本发明专利技术属于铁路工程车辆车体制造装置，为解决现有技术中张拉机工作效率低，不利于批量流水线生产，以及长时间保持夹紧和张拉状态消耗设备各部件影响使用寿命的技术问题，提供一种蒙皮张拉装置、控制系统及控制方法。其中的蒙皮张拉装置通过第一夹紧机构和第二夹紧机构夹持待张拉蒙皮，液压泵站驱动拉伸装置并带动第二夹紧机构沿滑轨移动，完成对蒙皮的张拉，安装于液压泵站的压力传感器和安装于拉伸机构的位移传感器，实时检测张拉工况，操作便利。另外，基于蒙皮张拉装置的控制系统对蒙皮张拉和后续焊接实现闭环控制，相应的控制方法，先将蒙皮与工艺支撑焊接吊离后再与车体框架焊接，有效提高了加工效率，降低了蒙皮持续张拉的时间。
A skin tension device, control system and control method
【技术实现步骤摘要】
一种蒙皮张拉装置、控制系统及控制方法
本专利技术属于铁路工程车辆车体制造装置，具体涉及一种蒙皮张拉装置、控制系统及控制方法。
技术介绍
铁路工程车辆是检修铁路接触网的专用设备，该类车型的车体表面平整度和车体刚度要求很高，为了满足要求，车体侧墙采用2.5mm厚的高强钢板作为蒙皮材料，这使得在侧墙制造过程中如何控制平面度成为整车制造的难点。侧墙制造如需满足质量要求应采用整板蒙皮制造工艺，整板蒙皮工艺能够减少拼接焊缝，提高侧墙平面度，但在蒙皮与侧墙框架组焊时，整板蒙皮连续焊接会发生失稳变形，局部出现外凸或内凹，从而影响整车质量。为了克服以上缺陷，侧墙的制造除采用整板工艺外还需配合使用张拉工艺，即在蒙皮焊接前进行预拉伸，确保蒙皮与骨架焊接后的平整度。从蒙皮吊装到张拉至所需长度，仅需约二十分钟，焊接时张拉设备必须持续夹紧并使蒙皮保持张拉状态，但是对于大规格蒙皮焊接用时往往要持续数小时，期间张拉设备无法进行其他作业。传统张拉设备对蒙皮张拉不能实现闭环控制，而不同批次板材的力学性能有所差异，每张蒙皮的开卷质量也不相同，导致采用相同工艺参数时张拉效果也不相同。如图1是申请号为200820149303.X的技术专利中公开的液压涨拉机结构示意图，包括机架12，以及固定于机架12上依次连接的电机13、联轴器11、油泵19和液压缸17，油泵19还连接有换向开关10，其中油泵19、换向开关10和液压缸17之间通过油管9连接；机架12上还设置有弹簧秤18，弹簧秤18的一端装有钢丝绳16，钢丝绳16的另一端依次绕过一个动滑轮15和一个定滑轮14，然后固定在机架12上，动滑轮15前端固定有牵引器7；机架12下部设有便于移动的滚轮8。在工作时，启动电机13带动油泵19工作，调整换向开关10使油泵19内的油经油管9进入液压缸17，液压缸17缸体向外伸出的同时带动安装在液压缸17上的定滑轮14拉动钢丝绳16，钢丝绳16带动动滑轮15使所要牵拉的钢丝拉直。上述现有涨拉机仅适用于钢丝的拉伸，无法用于板材的拉伸。即使进行改动用于板材的拉伸也存在很多问题：(1)整体框架简易尺寸小，不能涨拉侧墙一类的大型蒙皮；(2)仅有一个液压缸，工作拉力小；(3)无法实现蒙皮的夹紧；(3)拉力及伸长量的测量是通过钢丝绳带动弹簧秤间接完成的，测量精度低。如图2是一种采用卧式张拉和车下焊接方式的张拉设备，蒙皮21夹持于第三夹紧机构24和第一拉伸机构20之间，置于平台23上，蒙皮21张拉至所需长度后，张拉设备持续夹紧并使蒙皮21保持张拉状态，将车体部分框架22吊放至蒙皮21上，完成蒙皮21和框架22的焊接后，再整体吊离，切除张拉蒙皮预留的工艺余量，最后进行车体框架22组焊。但该类设备在蒙皮21和框架22焊接时，张拉设备必须持续夹紧蒙皮，并使蒙皮保持张拉状态，蒙皮框架22焊接耗时较长，张拉设备的有效利用率低，使该工序成为了瓶颈工序，不利于批量流水线生产。另外，长时间保持夹紧和张拉状态也会消耗设备各部件的使用寿命，侧墙框架22与蒙皮焊接好后，还需要垂直吊起再与底架焊接，而焊接了侧墙框架22后的蒙皮不便垂直起吊，还需要采用专用吊具或焊接吊耳。如图3是一种采用立式张拉和车上焊接方式的张拉设备，两套立式张拉设备26分别设于地埋轨道25上，先完成车体框架22整体焊接，将车体框架22落入地埋轨道25之间的焊接胎位，分别吊装两张蒙皮21至两侧的张拉设备上，将蒙皮21夹紧，蒙皮21置于支架27上，调整高度至合适位置后开始张拉蒙皮21，蒙皮21张拉到所需长度后，调整张拉设备的驱动机构，使蒙皮21紧贴车体框架22，焊接完成后，张拉设备松开蒙皮21，最后切除工艺余量。该类设备虽然可同时张拉和焊接两张蒙皮21，但其实质是通过两套张拉设备实现的，张拉前的蒙皮21吊装和位置调整耗时比卧式张拉更长，焊接时仍需占用张拉设备，设备有效利用率低。同样存在长时间保持夹紧和张拉状态会消耗设备各部件使用寿命的问题。此外，采用立式张拉，需要实现蒙皮21在三个方向上的运动，结构复杂，难以采用大吨位液压缸提供张拉所需的夹紧力和张拉力，只适用于所需张拉力较小的情况。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是在于解决现有技术中张拉机工作效率低，不利于批量流水线生产，以及长时间保持夹紧和张拉状态消耗设备各部件影响使用寿命的技术问题，提供一种蒙皮张拉装置、控制系统及控制方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种蒙皮张拉装置，其特殊之处在于，包括液压泵站和支座；所述支座上同轴依次设置有第一夹紧机构、第二夹紧机构和拉伸机构；所述第一夹紧机构包括第一杠杆、第一底座，以及设置于第一底座上的第一油缸、第一支撑座和第一下夹块；第一杠杆中部与第一支撑座铰接，第一杠杆一端与第一油缸的输出端铰接，另一端连接第一上夹块，第一上夹块位于第一下夹块的正上方，所述第一上夹块和第一下夹块的长度相同，均大于待张拉蒙皮的宽度；所述第二夹紧机构包括第二杠杆、第二底座，以及设置于第二底座上的第二油缸、第二支撑座和第二下夹块；第二杠杆中部与第二支撑座铰接，第二杠杆一端与第二油缸的输出端铰接，另一端连接第二上夹块，第二上夹块位于第二下夹块的正上方；第二底座的下部设有滑轨，所述滑轨与设置在支座上的滑动组件相配合，第二底座上设有位移传感器，所述第二上夹块和第二下夹块的长度相同，均大于待张拉蒙皮的宽度；所述拉伸机构包括固定于支座上的安装架，以及固定于安装架的第三油缸，第三油缸的输出端通过拉杆和第二底座相连；液压泵站分别通过油管与第一油缸、第二油缸和第三油缸相连，液压泵站连接有压力表。进一步地，所述第一夹紧机构与支座为可拆卸连接，便于根据工况需要移动第一夹紧机构的位置。进一步地，所述滑动组件包括滚动轴和滚动轴承，所述滚动轴安装于支座，滚动轴承套设于滚动轴上与滑轨相配合。一种蒙皮张拉控制系统，其特殊之处在于，包括吊装装置、上位机、数据控制单元、图像采集单元和显示单元、以及如上所述的蒙皮张拉装置；所述图像采集单元采集待张拉蒙皮的预设信息，并将预设信息传送至数据控制单元；所述数据控制单元接收所述预设信息，判断待张拉蒙皮是否符合预设要求；若符合，则控制所述蒙皮张拉装置执行预设程序，若不符合，则不予执行预设程序，并将信息通过所述显示单元显示；数据控制单元接收上位机指令、压力表的压力值数据、以及位移传感器的位移量数据，并根据压力值数据和位移量数据判断蒙皮张拉装置的张拉工况，结合预设程序控制吊装装置和蒙皮张拉装置工作；所述吊装装置将符合预设要求的待张拉蒙皮吊装至所述蒙皮张拉装置，蒙皮张拉装置完成张拉及辅助焊接操作后再将张拉后的蒙皮吊离；所述蒙皮张拉装置对待张拉蒙皮进行张拉操作，并辅助完成焊接操作；所述上位机接收操作人员的指令输入，并将指令发送至数据控制单元；所述显示单元与数据控制单元连接，显示压力值数据、位移量数据、张拉工况、预设信息和预设程序。进一步地，还包括报警单元；当数据控制单元判断待张拉蒙皮不符合预设要求或张拉工况异常时，数据控制单元向报警单元发送报警信息，报警单元发出报警提示。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蒙皮张拉装置，其特征在于：包括液压泵站(5)和支座(1)；/n所述支座(1)上同轴依次设置有第一夹紧机构(2)、第二夹紧机构(3)和拉伸机构(4)；/n所述第一夹紧机构(2)包括第一杠杆(202)、第一底座(201)，以及设置于第一底座(201)上的第一油缸(204)、第一支撑座(203)和第一下夹块(206)；第一杠杆(202)中部与第一支撑座(203)铰接，第一杠杆(202)一端与第一油缸(204)的输出端相铰接，另一端连接第一上夹块(205)，第一上夹块(205)位于第一下夹块(206)的正上方；所述第一上夹块(205)和第一下夹块(206)的长度相同，均大于待张拉蒙皮的宽度；/n所述第二夹紧机构(3)包括第二杠杆(302)、第二底座(301)，以及设置于第二底座(301)上的第二油缸(304)、第二支撑座(303)和第二下夹块(306)；第二杠杆(302)中部与第二支撑座(303)铰接，第二杠杆(302)一端与第二油缸(304)的输出端相铰接，另一端连接第二上夹块(305)，第二上夹块(305)位于第二下夹块(306)的正上方；第二底座(301)的下部设有滑轨(307)，所述滑轨(307)与设置在支座(1)上的滑动组件相配合，第二底座(301)上设有位移传感器；所述第二上夹块(305)和第二下夹块(306)的长度相同，均大于待张拉蒙皮的宽度；/n所述拉伸机构(4)包括固定于支座(1)上的安装架(401)，以及固定于安装架(401)的第三油缸(402)，第三油缸(402)的输出端通过拉杆(403)和第二底座(301)相连；/n液压泵站(5)分别通过油管与第一油缸(204)、第二油缸(304)和第三油缸(402)相连，液压泵站(5)连接有压力表。/n...
【技术特征摘要】
1.一种蒙皮张拉装置，其特征在于：包括液压泵站(5)和支座(1)；
所述支座(1)上同轴依次设置有第一夹紧机构(2)、第二夹紧机构(3)和拉伸机构(4)；
所述第一夹紧机构(2)包括第一杠杆(202)、第一底座(201)，以及设置于第一底座(201)上的第一油缸(204)、第一支撑座(203)和第一下夹块(206)；第一杠杆(202)中部与第一支撑座(203)铰接，第一杠杆(202)一端与第一油缸(204)的输出端相铰接，另一端连接第一上夹块(205)，第一上夹块(205)位于第一下夹块(206)的正上方；所述第一上夹块(205)和第一下夹块(206)的长度相同，均大于待张拉蒙皮的宽度；
所述第二夹紧机构(3)包括第二杠杆(302)、第二底座(301)，以及设置于第二底座(301)上的第二油缸(304)、第二支撑座(303)和第二下夹块(306)；第二杠杆(302)中部与第二支撑座(303)铰接，第二杠杆(302)一端与第二油缸(304)的输出端相铰接，另一端连接第二上夹块(305)，第二上夹块(305)位于第二下夹块(306)的正上方；第二底座(301)的下部设有滑轨(307)，所述滑轨(307)与设置在支座(1)上的滑动组件相配合，第二底座(301)上设有位移传感器；所述第二上夹块(305)和第二下夹块(306)的长度相同，均大于待张拉蒙皮的宽度；
所述拉伸机构(4)包括固定于支座(1)上的安装架(401)，以及固定于安装架(401)的第三油缸(402)，第三油缸(402)的输出端通过拉杆(403)和第二底座(301)相连；
液压泵站(5)分别通过油管与第一油缸(204)、第二油缸(304)和第三油缸(402)相连，液压泵站(5)连接有压力表。
2.如权利要求1所述一种蒙皮张拉装置，其特征在于：所述第一夹紧机构(2)与支座(1)为可拆卸连接。
3.如权利要求1或2所述一种蒙皮张拉装置，其特征在于：所述滑动组件包括滚动轴和滚动轴承，所述滚动轴安装于支座(1)，滚动轴承套设于滚动轴上与滑轨(307)相配合。
4.一种蒙皮张拉控制系统，其特征在于：包括吊装装置、上位机、数据控制单元、图像采集单元和显示单元、以及如权利要求1至3任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，王宇，麻彬彬，张彤阳，赵保春，李江吉，
申请(专利权)人：中车西安车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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