本發(fā)明屬于軌道裝備制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，在軌道客車廂產(chǎn)品制造中，都是采用軌道列車車體大部件，如車頂大部件、側(cè)墻大部件均采用拼接焊接的方式生產(chǎn)，每塊大部件焊接體有三至四條焊縫。以前都是采用手持電動(dòng)工具人工對(duì)焊縫進(jìn)行打磨，磨痕的均勻性、一致性很差，經(jīng)常出現(xiàn)打磨失誤造成產(chǎn)品報(bào)廢現(xiàn)象。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大，人工打磨需站在母材上，打磨后需重新清理母材。人工打磨現(xiàn)場(chǎng)粉塵無(wú)法自動(dòng)收集，工作環(huán)境差。打磨速度慢，平均8小時(shí)打磨一件。已經(jīng)無(wú)法滿足生產(chǎn)速度和打磨質(zhì)量要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種軌道列車車體大部件打磨用龍門式砂帶機(jī)，它可以大幅提高打磨效率和質(zhì)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：由軌道、x軸驅(qū)動(dòng)減速機(jī)、操作臺(tái)、龍門架、y軸驅(qū)動(dòng)裝置、z軸升降導(dǎo)軌、打磨梁、磨頭、吸屑槽、除塵器、工作臺(tái)架等組成。

a、軌道固定在地面上，砂帶機(jī)在軌道上面行走。

b、兩臺(tái)雙驅(qū)動(dòng)減速機(jī)分別安裝在龍門架兩側(cè)底梁的端部，減速機(jī)輸出軸裝有齒輪，與軌道上的齒條形成運(yùn)動(dòng)副，用以驅(qū)動(dòng)砂帶機(jī)在軌道上行走。

c、操作臺(tái)固定在龍門架的一側(cè)，隨砂帶機(jī)一同行走。操作臺(tái)上設(shè)有電控箱，操作者可在此臺(tái)上操控設(shè)備。

d、龍門架是設(shè)備的支撐部件，底梁下方安有行走輪、導(dǎo)向輪；橫梁上方安有供“y軸驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)”的直線導(dǎo)軌及驅(qū)動(dòng)齒條。由行走輪、導(dǎo)向輪與軌道上的軌道條行成運(yùn)動(dòng)副，保證了龍門架在“x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)”驅(qū)動(dòng)下沿軌道平穩(wěn)行走。

e、y軸驅(qū)動(dòng)裝置：是由鋼板焊接而成的箱式結(jié)構(gòu)。箱體下方安有滑塊，與龍門架上的直線導(dǎo)軌行成滑移運(yùn)動(dòng)副；箱體兩側(cè)亦安有滑塊，與“z軸升降導(dǎo)軌”形成滑移運(yùn)動(dòng)副。在箱體內(nèi)部有減速電機(jī)和升降機(jī)。減速機(jī)輸出軸安有齒輪，與龍門架上的驅(qū)動(dòng)齒條形成運(yùn)動(dòng)副，驅(qū)動(dòng)打磨梁沿龍門架上的直線導(dǎo)軌移動(dòng)（y軸）；升降機(jī)與打磨梁相連，帶動(dòng)打磨梁及“z軸升降導(dǎo)軌”做垂直運(yùn)動(dòng)。

f、z軸升降導(dǎo)軌：是由鋼管焊接而成的門式框架，兩邊立柱上裝有直線導(dǎo)軌，與“y軸驅(qū)動(dòng)裝置”兩側(cè)的滑塊組成滑移運(yùn)動(dòng)副。

g、打磨梁：由矩形鋼管加工而成。其上裝主動(dòng)砂帶輪、從動(dòng)砂帶輪、支撐輪及張緊氣缸，組成了完整的打磨系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪使砂帶高速運(yùn)轉(zhuǎn)；從動(dòng)輪由氣缸驅(qū)動(dòng)，可以沿y軸方向滑移。更換砂帶時(shí)氣缸處在縮回狀態(tài)，以方便砂帶的更換；砂帶更換完畢時(shí)，氣缸處在伸出狀態(tài)，使砂帶張緊。

h、磨頭：兩個(gè)打磨頭（一個(gè)磨平面、一個(gè)磨弧面），通過滑塊、直線導(dǎo)軌組成的運(yùn)動(dòng)副與打磨梁連接，打磨頭在氣缸帶動(dòng)下可垂直升降，具有一定的跟蹤能力。非打磨狀態(tài)時(shí)，磨頭不與砂帶接觸、砂帶也不與工件接觸，砂帶處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。需要打磨工件時(shí)，磨頭將砂帶壓至型材表面時(shí)，砂帶才與型材接觸，對(duì)型材表面進(jìn)行打磨。磨頭與打磨梁之間沒有水平方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

j、在龍門架一側(cè)固定有吸塵槽，在吸塵槽外側(cè)邊設(shè)有濕式除塵器。

本發(fā)明的有益效果是：經(jīng)該砂帶機(jī)打磨后的型材，磨痕均勻一致、表面光潔，滿足了用戶的要求，達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。智能的電氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)打磨，打磨效率高。直觀的人機(jī)交換界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控打磨參數(shù)，更人性化。濕式除塵設(shè)備除塵效果好，減少打磨粉塵對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

如圖所示，1是軌道、2是x軸驅(qū)動(dòng)減速機(jī)、3是操作臺(tái)、4是龍門架、5是y軸驅(qū)動(dòng)裝置、6是z軸升降導(dǎo)軌、7是打磨梁、8是磨頭、9是吸塵槽、10是濕式除塵器、11是滑組線、12是工作臺(tái)架、13是工件。

打磨頭為微動(dòng)萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)，對(duì)形材表面有良好的適應(yīng)性。砂帶可根據(jù)打磨的材質(zhì)靈活選用，具有打磨效率高，磨痕均勻等特點(diǎn)。

基本參數(shù)：

1、外形最大尺寸：13986*7000*4600(升降臂高度)；其中龍門立柱中心線跨度3500mm。

2、x軸采用齒輪齒條傳動(dòng)，有效行程10.4米。

3、y軸采用齒輪齒條傳動(dòng)，有效行程2.1米。

4、z軸選用螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，有效升降高度1.0米。

5、砂帶線速度：10m/s--15m/s，變頻調(diào)速。

6、最大打磨速度：0.5m/min。

本設(shè)備結(jié)構(gòu)及功能

1）、軌道：固定在地面上，由地腳、底架、軌道條、齒條等組成。是支撐整個(gè)砂帶機(jī)的部件，砂帶機(jī)在其上面行走。

2）、x軸驅(qū)動(dòng)減速機(jī)：本機(jī)為雙驅(qū)動(dòng)、兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)分別安裝在龍門架兩側(cè)底梁的端部，減速機(jī)輸出軸裝有齒輪，與軌道上的齒條形成運(yùn)動(dòng)副，用以驅(qū)動(dòng)砂帶機(jī)在軌道上行走。

3）、操作臺(tái)：由鋼管焊接而成，固定在龍門架的一側(cè)，隨砂帶機(jī)一同行走。其上設(shè)有電控箱，操作者可在此臺(tái)上操控設(shè)備。

4）、龍門架：是設(shè)備的支撐部件，由底梁、立柱、橫梁等組成。底梁下方安有行走輪、導(dǎo)向輪；橫梁上方安有供“y軸驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)”的直線導(dǎo)軌及驅(qū)動(dòng)齒條。由行走輪、導(dǎo)向輪與軌道上的軌道條行成運(yùn)動(dòng)副，保證了龍門架在“x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)”驅(qū)動(dòng)下沿軌道平穩(wěn)行走。

5）、y軸驅(qū)動(dòng)裝置：是由鋼板焊接而成的箱式結(jié)構(gòu)。箱體下方安有滑塊，與龍門架上的直線導(dǎo)軌行成滑移運(yùn)動(dòng)副；箱體兩側(cè)亦安有滑塊，與“z軸升降導(dǎo)軌”形成滑移運(yùn)動(dòng)副。在箱體內(nèi)部有減速電機(jī)和升降機(jī)。減速機(jī)輸出軸安有齒輪，與龍門架上的驅(qū)動(dòng)齒條形成運(yùn)動(dòng)副，驅(qū)動(dòng)打磨梁沿龍門架上的直線導(dǎo)軌移動(dòng)（y軸）；升降機(jī)與打磨梁相連，帶動(dòng)打磨梁及“z軸升降導(dǎo)軌”做垂直運(yùn)動(dòng)。

6）、z軸升降導(dǎo)軌：是由鋼管焊接而成的門式框架，兩邊立柱上裝有直線導(dǎo)軌，與“y軸驅(qū)動(dòng)裝置”兩側(cè)的滑塊組成滑移運(yùn)動(dòng)副。

7）、打磨梁：由矩形鋼管加工而成。其上裝主動(dòng)砂帶輪、從動(dòng)砂帶輪、支撐輪及張緊氣缸，組成了完整的打磨系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪使砂帶高速運(yùn)轉(zhuǎn)；從動(dòng)輪由氣缸驅(qū)動(dòng)，可以沿y軸方向滑移。更換砂帶時(shí)氣缸處在縮回狀態(tài)，以方便砂帶的更換；砂帶更換完畢時(shí)，氣缸處在伸出狀態(tài)，使砂帶張緊。

8）磨頭：兩個(gè)打磨頭（一個(gè)磨平面、一個(gè)磨弧面），通過滑塊、直線導(dǎo)軌組成的運(yùn)動(dòng)副與打磨梁連接，打磨頭在氣缸帶動(dòng)下可垂直升降，具有一定的跟蹤能力。非打磨狀態(tài)時(shí)，磨頭不與砂帶接觸、砂帶也不與工件接觸，砂帶處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。需要打磨工件時(shí)，磨頭將砂帶壓至型材表面時(shí)，砂帶才與型材接觸，對(duì)型材表面進(jìn)行打磨。磨頭與打磨梁之間沒有水平方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

9）、吸塵槽：吸塵槽的作用是將磨削過程產(chǎn)生的粉塵收集到一起，送入濕式除塵器。砂帶封閉在安全罩內(nèi)，在粉塵飛出的方向設(shè)有吸塵口、通過管路將粉塵吸入吸塵槽內(nèi)，進(jìn)入濕式除塵器過濾分離。

10）、濕式除塵器：打磨產(chǎn)生的粉塵通過吸塵風(fēng)機(jī)吸入濕式除塵器，利用水和粉塵的充分混合作用捕集顆粒，通過沉淀將水和粉塵分離。

11）、滑組線：是打磨機(jī)的動(dòng)力源。是將扁電纜用滑車掛在支架的滑道上，使電纜能隨砂帶機(jī)一同移動(dòng)。

12）、工作臺(tái)架：工件裝卡在其上方，是由鋼管焊接而成的桁架結(jié)構(gòu)，可根據(jù)形材的形狀調(diào)整其角度，角度在人機(jī)操作界面顯示。

13）、工件：打磨對(duì)象。

控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)采用西門子s7-300系列plc作為控制核心，并配有人機(jī)操作界面，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的位置顯示，打磨參數(shù)顯示，相應(yīng)的報(bào)警信息以及報(bào)警存儲(chǔ)，同時(shí)還可以設(shè)定相應(yīng)的打磨參數(shù)。各軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用西門子變頻器控制，速度可根據(jù)工藝進(jìn)行設(shè)定。

plc編程采用結(jié)構(gòu)化編程，可以根據(jù)焊縫的位置及長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)手動(dòng)打磨或自動(dòng)打磨。在完成工件初次裝夾后，只需確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的相對(duì)零點(diǎn)，輸入相應(yīng)的打磨參數(shù)如焊縫長(zhǎng)度、砂帶線速度，打磨速度等就可完成工件一次裝夾后所有焊縫的自動(dòng)打磨工作。