一种铁路货车门板的自动化剪切工作站【掌桥专利】

文献发布时间：2023-06-19 10:22:47

技术领域

本发明涉及自动化加工技术领域，尤其涉及一种铁路货车门板的自动化剪切工作站。

背景技术

铁路货车门板在成型之后，需要去除四周多余的材料，传统的剪切工艺所使用的设备及刀具均为非标定制，货车门板一次剪切成型，由于货车门板大小不一，因此尺寸不一的货车门板需要使用不同的设备进行剪切，价格昂贵，通用性差，刀具的价格和损耗使得其生产、维护成本高；而且，传统剪切工艺的自动化程度非常低，上下料由人工作业，作业强度高且有安全隐患，大量且繁重的人工操作使得生产效率非常低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种自动化程度高、生产效率高以及成型产品质量高的铁路货车门板的自动化剪切工作站。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种铁路货车门板的自动化剪切工作站，包括上料定位平台、换向定位平台、第一剪切机和第二剪切机，所述上料定位平台和换向定位平台呈间隔布置，所述第一剪切机和第二剪切机呈间隔布置并位于上料定位平台和换向定位平台的同一侧，所述上料定位平台和换向定位平台之间设有用于将上料定位平台上的货车门板抓取至第一剪切机进行一对对边剪切并将该货车门板抓取至换向定位平台的第一机械手，所述换向定位平台侧部设有用于将换向定位平台的货车门板抓取至第二剪切机进行另一对对边剪切的第二机械手，所述上料定位平台的一侧装设有用于上料的转运车，所述换向定位平台的一侧装设有用于下料的下料构件。

优选地，所述上料定位平台以及换向定位平台均包括水平调节板、第二平台、第一定位板、第二定位板、定位方孔以及镶块，两块所述水平调节板上各放置有第二平台，所述第二平台上对称布置有相互垂直的第一定位板与第二定位板，所述第一定位板以及第二定位板上均形成有一组定位方孔，所述定位方孔内装设有用于对工件进行定位的镶块，所述第一定位板与第二定位板的侧边均装设有用于导向的导向条，所述第二平台上装设有用于将第一定位板与第二定位板沿导向条的导向方向位移的微调旋钮。

优选地，所述水平调节板上装设有用于调节第二平台的水平平衡的螺母。

优选地，所述第一机械手与第二机械手的末端均装设有第一抓取组件。

优选地，所述第一抓取组件包括第一支架、基板、导向套、导向柱、紧固件、电永磁铁、弹簧以及导向销，所述第一机械手与第二机械手的末端均装设有第一支架，所述第一支架的另一面装设有基板，所述基板上装设有导向套，所述导向套内穿设有头部带螺纹的导向柱，所述导向柱远离头部的一端装设有紧固件，所述导向柱的头部装设有电永磁铁，所述基板与电永磁铁之间装设有弹簧，所述基板上还装设有与第一支架相匹配的导向销。

优选地，所述电永磁铁设置为真空吸盘。

优选地，所述第一支架设置为第二支架。

优选地，所述电永磁铁上安装有用于检测有无工件的第四传感器。

优选地，所述第一支架与基板可拆卸连接。

优选地，所述下料构件上装设有第二抓取组件，所述第二抓取组件上对称装设有安全钩单元。

优选地，所述安全钩单元包括安装板、气缸、安全钩、转轴以及限位柱，所述安装板的一侧上铰装有气缸，所述气缸的活塞端与安全钩铰装，所述安全钩与安装板之间装设有转轴，所述安装板上还装设有用于调节安全钩动作位置的限位柱。

优选地，所述下料构件靠近地面的一端装设有用于运输工件的辊筒输送机。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过第一剪切机与第二剪切机对货车门板进行分步剪切，中间通过上料定位平台以及换向定位平台对工件两次进行定位，保证了货车门板的加工精度，同时，采用标准定制的剪切机及刀具，降低了生产以及维护成本；通过转运车与下料构件可以实现自动上下料，通过第一机械手、第二机械手以及抓取组件可以对工件进行自动化剪切，自动化程度高，生产效率提高。

附图说明

图1是本发明提供的总体结构立体图；

图2是本发明提供的RGV小车的立体图；

图3是本发明提供的第一定位组件的立体图；

图4是本发明提供的第一定位板与第二定位板的立体图；

图5是本发明提供的第一抓取组件的剖面图；

图6是本发明提供的电永磁铁替换为真空吸盘的立体图；

图7是本发明提供的第一支架替换为第二支架的立体图；

图8是本发明提供的下料构件的立体图；

图9是本发明提供的第二抓取组件的立体图；

图10是本发明提供的安全钩单元处于第一工作状态的主视图；

图11是本发明提供的安全钩单元处于第二工作状态的主视图。

图中各标号表示：

1、上料定位平台；11、水平调节板；12、第二平台；13、第一定位板；14、第二定位板；15、定位方孔；16、镶块；17、导向条；18、微调旋钮；2、换向定位平台；3、第一剪切机；4、第二剪切机；5、第一机械手；6、第二机械手；7、转运车；71、导轨；711、第一传感器；712、第二传感器；72、车架；721、挡块；73、驱动组件；731、第一驱动电机；732、第一链条；733、车轮；74、升降组件；741、导向单元；7411、矩形支架；7412、导向杆；7413、导向支架；7414、支撑杆；742、顶升气缸；743、第一平台；7431、第三传感器；8、下料构件；81、机架；82、第二抓取组件；821、中继控制箱；822、第三支架；8221、第八传感器；823、第一吸盘；824、第二吸盘；825、安全钩单元；8251、安装板；8252、气缸；8253、安全钩；8254、转轴；8255、限位柱；83、轨道；84、第二驱动电机；85、第二链条；86、第五传感器；87、第六传感器；88、第七传感器；9、第一抓取组件；91、第一支架；911、第二支架；92、基板；93、导向套；94、导向柱；95、紧固件；96、电永磁铁；961、真空吸盘；962、第四传感器；97、弹簧；98、导向销；10、辊筒输送机。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图11示出了本发明的铁路货车门板的自动化剪切工作站的一种实施例，包括上料定位平台1、换向定位平台2、第一剪切机3和第二剪切机4，上料定位平台1和换向定位平台2呈间隔布置，第一剪切机3和第二剪切机4呈间隔布置并位于上料定位平台1和换向定位平台2的同一侧，上料定位平台1和换向定位平台2之间设有用于将上料定位平台1上的货车门板抓取至第一剪切机3进行一对对边剪切并将该货车门板抓取至换向定位平台2的第一机械手5，换向定位平台2侧部设有用于将换向定位平台2的货车门板抓取至第二剪切机4进行另一对对边剪切的第二机械手6，上料定位平台1的一侧装设有用于上料的转运车7，换向定位平台2的一侧装设有用于下料的下料构件8。工件形状为矩形，通过转运车7可以自动将货车门板运至上料定位平台1，第一机械手5对工件进行抓取，通过第一机械手5将工件运输至第一剪切机3处对工件的两对边进行剪切，剪切过程中，第一机械手5对工件仍然保持夹取状态，然后通过第一机械手5将经过剪切的工件夹取至换向定位平台2，换向定位平台2对经过剪切的工件进行定位，通过第二机械手6对经过剪切的工件进行夹取，通过第二机械手6运输至第二剪切机4上进行剪切，第二剪切机4对另外两对边进行剪切，剪切过程中第二机械手6仍然保持抓取状态，剪切完成的工件通过下料构件8自动下料。通过第一剪切机3与第二剪切机4对货车门板进行分步剪切，中间通过上料定位平台1以及换向定位平台2对工件两次进行定位，保证了货车门板的加工精度，同时，采用标准定制的剪切机及刀具，降低了生产以及维护成本；通过转运车7与下料构件8可以实现自动上下料，通过第一机械手5、第二机械手6可以对工件进行自动化剪切，自动化程度高，生产效率提高。

优选地，转运车7包括导轨71、车架72、驱动组件73以及升降组件74；导轨71上装设有车架72，车架72上装设有驱动组件73以及升降组件74。

优选地，驱动组件73包括第一驱动电机731、第一链条732以及车轮733，车架72上的一端装设有第一驱动电机731，第一驱动电机731与轮轴通过第一链条732连接，轮轴的两端各安装有车轮733。第一驱动电机731的输出轴带动第一链条732旋转，进而驱动轮轴带动车轮733旋转，使得车架72可以在导轨71上行进。

优选地，升降组件74包括导向单元741、顶升气缸742以及第一平台743，车架72上装设有导向单元741，导向单元741内装设有顶升气缸742，顶升气缸742的活塞杆与第一平台743连接。

优选地，导向单元741包括矩形支架7411、导向杆7412、导向支架7413以及支撑杆7414，矩形支架7411的四个顶点处各连接有导向杆7412，四根导向杆7412与车架72连接，四根导向杆7412上套装有导向支架7413，导向支架7413上装设有用于支撑第一平台743的支撑杆7414。顶升气缸742的活塞端驱动第一平台743沿活塞端的输出方向移动，可以举升工件，通过顶升气缸742可以自动将工件举升起来，到达上料定位平台1处时，顶升气缸742收缩，第一平台743穿过上料定位平台1，货车门板即可落在上料定位平台1上，实现自动上料，提高自动化程度。

优选地，导轨71上沿转运车7运输工件上料的方向上依次设有用于检测转运车7减速位置的第一传感器711以及用于检测转运车7停止位置的第二传感器712。第一传感器711可以检测小车的减速位置，进而控制第一驱动电机731降低转速使得小车速度降低，第二传感器712可以检测小车停止位置，进而控制第一驱动电机731停止旋转使得小车停止。可以自动检测送料位置，提高自动化程度，便于上料。

优选地，第一平台743上装设有用于检测有无工件的第三传感器7431。防止升降组件74在有工件的情况下将工件举升起来，防止顶升气缸742超载损坏。

优选地，车架72上装设有用于减缓转运车7冲击力的挡块721。缓冲转运车7的冲击力，防止转运车7损坏。

优选地，上料定位平台1以及换向定位平台2均包括水平调节板11、第二平台12、第一定位板13、第二定位板14、定位方孔15以及镶块16，两块水平调节板11上各放置有第二平台12，第二平台12上对称布置有相互垂直的第一定位板13与第二定位板14，第一定位板13以及第二定位板14上均形成有一组定位方孔15，定位方孔15内装设有用于对工件进行定位的镶块16，第一定位板13与第二定位板14的侧边均装设有用于导向的导向条17，第二平台12上装设有用于将第一定位板13与第二定位板14沿导向条17的导向方向位移的微调旋钮18。根据工件尺寸将镶块16放置在对应的第一定位板13以及第二定位板14上的定位方孔15内，工件通过镶块16进行初步定位，通过调节微调旋钮18，可以调节第一定位板13与第二定位板14在导向条17上的位置，可以对工件进行精确定位，铁路货车门板的加工精度高。

优选地，水平调节板11上装设有用于调节第二平台12的水平平衡的螺母。可以调节第二平台12的水平平衡度，进而提高定位精度。

优选地，第一机械手5与第二机械手6的末端均装设有第一抓取组件9。

优选地，第一抓取组件9包括第一支架91、基板92、导向套93、导向柱94、紧固件95、电永磁铁96、弹簧97以及导向销98，第一机械手5与第二机械手6的末端均装设有第一支架91，第一支架91的另一面装设有基板92，基板92上装设有导向套93，导向套93内穿设有头部带螺纹的导向柱94，导向柱94远离头部的一端装设有紧固件95，导向柱94的头部装设有电永磁铁96，基板92与电永磁铁96之间装设有弹簧97，基板92上还装设有与第一支架91相匹配的导向销98。电永磁铁96通电即可对工件进行吸附抓取，导向柱94在基板92与电永磁铁96之间穿设有弹簧97，可以缓冲基板92与电永磁铁96之间的作用力，延长第一抓取组件9的使用寿命；导向销98与第一支架91配合进行定位，便于安装。

优选地，电永磁铁96设置为真空吸盘961。真空吸盘961可以抓取工件无磁性的货车门板，提高该装置的通用性。

优选地，第一支架91设置为第二支架911。

优选地，电永磁铁96上安装有用于检测有无工件的第四传感器962。

优选地，第一支架91与基板92可拆卸连接。可以抓取外形尺寸大于常规尺寸的铁路货车门板，提高该装置的通用性。

优选地，下料构件8包括机架81、第二抓取组件82、轨道83、第二驱动电机84以及第二链条85；机架81的一侧装设有用于第二抓取组件82运输的轨道83，机架81的一端与地面连接，另一端安装有第二驱动电机84，第二驱动电机84通过锥齿轮驱动轮轴绕轴线周向旋转，轮轴通过第二链条85与第二抓取组件82连接。第二驱动电机84的输出轴旋转通过锥齿轮进而驱动轮轴旋转，轮轴旋转进而驱动第二链条85带动第二抓取组件82沿轨道83方向移动。第二抓取组件82对剪切完成的铁路货车门板进行抓取，自动化程度高。

优选地，第二抓取组件82包括中继控制箱821、第三支架822、第一吸盘823、第二吸盘824以及安全钩单元825，第二链条85与中继控制箱821连接，中继控制箱821与第三支架822连接，第三支架822沿中继控制箱821对称装设有一组第一吸盘823以及一组第二吸盘824，第三支架822与中继控制箱821相垂直的两侧对称布置有四个安全钩单元825。第三支架822上的第一吸盘823可以对铁路货车门板进行抓取，第二吸盘824可以对大于常规尺寸的铁路货车门板进行抓取，可以提高通用性。

优选地，轨道83沿第二驱动电机84至地面的方向上依次装设有用于检测上极限停止位的第五传感器86、用于检测减速位置的第六传感器87以及用于检测第七传感器88，第三支架822上装设有用于检测有无工件的第八传感器8221。第五传感器86可以检测第二抓取组件82在靠近第二驱动电机84一端的极限停止位，进而控制第二驱动电机84停止旋转，第六传感器87可以检测第二抓取组件82的往地面移动的减速位置，进而控制第二驱动电机84降低转速，第七传感器88可以检测第二抓取组件82靠近地面的极限停止位，进而控制第二驱动电机84停止旋转，提高自动化程度，实现自动下料。

优选地，第一传感器711、第二传感器712、第三传感器7431、第四传感器962、第五传感器86、第六传感器87、第七传感器88以及第八传感器8221均采用光电传感器。

优选地，安全钩单元825包括安装板8251、气缸8252、安全钩8253、转轴8254以及限位柱8255，安装板8251的一侧上铰装有气缸8252，气缸8252的活塞端与安全钩8253铰装，安全钩8253与安装板8251之间装设有转轴8254，安装板8251上还装设有用于调节安全钩8253动作位置的限位柱8255。气缸8252、安全钩8253以及转轴8254之间形成连杆机构，气缸8252通过电磁阀控制，当断电、断气时，安全钩8253可以防止铁路货车门板掉落，提高安全系数。

优选地，下料构件8靠近地面的一端装设有用于运输工件的辊筒输送机10。下料构件8通过第二抓取组件82将工件放置在辊筒输送机10上，通过辊筒输送机10将堆叠在一起的铁路货车门板输出，防止堆积，便于打包运输。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。