將車頂加工設備快速定位的裝置及其定位方法與流程

本發明屬于軌道車輛車頂空調導流罩基座專用機加工設備的輔助定位裝置及其定位方法領域，具體涉及一種將車頂加工設備快速定位的裝置及其定位方法。

背景技術：

列車空調導流罩是減少列車運行中空氣阻力的關鍵部件之一，其在與車頂1安裝以后需要既能與空調隨型又能與車體圓頂隨型。如圖1和圖2所示，車頂1包括車頂圓弧曲面1-1、空調框1-2，其空調框1-2的窗框邊緣設有空調安裝平臺，在空調安裝平臺左、右兩側的上端面上分別設有空調安裝平臺左側前銷孔1-2-1、空調安裝平臺左側后銷孔1-2-2、空調安裝平臺右側前銷孔1-2-3和空調安裝平臺右側后銷孔1-2-4，其四者呈矩形分布。在導流罩基座安裝平臺前、后兩側對應的車頂圓弧曲面1-1上，分別對稱地均布有兩組空調導流罩基座1-1-1。其中，空調安裝平臺左側前銷孔1-2-1、空調安裝平臺左側后銷孔1-2-2、空調安裝平臺右側前銷孔1-2-3和空調安裝平臺右側后銷孔1-2-4用于將空調機的下端面固連與空調框1-2通過螺栓固連，兩組空調導流罩基座1-1-1用于后續與空調導流罩的下端面基座對接。

如圖3至圖5所示，空調導流罩基座1-1-1由數控加工設備2在車頂1上固定后再加工完成，數控加工設備2包括機加工機構2-1、平移機構2-2、矩形框架2-3，平移機構2-2固連在矩形框架2-3縱向的兩條邊上，定位機構2-4與矩形框架2-3的兩條縱向邊分別垂直，加工機構2-1與平移機構2-2連接。矩形框架2-3的每一條橫邊的下方均對稱地設有兩個圓弧形支撐板2-3-1，其用于與車頂圓弧曲面1-1匹配，并實現對數控加工設備2橫向和垂向的雙重定位。在使用數控加工設備2對兩組空調導流罩基座1-1-1分別加工時，需要在加工完成第一組空調導流罩基座1-1-1之后，將數控加工設備2旋轉180度，再重新與車頂圓弧曲面1-1定位和連接，以便對另外一組空調導流罩基座1-1-1進行加工。此外，由于數控加工設備2的固定不同于傳統的帶地基的設備，因此，其安裝、調整、固定周期必須在15分鐘以內，才能滿足流水生產線的批量生產的需求。

然而，由于焊接變形的影響，車頂圓弧面1-1并非是一個理論的圓弧面，其通常存在±3mm左右的變形量，兼有不同車型的列車，因此車頂圓弧曲面1-1的弧度也并不相同，導致現有數控加工設備2上的圓弧形支撐板2-3-1無法與所有車型的車頂圓弧曲面1-1均實現理想的匹配，這會導致數控加工設備2可能發生隨車頂圓弧曲面1-1的左右搖擺，而導致加工基準偏離車頂的垂直中心線，進而造成空調導流罩座基座1-1-1加工基準不符合圖紙理論位置的設計要求。同時，由于數控加工設備2在車頂圓弧曲面1-1上定位時，其圓弧形支撐板2-3-1無法與所有車型的車頂圓弧曲面1-1均實現理想的匹配，左右搖擺的情況經常發生，至使其定位時間長、定位精度不準確，進而導致其無法實現在15分鐘以內完成快速安裝定位的工藝需求。

技術實現要素：

為了解決數控加工設備在車頂圓弧曲面上定位時，其現有的圓弧形支撐板無法與所有車型的車頂圓弧曲面均實現理想的匹配，定位精度不足，造成左右搖擺的情況經常發生，至使其定位時間長、定位精度不準確，進而造成數控加工設備的安裝定位過程無法滿足工藝規定的效率需求和精度需求的技術問題，本發明提供一種將車頂加工設備快速定位的裝置及其定位方法。

本發明解決技術問題所采取的技術方案如下：

將車頂加工設備快速定位的裝置，其包括快速定位裝置左側橫梁、快速定位裝置右側橫梁、兩個快速定位裝置縱梁、數控加工設備定位橫梁、兩個數控加工設備定位銷組件、四個圓弧形支撐板高度調整座和兩個圓柱銷，快速定位裝置左側橫梁、快速定位裝置右側橫梁的結構完全相同，其二者與兩個快速定位裝置縱梁共同合圍形成一個矩形的定位工裝框架；快速定位裝置左側橫梁的長度與空調框上的空調安裝平臺的長度相等，快速定位裝置縱梁的長度均與空調框上空調安裝平臺的寬度相等；快速定位裝置左側橫梁、快速定位裝置右側橫梁和兩個快速定位裝置縱梁的高度均相同，其三者的高度大于空調安裝平臺的垂向深度；所述快速定位裝置左側橫梁上從后至前順次設有框架下端面定位長槽孔和數控加工設備定位銷孔，數控加工設備定位銷孔位于快速定位裝置左側橫梁的前端，設框架下端面定位長槽孔的前端到快速定位裝置左側橫梁前端的距離為D1，快速定位裝置左側橫梁的總長度為L1，則0.2L1≤D1≤0.3L1；所述快速定位裝置右側橫梁上從后至前順次設有數控加工設備定位長槽孔和框架下端面定位銷孔，數控加工設備定位長槽孔位于快速定位裝置右側橫梁的后端，框架下端面定位銷孔到快速定位裝置右側橫梁后端的距離值也為D1；所述數控加工設備定位橫梁與矩形框架縱向邊的垂足到該矩形框架前端橫向邊的距離等于空調框長度的0.94至0.96倍；所述數控加工設備定位銷組件包括數控加工設備定位塊和數控加工設備定位銷，其二者銷軸連接；所述一個數控加工設備定位塊焊接在數控加工設備定位橫梁的右后方側壁上，另一個數控加工設備定位塊焊接在矩形框架前端橫邊的左前側壁上；所述兩個數控加工設備定位塊的縱向間距與數控加工設備定位銷孔到數控加工設備定位長槽孔的縱向間距相同；所述圓弧形支撐板高度調整座包括高度調整座絲母和高度調整座絲桿，其二者螺紋連接并共同形成一個絲杠機構；每一個高度調整座絲桿的下端均與一個對應的圓弧形支撐板焊接，高度調整座絲桿與四個一一對應的圓弧形定位板均分別形成四個對應的圓弧形支撐板高度調整機構；所述兩個圓弧形支撐板高度調整機構中的高度調整座絲母均分別與矩形框架的前端橫邊的前側壁固連；另外兩個圓弧形定位板高度調整機構中的高度調整座絲母均分別與矩形框架的后端橫邊的后側壁固連。

將車頂加工設備快速定位的方法，其包括如下步驟：

步驟一：將本發明快速定位的裝置落座于空調框的空調安裝平臺上，用圓柱銷順次穿過框架下端面定位銷孔與空調安裝平臺右側后銷孔；用另一個圓柱銷順次穿過框架下端面定位長槽孔和空調安裝平臺左側前銷孔；

步驟二：將數控加工設備落座于本發明快速定位的裝置上，將矩形框架前端橫邊的左前側壁上的數控加工設備定位銷與數控加工設備定位銷孔銷軸連接，并將在數控加工設備定位橫梁的右后方側壁上的數控加工設備定位銷插入數控加工設備定位長槽孔，使其二者銷軸連接；

步驟三：利用數控加工設備上的平移機構調整機加工機構的縱向位置，并通過機加工機構分別完成對位于空調框后端對應的一組空調導流罩基座的機加工作業；

步驟四：將數控加工設備與本發明的快速定位的裝置拆卸分離，并將數控加工設備調轉180度；

步驟五：將矩形框架前端橫邊的左前側壁上的數控加工設備定位銷與插入數控加工設備定位長槽孔，使其二者銷軸連接；并用圓柱銷將在數控加工設備定位橫梁的右后方側壁上的數控加工設備定位銷與將數控加工設備定位銷銷軸連接；

步驟六：通過機加工機構分別完成對位于空調框前端對應的一組空調導流罩基座的機加工作業。

本發明的有益效果是：該將車頂加工設備與空調框快速定位的裝置通過向現有數控加工設備上增設的數控加工設備定位橫梁以及兩個數控加工設備定位銷組件，從而在數控加工設備上形成具有偏心結構的定位基準，并通過制作一個能夠與空調框的上固有空調安裝平臺以及與在數控加工設備上新形成具有偏心結構的定位基準均分別匹配的定位工裝框架來實現將本發明快速定位的裝置與空調框匹配定位和數控加工設備的分別匹配定位。數控加工設備上新形成具有偏心結構的定位基準使得數控加工設備可以在調轉度以后依然能夠快捷迅速地再次與空調框的上固有空調安裝平臺從新實現精確的定位配合并使得加工行程依舊滿足的需求，進而使得數控加工設備得以更為便捷和準確地分別完成對位于空調框前端或其后端分別對應的兩組空調導流罩基座的機加工作業。

本發明的將車頂加工設備與空調框快速定位的裝置還通過向舊有的圓弧形支撐板上增設具有高度調節功能的圓弧形支撐板高度調整座，使得圓弧形支撐板可以更好地適應不同車型的車頂圓弧曲面輪廓，從而起到更好的輔助定位效果。此外，具有結構簡單實用，操作方便，成本低廉，便于推廣普及等優點。

附圖說明

圖1是現有軌道車輛車頂空調框區域的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是現有數控加工設備的立體圖；

圖4是現有數控加工設備在車頂空調框區域應用時的爆炸裝配關系示意圖；

圖5是現有數控加工設備在車頂空調框區域應用時的后視圖；

圖6是本發明定位工裝框架的立體圖；

圖7是本發明數控加工設備定位橫梁的立體圖；

圖8是本發明數控加工設備定位銷組件的立體圖；

圖9是本發明圓弧形支撐板高度調整座的立體圖；

圖10是本發明數控加工設備定位橫梁以及數控加工設備定位螺栓組件共同與現有數控加工設備的裝配關系示意圖；

圖11是本發明定位工裝框架與空調框的裝配關系示意圖；

圖12是本發明將車頂加工設備與空調框快速定位的裝置對位于空調框后端對應的一組空調導流罩基座的機加工作業時的應用示意圖；

圖13是圖12的前視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

如圖6至圖10所示，本發明的將車頂加工設備快速定位的裝置包括快速定位裝置左側橫梁3、快速定位裝置右側橫梁4、兩個快速定位裝置縱梁5、數控加工設備定位橫梁6、兩個數控加工設備定位銷組件7和四個圓弧形支撐板高度調整座8，快速定位裝置左側橫梁3、快速定位裝置右側橫梁4的結構完全相同，其二者與兩個快速定位裝置縱梁5共同合圍形成一個矩形的定位工裝框架。快速定位裝置左側橫梁3的長度與空調框1-2上的空調安裝平臺的長度相等，快速定位裝置縱梁5的長度均與空調框1-2上空調安裝平臺的寬度相等。快速定位裝置左側橫梁3、快速定位裝置右側橫梁4和兩個快速定位裝置縱梁5的高度均相同，其三者的高度大于空調安裝平臺的垂向深度。

快速定位裝置左側橫梁3上從后至前順次設有框架下端面定位長槽孔3-1和數控加工設備定位銷孔3-2，數控加工設備定位銷孔3-2位于快速定位裝置左側橫梁3的前端，設框架下端面定位長槽孔3-1的前端到快速定位裝置左側橫梁3前端的距離為D1，快速定位裝置左側橫梁3的總長度為L1，則D1＝0.25L1，從而保證數控加工設備2旋轉180度以后仍具有足夠的加工行程。

快速定位裝置右側橫梁4上從后至前順次設有數控加工設備定位長槽孔4-1和框架下端面定位銷孔4-2，數控加工設備定位長槽孔4-1位于快速定位裝置右側橫梁4的后端，框架下端面定位銷孔4-2到快速定位裝置右側橫梁4后端的距離值也為D1。

數控加工設備定位橫梁6與矩形框架2-3縱向邊的垂足到該矩形框架2-3前端橫向邊的距離等于空調框1-2長度的0.95倍。

數控加工設備定位銷組件7包括數控加工設備定位塊7-1和數控加工設備定位銷7-2，其二者銷軸連接。一個數控加工設備定位塊7-1焊接在數控加工設備定位橫梁6的右后方側壁上，另一個數控加工設備定位塊7-1焊接在矩形框架2-3前端橫邊的左前側壁上。兩個數控加工設備定位塊7-1的縱向間距與數控加工設備定位銷孔3-2到數控加工設備定位長槽孔4-1的縱向間距相同。

圓弧形支撐板高度調整座8包括高度調整座絲母8-1和高度調整座絲桿8-2，其二者螺紋連接并共同形成一個絲杠機構。每一個高度調整座絲桿8-2的下端均與一個對應的圓弧形支撐板2-3-1焊接，高度調整座絲桿8-2與四個一一對應的圓弧形支撐板2-3-1均分別形成四個對應的圓弧形支撐板高度調整機構。兩個圓弧形支撐板高度調整機構中的高度調整座絲母8-1均分別與矩形框架2-3的前端橫邊的前側壁固連。另外兩個圓弧形支撐板高度調整機構中的高度調整座絲母8-1均分別與矩形框架2-3的后端橫邊的后側壁固連。

如圖11至圖13所示，具體應用本發明的將車頂加工設備與空調框快速定位的裝置時，按照如下步驟：

步驟一：將本發明快速定位的裝置落座于空調框1-2的空調安裝平臺上，用圓柱銷9順次穿過框架下端面定位銷孔4-2與空調安裝平臺右側后銷孔1-2-4。用另一個圓柱銷9順次穿過框架下端面定位長槽孔3-1和空調安裝平臺左側前銷孔1-2-1，完成快速定位的裝置的固定。

步驟二：將數控加工設備2落座于本發明快速定位的裝置上，將矩形框架2-3前端橫邊的左前側壁上的數控加工設備定位銷7-2與數控加工設備定位銷孔3-2銷軸連接，并將在數控加工設備定位橫梁6的右后方側壁上的數控加工設備定位銷7-2插入數控加工設備定位長槽孔4-1，使其二者銷軸連接。

步驟三：利用數控加工設備2上的平移機構2-2調整機加工機構2-1的縱向位置，并通過機加工機構2-1分別完成對位于空調框1-2后端對應的一組空調導流罩基座1-1-1的機加工作業。

步驟四：將數控加工設備2與本發明的快速定位的裝置拆卸分離，并將數控加工設備2調轉180度。

步驟五：將矩形框架2-3前端橫邊的左前側壁上的數控加工設備定位銷7-2與插入數控加工設備定位長槽孔4-1，使其二者銷軸連接。并用圓柱銷9將在數控加工設備定位橫梁6的右后方側壁上的數控加工設備定位銷7-2與將數控加工設備定位銷3-2銷軸連接。

步驟六：通過機加工機構2-1分別完成對位于空調框1-2前端對應的一組空調導流罩基座1-1-1的機加工作業。