一種掛車車架組件拼裝焊接系統的使用方法與流程

本發明涉及一種拼裝焊接系統的使用方法，具體是一種適用于掛車車架組件的拼裝焊接系統使用方法，屬于掛車技術領域。

背景技術：

掛車是指由汽車牽引而本身無動力驅動裝置的車輛，通常可以是一輛牽引車(貨車或牽引車、叉車等)與一輛或一輛以上掛車組成的汽車列車，汽車列車屬于汽車范疇，采用汽車列車運輸是提高經濟效益最有效而簡單的重要手段，具有迅速、機動、靈活、安全等優勢，可方便地實現區段運輸。

掛車按掛車與牽引汽車的連接方式分為全掛車和半掛車，全掛車由牽引車牽引且其全部質量由本身承受的掛車；半掛車由牽引車牽引且其部分質量由牽引車承受的掛車。

掛車通常包括車架組件、車架上裝部分、懸掛部分、行走部分、電氣部分、伸縮支腿部分和附件部分，掛車通常具有前后方向上較長的、用于支撐載荷的車架組件，通常主要包括焊接工字鋼大梁、支撐橫梁、連接橫梁、邊梁等，焊接工字鋼大梁通常平行且左右對稱設置為兩件、且貫穿整個車架組件前后方向，支撐橫梁和連接橫梁焊接固定在兩件焊接工字鋼大梁之間、兩邊和兩端，邊梁平行于焊接工字鋼大梁焊接固定在連接橫梁的外側，車架組件整體呈空間框架式結構。

由于車架組件整體工件前后尺寸較長、體積較大、焊縫較多、且焊縫的焊接質量要求較高，因此目前掛車車架組件的拼裝和焊接通常分步進行，即先按部件進行拼裝和分別焊接，然后將各部件進行整合拼裝，最后進行整合焊接，整合拼裝和焊接過程中為防止焊接變形，通常需行車配合整體進行多次翻轉，這種傳統的拼裝焊接方式通常無法實現在前后方向上的整段焊縫，因此焊縫強度相對較低；而且分步拼裝焊接的方式若各部件焊接過程中發生焊接變形，則在整合焊接過程中容易產生累計誤差，進而易造成車架組件整體調斜等形位誤差；另外，較大的車架體積造成翻轉較困難，不僅易造成吊裝散架、而且存在安全隱患。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種掛車車架組件拼裝焊接系統的使用方法，能夠實現掛車的整體快速定位拼裝和焊接，拼焊效率高，且便于翻轉、可以避免吊裝翻轉易散架的安全隱患。

為實現上述目的，本掛車車架組件拼裝焊接系統的使用方法所使用的掛車車架組件拼裝焊接系統包括支撐架、翻轉軸、工件支撐部件和電控裝置；

所述的支撐架前后方向對稱設置為兩件、固定安裝于地面；

所述的翻轉軸設置為兩件，兩件翻轉軸同心設置，兩件翻轉軸的一端通過軸承座安裝在支撐架的上部內側面，至少一件翻轉軸上設有與安裝在支撐架或地面上的翻轉驅動裝置；

所述的工件支撐部件包括平板結構的工件支撐板，工件支撐板的兩端分別與翻轉軸的另一端固定連接，工件支撐板的上表面上設置有多個的壓緊裝置和定位裝置，壓緊裝置包括固定安裝在工件支撐板上的支撐座、安裝在支撐座上的伸縮控制機構和安裝在伸縮控制機構伸縮端上的壓頭，定位裝置包括用于對車架組件的焊接工字鋼大梁進行位置定位的大梁定位機構、用于對車架組件的各支撐橫梁和連接橫梁進行位置定位的橫梁定位機構、用于對車架組件的邊梁進行位置定位的邊梁定位機構，工件支撐板上對應車架組件底面上焊縫的位置還設有鏤空的槽型結構；

所述的電控裝置包括工業控制計算機、電源回路、翻轉控制回路，工業控制計算機與翻轉驅動裝置電連接；

使用方法具體包括以下步驟：

a.拼點準備：平板結構的工件支撐板的上表面基準面位于上方、處于水平初始狀態，壓緊裝置處于完全松開的讓位初始狀態；

b.焊接工字鋼大梁的拼點和焊接：將焊接工字鋼大梁的各個組件板依次放置在工件支撐板的上表面上、并通過大梁定位機構和壓緊裝置對各個組件板進行位置定位呈工字狀，對焊接工字鋼大梁進行拼點，拼點后直接進行焊接，拼點和焊接過程中嚴格按照工藝路線以防止焊接變形，可配合翻轉控制回路工作使工業控制計算機控制翻轉驅動裝置配合進行動作將工件支撐板翻轉至適當角度以保證角焊縫的最佳焊接角度和焊接質量；

c.各橫梁的拼點和焊接：完成焊接工字鋼大梁的焊接后，將車架組件的各支撐橫梁和連接橫梁依次放置在兩件焊接工字鋼大梁之間、焊接工字鋼大梁前后兩端及焊接工字鋼大梁外側的位置，并通過橫梁定位機構和壓緊裝置進行位置定位和壓緊，對各支撐橫梁、各連接橫梁與焊接工字鋼大梁進行連接拼點，拼點后直接進行焊接，拼點和焊接過程中嚴格按照工藝路線以防止焊接變形，可配合翻轉控制回路工作使工業控制計算機控制翻轉驅動裝置配合進行動作將工件支撐板翻轉至適當角度以保證角焊縫的最佳焊接角度和焊接質量；

d.各邊梁的拼點和焊接：完成各支撐橫梁和連接橫梁的焊接后，將車架組件的各邊梁依次放置在各支撐橫梁和連接橫梁的外側的位置、并通過邊梁定位機構和壓緊裝置進行位置定位和壓緊，對各邊梁與各支撐橫梁和連接橫梁進行連接拼點，拼點后直接進行焊接，拼點和焊接過程中嚴格按照工藝路線以防止焊接變形，可配合翻轉控制回路工作使工業控制計算機控制翻轉驅動裝置配合進行動作將工件支撐板翻轉至適當角度以保證角焊縫的最佳焊接角度和焊接質量；

e.整體吊裝：全部焊接完成后先控制工件支撐板復位至初始狀態，然后松開全部的壓緊裝置后將車架組件整體吊出。

作為本發明的進一步改進方案，所使用的掛車車架組件拼裝焊接系統還包括焊接機械臂，所述的焊接機械臂包括軌道部件和多坐標機械臂總成，軌道部件沿平行于工件支撐部件的前后方向設置，多坐標機械臂總成包括坐標控制機構和安裝在多坐標機械臂總成端部的焊槍，坐標控制機構至少包括沿前后方向設置的x坐標驅動、沿左右方向設置的y坐標驅動和沿豎直上下方向設置的z坐標驅動，坐標控制機構可以控制多坐標機械臂總成動作使安裝在多坐標機械臂總成上的焊槍靠近車架組件工件進行拼點及焊接；x坐標驅動與軌道部件配合，多坐標機械臂總成通過x坐標驅動與軌道部件連接；所述的電控裝置還包括拼點控制回路和焊接控制回路，所述的工業控制計算機與多坐標機械臂總成電連接；所述的步驟a中焊接機械臂位于遠離工作區域的初始位置；所述的步驟b、c、d中完成各工件的整體定位和壓緊后，拼點控制回路開始工作后，工業控制計算機控制焊接機械臂按照設定程序動作使安裝在多坐標機械臂總成上的焊槍移動至程序設定的工件零點位置，然后工業控制計算機控制多坐標機械臂總成上下動作進行引弧并拼點，然后工業控制計算機控制前后定位驅動動作使多坐標機械臂總成移動至程序設定的工件的下一工作點位置繼續引弧并拼點，依次類推，至程序設定的工件的最后一工作點位置完成引弧并拼點后即完成拼點工作，焊接機械臂移動至初始位置；拼點期間工業控制計算機可根據設定工藝程序使翻轉控制回路開始工作，工業控制計算機控制翻轉驅動裝置動作使工件支撐板沿驅動翻轉軸的軸線翻轉至程序設定角度后再進行拼點；完成拼點后焊接控制回路開始工作，工業控制計算機根據程序設定的焊縫軌跡控制焊接機械臂動作對工件進行焊接，焊接過程中工業控制計算機根據程序設定進行適時翻轉工件支撐板至程序設定的角度以防止焊接變形，至程序設定的底架工件的焊縫軌跡末端時即完成工件的焊接工作。

作為本發明的進一步改進方案，所使用的掛車車架組件拼裝焊接系統的多坐標機械臂總成的坐標控制機構還包括以x坐標方向為旋轉軸的a坐標旋轉驅動和/或以y坐標方向為旋轉軸的b坐標旋轉驅動和/或以z坐標方向為旋轉軸的c坐標旋轉驅動。

作為本發明的進一步改進方案，所使用的掛車車架組件拼裝焊接系統的多坐標機械臂總成沿軌道部件的長度方向上設置為多件；所述的步驟b、c、d中還包括設置合理的多坐標機械臂總成之間的間距、并同步控制多件多坐標機械臂總成沿軌道部件移動的步驟。

作為本發明的進一步改進方案，所使用的掛車車架組件拼裝焊接系統的軌道部件至少平行設置為兩套，其中一套作為前后長焊縫焊接軌道，所述的多件多坐標機械臂總成中至少一件設置在前后長焊縫焊接軌道上；所述的步驟b中還包括連續拼點和長焊縫焊接步驟。

作為本發明的進一步改進方案，所使用的掛車車架組件拼裝焊接系統的焊接機械臂上的焊槍上設有距離傳感器，距離傳感器與所述的電控裝置的工業控制計算機電連接；所述的步驟b、c、d中還包括距離判斷步驟。

與現有技術相比，本掛車車架組件拼裝焊接系統的使用方法是以水平的平板結構工件支撐板的上表面作為拼點基準面，利用定位裝置和壓緊裝置將車架組件工件的各零部件依次定位并壓緊在工件支撐板的上表面上可以保證拼點前各零部件的準確位置定位，拼點或焊接時通過控制翻轉驅動裝置可以使工件支撐板沿驅動翻轉軸的軸線翻轉至設定角度，進而實現降低操作人員的勞動強度、防止車架組件工件的磕碰變形；由于工件支撐板上對應車架組件底平面焊縫的位置還設有鏤空的槽型結構，因此可以自工件支撐板背面的鏤空槽型結構對需焊接的位置進行拼點或焊接，不需拆卸后對車架組件工件進行翻個兒、避免吊裝翻轉易散架的安全隱患，拼點和焊接的效率較高；由于設有焊接機械臂和電控裝置，因此通過工業控制計算機根據設定程序控制焊接機械臂的動作可以實現自動拼點和焊接，不僅可以降低人為因素對車架組件拼點焊接生產進度的影響、生產效率高，而且可以保證車架組件的拼焊質量。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖。

圖中：1、支撐架，2、翻轉軸，21、翻轉驅動裝置，3、工件支撐部件，31、工件支撐板，32、壓緊裝置，33、定位裝置，4、焊接機械臂，41、軌道部件，42、多坐標機械臂總成。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明(以下以牽引車的牽引方向為前方描述)。

如圖1、圖2所示，本掛車車架組件拼裝焊接系統的使用方法所使用的掛車車架組件拼裝焊接系統包括支撐架1、翻轉軸2、工件支撐部件3和電控裝置。

所述的支撐架1前后方向對稱設置為兩件、固定安裝于地面。

所述的翻轉軸2設置為兩件，兩件翻轉軸2同心設置，兩件翻轉軸2的一端通過軸承座安裝在支撐架1的上部內側面，至少一件翻轉軸2上設有與安裝在支撐架1或地面上的翻轉驅動裝置21，翻轉驅動裝置21可以驅動翻轉軸2沿其軸線至少180°范圍內旋轉。

所述的工件支撐部件3包括平板結構的工件支撐板31，工件支撐板31的兩端分別與翻轉軸2的另一端固定連接，工件支撐板31的上表面上設置有多個的壓緊裝置32和定位裝置33，壓緊裝置32包括固定安裝在工件支撐板31上的支撐座、安裝在支撐座上的伸縮控制機構和安裝在伸縮控制機構伸縮端上的壓頭，定位裝置33包括用于對車架組件的焊接工字鋼大梁進行位置定位的大梁定位機構、用于對車架組件的各支撐橫梁和連接橫梁進行位置定位的橫梁定位機構、用于對車架組件的邊梁進行位置定位的邊梁定位機構，工件支撐板31上對應車架組件底面上焊縫的位置還設有鏤空的槽型結構。

所述的電控裝置包括工業控制計算機、電源回路、翻轉控制回路，工業控制計算機與翻轉驅動裝置21電連接。

掛車車架組件拼裝焊接系統在使用前，平板結構的工件支撐板31的上表面位于上方、處于水平初始狀態，壓緊裝置32處于完全松開的初始狀態。

在使用時，以水平的工件支撐板31的上表面作為基準面，先將焊接工字鋼大梁的各個組件板依次放置在工件支撐板31的上表面上、并通過大梁定位機構和壓緊裝置32對各個組件板進行位置定位呈工字狀，即可對焊接工字鋼大梁進行拼點，拼點后直接進行焊接，拼點和焊接過程中嚴格按照工藝路線以防止焊接變形，可配合翻轉控制回路工作使工業控制計算機控制翻轉驅動裝置21配合進行動作將工件支撐板31翻轉至適當角度以保證角焊縫的最佳焊接角度和焊接質量。

完成焊接工字鋼大梁的焊接后，將車架組件的各支撐橫梁和連接橫梁依次放置在兩件焊接工字鋼大梁之間、焊接工字鋼大梁前后兩端及焊接工字鋼大梁外側的位置，并通過橫梁定位機構和壓緊裝置32進行位置定位和壓緊，即可對各支撐橫梁、各連接橫梁與焊接工字鋼大梁進行連接拼點，拼點后直接進行焊接，拼點和焊接過程中嚴格按照工藝路線以防止焊接變形，可配合翻轉控制回路工作使工業控制計算機控制翻轉驅動裝置21配合進行動作將工件支撐板31翻轉至適當角度以保證角焊縫的最佳焊接角度和焊接質量。

完成各支撐橫梁和連接橫梁的焊接后，將車架組件的各邊梁依次放置在各支撐橫梁和連接橫梁的外側的位置、并通過邊梁定位機構和壓緊裝置32進行位置定位和壓緊，即可對各邊梁與各支撐橫梁和連接橫梁進行連接拼點，拼點后直接進行焊接，拼點和焊接過程中嚴格按照工藝路線以防止焊接變形，可配合翻轉控制回路工作使工業控制計算機控制翻轉驅動裝置21配合進行動作將工件支撐板31翻轉至適當角度以保證角焊縫的最佳焊接角度和焊接質量。

全部焊接完成后先控制工件支撐板31復位至初始狀態，然后松開全部的壓緊裝置32后即可將車架組件整體吊出。

為了實現自動拼點和焊接，作為本發明的進一步改進方案，掛車車架組件拼裝焊接系統還包括焊接機械臂4，所述的焊接機械臂4包括軌道部件41和多坐標機械臂總成42，軌道部件41沿平行于工件支撐部件3的前后方向設置，多坐標機械臂總成42包括坐標控制機構和安裝在多坐標機械臂總成42端部的焊槍，坐標控制機構至少包括沿前后方向設置的x坐標驅動、沿左右方向設置的y坐標驅動和沿豎直上下方向設置的z坐標驅動，坐標控制機構可以控制多坐標機械臂總成42動作使安裝在多坐標機械臂總成42上的焊槍靠近車架組件工件進行拼點及焊接；x坐標驅動與軌道部件41配合，多坐標機械臂總成42通過x坐標驅動與軌道部件41連接，通過控制x坐標驅動的動作可以實現多坐標機械臂總成42在軌道部件41上前后移動并定位；所述的電控裝置還包括拼點控制回路和焊接控制回路，所述的工業控制計算機與多坐標機械臂總成42電連接；掛車車架組件拼裝焊接系統在使用前的初始狀態時焊接機械臂4位于遠離工作區域的初始位置，上述步驟中完成各工件的整體定位和壓緊后，拼點控制回路開始工作后，工業控制計算機控制焊接機械臂4按照設定程序動作使安裝在多坐標機械臂總成42上的焊槍移動至程序設定的工件零點位置，然后工業控制計算機控制多坐標機械臂總成42上下動作進行引弧并拼點，然后工業控制計算機控制前后定位驅動動作使多坐標機械臂總成42移動至程序設定的工件的下一工作點位置繼續引弧并拼點，依次類推，至程序設定的工件的最后一工作點位置完成引弧并拼點后即完成底架上平面的拼點工作，焊接機械臂4移動至初始位置；拼點期間工業控制計算機可根據設定工藝程序使翻轉控制回路開始工作，工業控制計算機控制翻轉驅動裝置21動作使工件支撐板31沿驅動翻轉軸2的軸線翻轉至程序設定角度后再進行拼點；完成拼點后焊接控制回路開始工作，工業控制計算機根據程序設定的焊縫軌跡控制焊接機械臂4動作對工件進行焊接，焊接過程中工業控制計算機根據程序設定進行適時翻轉工件支撐板31至程序設定的角度以防止焊接變形，至程序設定的底架工件的焊縫軌跡末端時即完成工件的焊接工作。

為了實現更靈活地拼點和焊接、防止干涉，作為本發明的進一步改進方案，所述的多坐標機械臂總成42的坐標控制機構還包括以x坐標方向為旋轉軸的a坐標旋轉驅動和/或以y坐標方向為旋轉軸的b坐標旋轉驅動和/或以z坐標方向為旋轉軸的c坐標旋轉驅動。

由于各支撐橫梁和連接橫梁與焊接工字鋼大梁拼點和焊接時各支撐橫梁之間的間距大致相同，因此為了提高各支撐橫梁和連接橫梁與焊接工字鋼大梁的拼點和焊接效率，作為本發明的進一步改進方案，所述的多坐標機械臂總成42沿軌道部件41的長度方向上設置為多件，通過設置合理的多坐標機械臂總成42之間的間距、并同步控制多件多坐標機械臂總成42沿軌道部件41移動可以實現提高拼點和焊接的效率。

針對焊接工字鋼大梁，由于其屬于關鍵部件、存在前后方向上較長的焊縫，為了保證其焊接質量，作為本發明的進一步改進方案，所述的軌道部件41至少平行設置為兩套，其中一套作為前后長焊縫焊接軌道，所述的多件多坐標機械臂總成42中至少一件設置在前后長焊縫焊接軌道上；針對焊接工字鋼大梁工件進行拼點和焊接時工業控制計算機可單獨控制前后長焊縫焊接軌道上的多坐標機械臂總成42在前后方向上依次序動作實現連續拼點和長焊縫焊接，進而保證其焊接質量。

由于電動控制易于實現，因此作為本發明的一種實施方式，所述的翻轉驅動裝置21包括電動機和變速箱，電動機的輸出軸與變速箱的輸入軸固定連接，變速箱的輸出軸通過連接機構與翻轉軸2連接，所述的電控裝置的工業控制計算機與翻轉驅動裝置21的電動機電連接，通過工業控制計算機控制電動機的正反轉可實現工件支撐板31的翻轉。

由于液壓控制具有較高的穩定輸出力，利于整體翻轉較重的工件支撐部件3，且可防止電動機的過載，因此作為本發明的另一種實施方式，掛車車架組件拼裝焊接系統還包括液壓泵站，液壓泵站包括控制閥組，所述的翻轉驅動裝置21包括液壓馬達，液壓泵站的控制閥組通過液壓管路與液壓馬達連接，液壓馬達的輸出軸通過連接機構與翻轉軸2連接，所述的電控裝置的工業控制計算機與液壓泵站和控制閥組電連接，通過工業控制計算機控制液壓泵站及控制閥組工作進而實現液壓馬達驅動工件支撐板31翻轉。

為了在拼點操作過程中減輕操作人員的勞動強度，作為本發明的進一步改進方案，所述的壓緊裝置32的伸縮控制機構是液壓缸，液壓缸通過液壓管路與液壓泵站的控制閥組連接，通過工業控制計算機控制液壓泵站及控制閥組工作實現壓緊底架工件、減輕操作人員的勞動強度。

為了實現更準確地控制距離對底架工件進行引弧拼點和焊接，作為本發明的進一步改進方案，所述的焊接機械臂4上的焊槍上設有距離傳感器，所述的距離傳感器與所述的電控裝置的工業控制計算機電連接，焊接機械臂4移動的過程中工業控制計算機通過距離傳感器的反饋信息可準確控制焊槍上下移動的距離，進而實現更準確地對工件進行引弧拼點和焊接。

本掛車車架組件拼裝焊接系統的使用方法是以水平的平板結構工件支撐板31的上表面作為拼點基準面，利用定位裝置33和壓緊裝置32將車架組件工件的各零部件依次定位并壓緊在工件支撐板31的上表面上可以保證拼點前各零部件的準確位置定位，拼點或焊接時通過控制翻轉驅動裝置21可以使工件支撐板31沿驅動翻轉軸2的軸線翻轉至設定角度，進而實現降低操作人員的勞動強度、防止車架組件工件的磕碰變形；由于工件支撐板31上對應車架組件底平面焊縫的位置還設有鏤空的槽型結構，因此可以自工件支撐板31背面的鏤空槽型結構對需焊接的位置進行拼點或焊接，不需拆卸后對車架組件工件進行翻個兒、避免吊裝翻轉易散架的安全隱患，拼點和焊接的效率較高；由于設有焊接機械臂4和電控裝置，因此通過工業控制計算機根據設定程序控制焊接機械臂4的動作可以實現自動拼點和焊接，不僅可以降低人為因素對車架組件拼點焊接生產進度的影響、生產效率高，而且可以保證車架組件的拼焊質量。