一种自动化清洗火车制动梁的激光清洗机的制作方法

1.本发明涉及火车部件检修设备技术领域，具体涉及一种自动化清洗火车制动梁的激光清洗机。


背景技术：

2.制动梁是车辆制动机构最重要的组成部分。车辆制动时，将产生的制动力通过制动梁传递到闸瓦，从而使车辆停止前进。需定期对制动梁进行检测维修，以确保制动性能。对制动梁进行检修维护时，需要对制动梁进行探伤，而在探伤前必须对制动梁进行除锈。目前制动梁的除锈工作基本采用人工除锈，使用小型电动设备除锈或者抛丸除锈，存在打磨效率低、除锈效果差、打磨过度(影响后续使用)、粉尘污染和危害职工健康等问题。


技术实现要素：

3.为此，本发明提供一种自动化清洗火车制动梁的激光清洗机，以解决因人工除锈而导致的打磨效率低、除锈效果差、打磨过度、粉尘污染以及危害职工健康等技术问题中的一个或多个问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种自动化清洗火车制动梁的激光清洗机，包括箱头柜、龙门架和激光清洗系统，所述箱头柜设有两个，两个所述箱头柜分别设置于倍数链的两侧，所述龙门架横跨在所述倍数链的上方，所述龙门架的两端分别与两个所述箱头柜相固定，所述激光清洗系统包括机械手主机、机械手、激光器主机和激光清洗头，所述机械手主机、激光器主机安装在箱头柜内，所述机械手固定于所述龙门架上并与所述机械手主机电控连接，所述激光清洗头固定于所述机械手上并与所述激光器主机电控连接。
6.进一步地，所述箱头柜为配重柜。
7.进一步地，所述龙门架上设有吊架，所述吊架设有一根横跨在所述倍数链上方的横杆，横杆上设有一个滑环，所述机械手主机与机械手的电控线以及所述激光器主机与激光清洗头的电控线均穿过所述滑环。
8.进一步地，所述激光清洗机还包括顶升机构，所述顶升机构设有两个，两个所述顶升机构分别位于所述倍数链的两侧且位于两个所述箱头柜之间，所述顶升机构用于将放置在所述倍数链上的制动梁顶升至清洗工位或将已清洗制动梁下放至倍数链。
9.进一步地，所述顶升机构包括一块顶升板和两个竖向顶升气缸，所述顶升板沿所述倍数链的走向设置，且所述顶升板的两端分别固定于两个所述顶升气缸的活塞杆上，所述顶升板的上侧设有定位叉板，所述定位叉板设有用于防止所述制动梁翻转的卡槽。
10.进一步地，所述顶升板设有多个所述定位叉板，多个所述定位叉板沿所述顶升板的长度方向间隔设置；所述倍数链上也设有两列所述定位叉板，每列所述定位叉板的数量与每块顶升板上的定位叉板的数量相等。
11.进一步地，所述激光清洗机还包括顶伸旋转机构，所述顶伸旋转机构一一对应地
设置于顶升板上的定位叉板的上方，每个所述顶伸旋转机构均包括两个顶伸气缸、一根顶伸旋转主动轴、一根顶伸旋转从动轴和一个驱动电机，两个所述顶伸气缸分别固定于两个所述箱头柜内，两个所述顶伸气缸相向设置，所述顶伸旋转主动轴、顶伸旋转从动轴分别固定于两个所述顶伸气缸的相向端，所述驱动电机设置于所述箱头柜内且与所述顶伸旋转主动轴传动连接。
12.进一步地，所述激光清洗头的朝向待除锈制动梁的一端设有测距仪，所述测距仪与所述机械手主机通讯连接。
13.进一步地，所述激光清洗机还包括冷水机，所述冷水机的循环水进出孔与所述激光清洗头的循环水进出孔通过循环水管路连接，所述循环水管路从滑环穿过。
14.进一步地，所述激光清洗机还包括设有人机交互界面的控制器，所述控制器与所述冷水机、机械手主机以及激光器主机电控连接。
15.本发明具有如下优点：
16.机械手在机械手主机的控制下，带动激光清洗头对准待除锈制动梁，激光清洗头在激光器主机的控制下对待除锈制动梁进行激光除锈作业；利用机械设备代替人工，不仅能提高打磨效率和打磨效果，而且不会出现打磨过度的问题；此外，利用机械设备进行除锈，工人可以远离除锈现场，避免粉尘污染影响职工健康。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
18.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
19.图1为本发明具体实施方式提供的一种自动化清洗火车制动梁的激光清洗机的立体图；
20.图2为本发明具体实施方式提供的自动化清洗火车制动梁的激光清洗机的另一视向立体图；
21.图3为本发明具体实施方式提供的自动化清洗火车制动梁的激光清洗机的立体图(去除倍数链和制动梁)；
22.图4为图1中a的放大图；
23.图5为图2中b的放大图；
24.图6为图3中c的放大图；
25.图7为本发明具体实施方式提供的自动化清洗火车制动梁的激光清洗机的顶伸旋转机构的顶伸气缸、顶伸旋转主动轴以及驱动电机的组装图；
26.图8为本发明具体实施方式提供的自动化清洗火车制动梁的激光清洗机的顶伸旋转机构的顶伸气缸、顶伸旋转主动轴以及驱动电机的剖视图；
27.图9为本发明具体实施方式提供的自动化清洗火车制动梁的激光清洗机的电控原理图。
28.图中：
29.1-箱头柜；
30.2-龙门架，21-吊架，22-横杆，23-滑环；
31.3-激光清洗系统，31-机械手主机，32-机械手，33-激光器主机，34-激光清洗头，35-测距仪；
32.4-顶升机构，41-顶升气缸，42-顶升板，43-定位叉板；
33.5-顶伸旋转机构，51-顶伸气缸，52-顶伸旋转主动轴，53-顶伸旋转从动轴，54-驱动电机，55-夹头；
34.6-冷水机；
35.7-控制器，71-人机交互界面；
36.8-倍数链；
37.9-制动梁。
具体实施方式
38.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
40.如图1-9所示，本实施例提供了一种自动化清洗火车制动梁的激光清洗机，包括箱头柜1、龙门架2、激光清洗系统3、顶升机构4、顶伸旋转机构5、冷水机6和控制器7。
41.箱头柜1为配重柜，不仅可支撑其上设置的龙门架2、机械手32、激光清洗头34等结构的重量，还能内置机械手主机31、激光器主机33、冷水机6等。箱头柜1设有两个，分别设置于倍数链8的两侧。倍数链8为检测维修现场的设备，其上可放置制动梁9(包括待除锈制动梁9和已除锈制动梁9)，并可以转移制动梁9。
42.龙门架2横跨在倍数链8的上方，龙门架2的两端分别与两个箱头柜1相固定。龙门架2可采用最简单的横梁，也可采用其它形式的梁架结构，其作用就是使机械手32可悬停在倍数链8的上方。龙门架2上设有吊架21，吊架21设有一根横跨在倍数链8上方的横杆22，横杆22上设有一个滑环23，该滑环23可以是绳环，如麻绳打结形成的环，也可以是带有橡胶外皮的铁环或钢环。
43.激光清洗系统3包括机械手主机31、机械手32、激光器主机33和激光清洗头34，均可采用市场采购来的成品，例如现有的3-7轴机械(手)臂或现有的激光除锈器，不对具体型号做限制。机械手主机31、激光器主机33安装在箱头柜1内，机械手32固定于龙门架2上，机械手主机31和机械手32电控连接，激光清洗头34固定于机械手32上，激光器主机33和激光清洗头34电控连接，在激光清洗头34的朝向待除锈制动梁9的一端(也称为工作端)设有两
个测距仪35，测距仪35与机械手主机31通过数据线通讯连接，实时反馈激光清洗头34与制动梁9之间的距离，以便机械手主机31更好的控制机械手32的动作，及时调整激光清洗头34位置，避免打磨过度或除锈不彻底。机械手主机31与机械手32的电控线、激光器主机33与激光清洗头34的电控线、测距仪35与机械手主机31的数据线以及下文中的冷水机6与激光清洗头34的循环水管路均穿过横杆22上的滑环23，机械手32移动时，各线、管随之移动，滑环23被动在横杆22上的移动，不仅使这些线、管可与机械手32随动，而且在随动过程中不至下垂到清洗工位影响激光除锈作业。
44.顶升机构4设有两个，两个顶升机构4分别位于倍数链8的两侧且位于两个箱头柜1之间，顶升机构4用于将放置在倍数链8上的制动梁9顶升至清洗工位或将已清洗制动梁9下放至倍数链8。每个顶升机构4包括两个竖向设置的顶升气缸41和一块沿倍数链8的走向设置的顶升板42，两个顶升气缸41间隔设置，间隔方向与倍数链8的走向相一致，顶升板42的两端分别固定于两个顶升气缸41的活塞杆上，顶升板42的上侧设有定位叉板43，定位叉板43设有用于防止制动梁9翻转的卡槽。一般的，顶升板42的定位叉板43的纵向(以倍数链8的走向为纵向)位置、倍数链8上的定位叉板43的纵向位置、以及顶伸旋转机构5的纵向位置相一致，顶伸旋转机构5位于前两者的正上方，以便制动梁9在倍数链8以及顶伸旋转机构5之间轮转。
45.顶升板42的定位叉板43以及倍数链8上的定位叉板43沿横向视为一行，每行定位叉板43的上方设置一个顶伸旋转机构5。每个顶伸旋转机构5均包括两个顶伸气缸51、一根顶伸旋转主动轴52、一根顶伸旋转从动轴53和一个驱动电机54，两个顶伸气缸51分别固定于两个箱头柜1内，两个顶伸气缸51相向设置，顶伸旋转主动轴52、顶伸旋转从动轴53分别固定于两个顶伸气缸51的相向端，驱动电机54设置于箱头柜1内且与顶伸旋转主动轴52传动连接。使用时，顶伸气缸51将两个轴推出从而夹紧(抱紧)制动梁9，然后驱动电机54带动顶伸旋转主动轴52旋转，抱紧的制动梁9和顶伸旋转从动轴53被动转动，从而转换制动梁9的除锈面，配合激光清洗系统3进行全方位除锈。顶伸旋转主动轴52以及顶伸旋转从动轴53的轴端可拆卸地安装有与制动梁9两端相适配的夹头55，通过更换不同的夹头55，可以抱紧不同型号的制动梁9。
46.激光清洗机与倍数链8配合安装，整体上设有多行定位叉板43和数量相当的顶伸旋转机构5。一般的，设有两行定位叉板43，即每块顶升板42有两个间隔设置的定位叉板43，左右两块顶升板42共四个定位叉板43；倍数链8为现场设备，一般设有两列定位叉板43，倍数链8在激光清洗机内的一段至少也有两行定位叉板43，每行两个，两行两列共四个。
47.冷水机6设置在箱头柜1内，冷水机6的循环水进出孔与激光清洗头34的循环水进出孔通过循环水管路连接，为激光清洗头34降温，保证激光清洗头34持续工作。
48.控制器7设有人机交互界面71，与机械手主机31、激光器主机33、顶升气缸41、顶伸气缸51、驱动电机54以及冷水机6等执行器电控连接，通过人机交互界面71进行设置或控制各执行器的动作。
49.工作时，倍数链8将待清洗制动梁9移动到固定位置，顶升气缸41伸出顶起顶升板42，定位叉板43叉起待清洗制动梁9，顶升至顶伸旋转机构5处，两端顶伸旋转轴(含主动轴和从动轴)由顶伸气缸51推出，可拆卸夹头55夹紧待清洗制动梁9，夹紧动作完成后，两端顶升气缸41缩回，设备开始进入清洗工作，激光清洗头34两侧面安装测距仪35，测量清洗头到
制动梁9需清洗表面距离，实时反馈给机械手32，调整清洗头位置，顶伸旋转主动轴52以一定速度带动制动梁9旋转，从而进行全方位清洗工作，当清洗工作完成后，激光清洗系统3停止工作，顶升气缸41伸出，将已清洗制动梁9放至倍数链8上传至下一工序，设备等待下一待清洗制动梁9进入清洗工作位。
50.本实施例的自动化清洗火车制动梁的激光清洗机，解决市面上普遍的制动梁9除锈设备存在清洗不全面、效率低、二次污染及损伤工件等问题；设备采用双工位清洗方式，可一次性上两件待清洗制动梁9进行清洗，提高清洗效率；激光清洗头34由机械手32驱动，配备测距仪35，能更灵活的对制动梁9进行全面清洗；旋转顶伸机构配置多种型号可拆卸更换的夹头55，可兼容多种制动梁9型号，如客车、货车及高铁等不同车辆型号的制动梁9，实现多样性，多元化，设备通用性更高；可与流水线(与倍数链8相结合)对接，采用机械式上料，全程实现自动化，不需要大量人力介入，节约人力成本与时间，大大提升了工件品质与工作效率，同时保证环保无污染。
51.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。