滑台的滑动。

为匹配实现滑台沿支架690轴向的滑动，在各滑台背离第一驱动单元614的一端分别沿支架690轴向设置有随动链条617，使得各滑台被伺服电机驱动而沿轴向滑动时，随动链条617也可同步运动，保证各滑台的轴向始终垂直于支架690的轴向。

进一步地，在各滑台的顶部设置有安装板657，并在安装板657上设置有对应的仿形块，即第一仿形块615和第二仿形块616，分别用于第一耳环620和第二耳环630的放置。当各耳环在对应的仿形块上完成放置时，耳环中部的通孔轴线沿支架690的轴线，且各耳环的轴线分别同轴，以使得腕臂640可以依次穿过各耳环的中部通孔。

在各滑台上分别设置有滑动支撑组件，用于对进行耳环装配的腕臂640进行支撑，滑动支撑组件包括一个压紧轮618和两个支撑轮619，三个轮子呈120°间隔设置，且压紧轮618可以压紧腕臂640的正上方。三个轮子的轴线优选处于同一个腕臂横截面内，使得滑台沿轴向滑动时，各轮子可以对应转动。同时，优选实施例中的压紧轮618设置在转动轴的端部，使得压紧轮618可在工作前转动到远离腕臂640设置位置的区域，方便腕臂装配前后的放置与取下。显然，滑动支撑组件可以设置在每一个滑台上，也可以在部分滑台上设置，在优选实施例中，每一个滑台上均设置有滑动支撑组件。

在支架690的一端设置有装夹组件，以用于腕臂装配时端部的装夹固定及转动控制。具体而言，装夹组件包括端部压块660、端部顶块661、端部齿轮662、端部齿条663、驱动杆664、驱动气缸665。端部压块660设置在转动轴上，可在转动轴带动下进行位置的调节，以使得端部压块660可在腕臂640放置在支架690上后由转动轴带动而转动到腕臂640的正上方，并将其对应压紧。相应地，在端部压块660的正下方设置有底部支撑块，该底部支撑块对应设置在一个升降组件的输出轴上，通过控制该升降组件，可以实现底部支撑块的竖向升降，进而将腕臂640夹紧在底部支撑块和端部压块660之间。

端部顶块661呈圆盘状结构，其端部设置有凹槽，使得腕臂640的端部可嵌入并固定在该凹槽中，配合端部顶块661的转动，可以实现腕臂640的转动，完成腕臂360°方向上的加工。相应地，在端部顶块661背离腕臂640的一侧设置有端部齿轮662，并对应其匹配设置有端部齿条663，端部齿条663与端部齿轮662匹配啮合，通过端部齿条663的伸缩位移，可以实现端部齿轮662的对应转动，继而实现腕臂640的转动控制。

端部齿条663的伸缩运动通过驱动气缸665来实现，其输出轴通过驱动杆664连接在端部齿条663的端部，通过驱动气缸665带动驱动杆664进行轴线运动，可实现端部顶块661的转动。在实际设置时，可以通过改变对应滑台上的安装板来对应改变可以装配的耳环数量、顺序，使得第一装配单元610可以满足不同的腕臂640装配，各安装板的顶部设置有对应的仿形块结构。当然，实际设置时也可以如本发明优选实施例中所示的在第一装配单元610的旁侧并排设置有第二装配单元650，或者类似的第三装配单元、第四装配单元等。

在第二装配单元650中，其在支架690上设置的结构与第一装配单元610相比，最大的区别在于其各滑台(即第四滑台651、第五滑台652、第六滑台653)上各安装板657顶部设置的仿形块的数量，以及各仿形块在支架690轴向上的设置顺序。以此调节可在腕臂640外周套设的耳环的数量与设置顺序，满足对应型号腕臂的装配需要。在优选实施例中，第一装配单元610的滑台上依次包括两个设置在第一滑台611上的第一耳环620、一个设置在第二滑台612上的第一耳环620，以及一个设置在第三滑台613上的第二耳环630。相应地，第二装配单元650的滑台上依次包括设置在第六滑台653上的一个第一耳环620、设置在第五滑台652上的一个第二耳环630，而此时第四滑台651的安装板上设置有端部夹具659，可将穿过该端部夹具659的腕臂640夹紧。

通过上述第一装配单元610和第二装配单元650的对应设置，可以实现管件耳环在接触网腕臂上的自动装配，优选实施例中以第一装配单元610为例进行介绍，其装配的过程如下：(1)将待装配的第一耳环620、第二耳环630装设在对应滑台安装板上的仿形块上并固定，使得各耳环的中部通孔分别同轴；同时，控制各滑台分别滑动到远离装夹组件的一侧；(2)打开各滑台上的压紧轮618，使其处于非工作的位置，即使得压紧轮618远离两支撑轮619之间的正上方；(3)将完成切割加工的腕臂640的端部放置在装夹组件的端部压块660与底部支撑块之间，通过底部支撑块的升降控制，使得腕臂640的一端可以被压紧，而腕臂640的另一端支撑放置在靠近装夹组件一侧的一组支撑轮619上(即第一滑台611上的两支撑轮619上)；此时，腕臂640与各耳环的轴线同轴；(4)控制第一滑台611上的第一驱动单元614开始运转，直至第一滑台611上的各耳环运动到对应的位置，继而控制第一滑台611上的压紧轮618压紧腕臂640；(5)控制第二滑台612上的第一驱动单元614开始运转，直至第二滑台612上的各耳环运动到对应的位置，再控制第二滑台612上的压紧轮618压紧腕臂640；(6)控制第三滑台613上的第一驱动单元614开始运转，直至第三滑台613上的各耳环运动到对应的位置，再控制第三滑台613上的压紧轮618压紧腕臂640；(7)通过机械臂或者别的方式将各管件耳环锁定在腕臂640上的对应位置；(8)打开端部压块660，解除端部压块660与底部支撑块对腕臂640的夹持，控制各滑台同时背离装夹组件运动一定的距离，使得腕臂640的端部远离装夹组件，再打开各压紧轮，通过机械抓取手臂或者人工抓取方式将完成装配的腕臂640下料；(9)当完成装配的腕臂640需要进行环向转动加工时，将腕臂640与端部顶块661的中部通孔同轴后，控制腕臂640轴向运动(腕臂640的轴向运动可以是借助机械臂来完成，也可以是人工完成，也可以是相应压紧轮618压紧腕臂640后由相应滑台带动来完成)，使得腕臂640的端部嵌入端部顶块661中部的凹槽中，并使得腕臂640的端部被端部顶块661锁紧；(10)控制驱动气缸665带动驱动杆6***，使得端部齿条663带动端部齿轮662运动，使得腕臂640旋转到对应的角度，完成对应耳环的锁定调整和后续处理，保证各耳环完成加工后，均位于对应的位置；(11)完成上述加工后，解除各部件对腕臂640的锁定，借助人工、机械臂的方式将完成装配的腕臂640转移到下一个工位。

本发明优选实施例中的第二装配单元650上的加工过程与上述过程类似，两者的区别主要在各耳环的设置数量与设置顺序，在此不再赘述。

本发明的接触网腕臂的耳环缓存上件装置700包括机架701和和缓存组件。其中，机架与缓存组件相匹配，以支撑缓存组件；缓存组件包括至少一个缓存单元，用于至少一组同一类型耳环件或者至少一组不同类型耳环件的缓存以及耳环件的逐一送件。在优选实施例中，以图18中耳环件自然滑动方向(即送料方向，也即如图19中所示的斜向下方向)为纵向，二垂直于该纵向的水平方向为横向。

具体地，优选实施例中的机架701如图18和图19中所示，机架701呈矩形框架结构，其框架结构的四角底部设有支柱。

进一步地，缓存组件设置在机架701上，缓存组件包括有缓存支架702以及设置在缓存支架702上的若干个缓存单元。具体而言，优选实施例中的缓存支架702包括沿横向设置的两第一横梁，两第一横梁之间优选设置有一对沿纵向设置的纵梁，两纵梁在横向上间隔设置，且纵梁的两端分别与第一横梁的两端固定连接，使得两第一横梁和两纵梁形成框架结构。优选的，两纵梁之间设置有沿横向间隔排布的多根纵梁。

另外的，两第一横梁所处平面的上方还设置有一对第二横梁，两第二横梁在纵向上间隔设置，其第二横梁的两端与设置在缓存支架702两侧纵梁上的支柱端部相连。

进一步地，缓存支架702的对应部分或者全部第一横梁设置有升降机构，升降机构可用于实现第一横梁竖向高度的调节，以实现缓存单元进料口、出料口位置的调节以及缓存单元中耳环件送料速率的调节。

位于缓存单元进料口处的第一横梁的两端设有升降机构，其可以调节缓存单元的进料口以及缓存单元耳环件的送料速率，与之对应的，另一第一横梁与机架701之间还设置有带有旋转机构的支座，通过调节支座的两接触面所形成的夹角角度，以适应纵梁与机架的接触面所形成的角度。

例如在优选实施例中，待缓存的耳环件包括第一耳环件708和第二耳环件709。其中，第一耳环件708的下部为呈薄环状的底环，且而其上部为结构较宽的连接体；第二耳环件709由连接部和套环组成。相应地，优选实施例中的缓存单元包括如图18中所示的第一缓存单元和第二缓存单元。

具体来讲，第一缓存单元用以缓存第一耳环件708，其包括第一导向杆706、第二导向杆707、第一阻隔单元703和限位单元705。优选实施例中的第一导向杆706为横向平行间隔设置的两根，两第一导向杆706之间间隔有一定的距离，形成有用于底环穿过的间隙。继而第一耳环件708可以其底环嵌入两第一导向杆706之间的间隙中，并以连接体抵接限位在两第一导向杆706的顶面。

进一步地，第二导向杆707对应与两第一导向杆706上实现限位的第一耳环件708设置，其沿纵向设置在两第一导向杆706所处平面的上方，使得连接体可以夹设在第一导向杆706和第二导向杆707之间，避免第一耳环件708在竖向上的跳动。

相应地，优选实施例中的限位单元705设置在第一导向杆706的端部，具体而言为水平高度较低的出料口端部，其包括可以进行位移的限位块，该限位块可通过位移控制将两第一导向杆706之间的间隙端部封堵或者解除封堵。例如在优选实施例中，限位单元705为气缸，其包括缸体和可进行往复伸缩的伸缩杆，限位块设置在该伸缩杆的端部，通过伸缩杆的伸缩控制，可进行限位块位置的对应调节。

进一步地，第一阻隔单元703设置在限位单元705的一侧，并在两者之间的第一导向杆706上形成单个第一耳环件708的取料工位。优选地，第一阻隔单元703在纵向上为间隔设置的至少两个，且相邻两第一阻隔单元703之间的距离刚好对应于两相邻第一耳环件708之间的距离。

第二缓存单元与第一缓存单元的设置形式类似，其最大的区别在于第二导向杆的设置以及阻隔单元的设置。即该第二缓存单元仍包括间隔设置的两第一导向杆706，且第一导向杆706的端部设置有限位单元，使得套环可在轴线沿纵向设置时以底部嵌入两第一导向杆706之间。同时，第二缓存单元的第二导向杆707对应连接部设置，其优选设置在一根第一导向杆706的上方，使得套环对应放置后，连接部可以对应伸入第一导向杆706和第二导向杆707之间，实现该连接部的限位，避免第二耳环件709在缓存单元上的旋转、跳动。

进一步地，第二阻隔单元704设置在限位单元705的一侧，并在两者之间的第一导向杆706上形成单个第二耳环件709的取料工位。优选地，第二阻隔单元704在纵向上间隔设置有至少一个第三阻隔单元710，且相邻两阻隔单元之间的距离刚好对应于两相邻第一耳环件708之间的距离。

第二阻隔单元704以及第三阻隔单元710设置于导轨下方，第二阻隔单元704的伸缩杆端部设置有“L”型挡板，“L”型挡板的竖向板可以穿过导轨之间的空隙，并与套环端面匹配，用以阻隔第二耳环件709的位移，而第三阻隔单元710通过伸缩杆伸长穿过第二耳环件709的孔中，与第二导向杆707一道完成第二耳环件709的位置固定。

此外，第三阻隔单元710的形式还不止于此，将第三阻隔单元710设置在第二耳环件709连接部的对应一侧，其伸缩杆端部带有楔形结构阻隔块，通过其伸缩杆的往复运动实现对第二耳环件709的限位阻隔和接触阻隔；还可以将优选实施例中的第三阻隔单元710的伸缩杆端部设置有匹配于连接部侧面的挡板，通过阻隔连接部进而完成对第二耳环件709的阻隔。第三阻隔单元710的结构、设置形式多种多样，这里就不再赘述。

第一导向杆706通过“L”型连接板与纵梁相连，第二导向杆707的两端分别固定在两第二横梁下方。导向杆的外表面光滑，便于耳环件在缓存单元上进行位移。

通过上述优选设置，可以得到如图18、图19中所示的装置，以实现不同形式耳环件的缓存上件工序，其缓存上件过程如下：(1)调节第一横梁的升降机构，使进料口处于合适位置；(2)从缓存单元进料口将待存耳环件依次送入导轨中，耳环件下滑至被阻隔单元阻隔为止；(3)当缓存单元为第一缓存单元时，其一个第一阻隔单元用以阻隔整个耳环件序列，待耳环件装填完毕，另一个第一阻隔单元伸缩杆伸出，以阻隔后序的耳环件；当缓存单元位第二缓存单元时，其第二阻隔单元用以阻隔整个耳环件序列，待耳环件装填完毕，第三阻隔单元伸缩杆伸出，伸缩杆穿过第二耳环件的挂环孔，与导轨、第二导向杆一道将该第二耳环件固定，以阻隔后序的耳环件；(4)靠近于限位单元的阻隔单元伸缩杆收缩，阻隔单元之间的耳环件下滑至取料工位；(5)阻隔单元伸缩杆伸出复位，另一阻隔单元的伸缩杆收缩，使得耳环件缓存序列下滑位移一个耳环件身位；(6)机器人抓取耳环件，取料工位空出；(7)重复进行操作(3)～(6)。

本发明在进行腕臂智能化生产时，可以辅以一定的人工操作，当然，大部分都是依靠自动化完成，尤其是依靠机器人装置500，辅以视觉识别技术，可以实现机器人装置500的取料、放料、拧紧等。

本领域的技术人员容易理解，以上所述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。

Claims (10)

1.一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，包括管件切割装置、机器人装置、耳环缓存上件装置和管件耳环装配装置，其中：

所述管件切割装置用于传送管件并对管件进行切割，以获得设定长度的腕臂管件，切割获得的设定长度的所述腕臂管件放置在放料平台上；

所述耳环缓存上件装置用于让耳环按照设定顺序排列进行缓存；

所述机器人装置用于夹取所述耳环缓存上件装置上的耳环到所述管件耳环装配装置上，以及夹取所述腕臂管件到所述耳环缓存上件装置上并让所述耳环穿装到腕臂管件上后，再拧紧用于固定耳环与腕臂管件的螺栓，从而实现耳环与腕臂管件的装配。

2.根据权利要求1所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述管件切割装置包括沿着管件的传送线路依次设置的管件缓存单元、管件自动上管单元、管件传动单元和管件切断单元，并且：

所述管件缓存单元设置在所述管件传动单元的侧边，具有朝向所述管件传动单元倾斜的斜坡，用于同时存放多个待切割管件；

所述管件自动上管单元设置在所述管件传动单元的端部和下方，用于将从所述管件缓存单元滚下的管件推送到所述管件传动单元；

所述管件传动单元用于致动管件沿管件纵向依次移动预定距离，包括多个支撑滚轮，移动平台和平台导轨；所述支撑滚轮用于无动力地支撑在管件下方，所述移动平台具有管件压头，管件压头用于将管件向下按压在所述支撑滚轮上，所述移动平台用于沿所述平台导轨滑动并依次移动预定距离、向前传动管件；所述平台导轨用于供所述移动平台往复运动；

所述管件切断单元用于将管件切断从而获得预定长度的腕臂管件。

3.根据权利要求2所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述管件自动上管单元包括端部挡管装置和下部上管装置，所述端部挡管装置用于允许头部管件下滚同时阻挡后续管件下滚，所述下部上管装置用于将头部管件推动至所述支撑滚轮上。

4.根据权利要求3所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述端部挡管装置包括阻挡板、阻挡器；

所述阻挡板设置在长管件原料的两端，并设有供所述阻挡器穿过的孔；

所述阻挡器设置在所述阻挡板，具有可伸缩结构，穿过所述阻挡器的孔、***到头部管件后的第二个管件的管端，阻挡第二个管件及后续管件的下滚。

5.根据权利要求1所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述耳环缓存上件装置包括机架和缓存组件；

所述缓存组件包括缓存支架和设置在该缓存支架上的若干缓存单元；所述缓存支架用于支撑所述缓存单元；所述缓存单元用于实现多个耳环件在纵向上的依次缓存；

所述缓存组件活动或者固定设置在机架上，并使得各所述缓存单元分别与水平面呈一定的倾斜角度，以实现所述耳环件从该缓存单元进料端向出料端的逐一送料；相应地，在所述出料端设置有至少一个限位单元，所述限位单元用于防止所述耳环件从该缓存单元中掉落。

6.根据权利要求1所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述机器人装置包括工作台，所述工作台上设有至少一个滑台单元，所述滑台单元可沿两侧的设置的导轨滑动；

所述滑台单元与六轴机器人底部固定连接，且所述六轴机器人的另一端端部与机械手固定连接，通过所述机械手夹持管件；

所述机械手包括与所述六轴机器人直接连接的桁架，所述桁架两端的端部分设有竖向上的第一夹持端和第二夹持端，且所述桁架两侧底部分别设有伺服拧紧枪，对应的伺服拧紧枪与所述桁架可旋转的固定连接；所述伺服拧紧枪的拧紧端实现管件上配件的扭矩自动化拧紧。

7.根据权利要求1所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述管件耳环装配装置包括至少一个装配单元，所述装配单元包括支架、滑动支撑组件和装夹组件；

所述滑动支撑组件和所述装夹组件分设于所述支架的顶部两端，分别用于腕臂两端的支撑、装夹；所述支架的横向两侧分别沿支架轴向设置有滑动导条和随动链条，用于匹配所述滑动支撑组件的横向两端，以实现所述滑动支撑组件沿支架横向的往复运动；

所述滑动支撑组件包括滑动单元和支撑单元；所述滑动单元包括一个滑台或者多个在支架轴向上并排设置的滑台；所述滑台沿支架横向设置，其一端匹配连接在所述随动链条上，另一端设置有驱动单元，该驱动单元的输出端匹配所述滑动导条，用于带动所述滑台沿支架轴向往复移动；所述滑台上可固定设置安装板，且至少一个管件耳环可以固定设置在该安装板上，并使得各管件耳环分别同轴且靠近所述装夹组件的管件耳环与该装夹组件同轴对正；

所述支撑单元设置在滑台上，其包括至少两个支撑轮和设置在两支撑轮上方的压紧轮，所述支撑轮用于支撑腕臂的底部两侧，所述压紧轮设置在转动机构上，可在该转动机构控制下远离各支撑轮上的腕臂或者将所述腕臂压紧在各支撑轮上。

8.根据权利要求7所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述管件耳环装配装置人所述装夹组件包括夹紧单元；

所述夹紧单元包括端部压块和底部支撑块；所述底部支撑块沿竖向设置，并对应其设置有升降机构，使得所述底部支撑块可在升降机构控制下竖向升降；所述端部压块设置在转动机构上，该转动机构可带动所述端部压块靠近或者远离放置在所述底部支撑块上的腕臂，实现腕臂在端部压块和底部支撑块之间的夹紧或者松开。

9.根据权利要求7所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述管件耳环装配装置的所述装夹组件还包括转动单元；

所述转动单元包括端部顶块、端部齿轮、端部齿条、驱动机构；所述端部顶块设置在所述夹紧单元的一侧，其靠近腕臂放置区域的一侧开设有容置凹槽，所述腕臂的端部可以嵌入该容置凹槽并锁定在该容置凹槽中；所述端部齿轮同轴设置在端部顶块背离容置凹槽的一侧，其与端部齿条对应啮合，可在端部齿条的移动下往复转动；所述驱动机构与端部齿条的端部对应匹配，可带动其往复运动。

10.根据权利要求7所述的一种高速铁路接触网腕臂智能化生产线装配***，其特征在于，所述管件耳环装配装置还包括设置有端部夹具的滑台，所述端部夹具设置在对应的安装板上，其中部具有沿支架轴向的通孔，用于所述腕臂穿过并将该腕臂夹紧。

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