一种轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构制造技术

本发明专利技术公开了一种具有可以实现轨道交通车辆中不同结构的墙体之间的自动化焊接，且变形小、质量更好等有益效果的轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构。具体工艺中墙体全部采用激光焊接，焊接过程中采用柔性化组焊设备；采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；同时仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换。基于上述新的组焊工艺，本发明专利技术采用全流程自动化激光焊接生产设备及其布局，包括蒙皮自动上料系统、龙门式切焊系统、蒙皮切割拼焊夹具系统、产品柔性切焊平台系统、骨架组焊平台系统、骨架蒙皮随动压紧系统、产品翻转系统和安全防护外围设备等。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构
本专利技术涉及轨道客车的组成部件，即车辆墙体的焊接工艺及其生产布局结构

技术介绍
轨道车辆车厢墙体主要包括侧墙、端墙、顶板以及裙板（以下统称为墙体），墙体主要由蒙皮、骨架及相关连接附件组成。作为车辆的外观件，对尺寸、平面度、轮廓度等要求较高，是轨道车辆制造中的组焊控制重点。目前轨道车辆墙体常采用碳钢、不锈钢材料，制造工艺为人工传统弧焊、电阻点焊，焊接变形大，人工劳作强度高，效率低下。虽然近年来随着激光拼焊技术的日益成熟和广泛应用，轨道车辆领域也有很多尝试，但基本上还停留在板材类型蒙皮激光拼焊局部简单应用，整体自动化率不高，对于异型轮廓的蒙皮的墙体就无法满足。以现有技术中用于轨道客车的碳钢侧墙为例，其墙体主要由蒙皮、骨架组件和纵梁组成，焊接方式则全部采用电阻点焊和弧焊连接的方法。进一步结合附图1，其制造工艺流程为：蒙皮开卷下料后进行平整处理，同时将骨架零件通过弧焊组成骨架组件，然后将蒙皮与骨架组件通过电阻焊将进行点固组对，再接下来将纵梁通过弧焊与组对后的组件一起完成焊接，得到成品。本专利申请的专利技术人发现，上述的制造工艺存在以下问题：1、蒙皮整体下料，生产占地面积大，虽然有平整工序，但是整体吊装过程中仍难保证平面度符合要求。2、碳钢侧墙整体结构，需大量人工参入组装，效率低，工装投入大，无法实现自动化。3、采用电阻焊和弧焊，焊接变形大，效率低下，焊接成型不美观，产生很多焊渣，需额外设置打磨修整工序，且能耗较大，产生大量烟尘和有毒气体。针对上述问题，一项公开号为：CN110560897A，名为：一种轨道车辆板梁整体式侧墙组焊方法的专利技术专利公开了一种解决方案，它包括如下步骤：步骤一、将预切割的多块墙板焊接成墙板整体；步骤二、将所述墙板整体放在预组的骨架上，对所述墙板整体涨拉，并将所述墙板整体和所述骨架焊接成侧墙整体；步骤三、将零件焊接在所述侧墙整体上；步骤四、将焊接零件后的所述侧墙整体侧进行补强板点焊。本专利申请的专利技术人发现，该技术同样存在如下一些不足：a)该技术将单体蒙皮拼焊成整体后，再吊装放到预组骨架上，采用两端手动夹持拉紧控制蒙皮平面度，操作繁琐。b)蒙皮总成与预组骨架组拼时，采用两端张紧方法，会造成侧墙模块焊后残留预应力，影响侧墙强度。c)单体蒙皮拼接采用激光焊接，而骨架和骨架与蒙皮总成组焊等采用电阻焊或弧焊，仍存在效率低，热量大，变形大问题。d)骨架的预组和所述侧墙模块整体的形成均是在总组点焊工装上完成，带着组焊工装整体吊运和翻转，效率低，安全性低。e)基本属于人工操作、吊装、转运，自动化程度低，效率低。同时通过检索，另一项名为：一体化板材自动切焊设备，专利公开号为：CN110340671A的专利技术专利，公开了一种用于解决板材之间激光拼焊的技术。但该技术解决的是常规形状的平面板材的激光拼焊，包括自动上料，自动定位，自动拼焊，未能解决轨道交通车间墙体异型面蒙皮的拼焊，及后续骨架组焊，蒙皮与骨架组焊等问题。综上所述，目前缺少一种可以实现轨道交通车辆中不同结构的墙体之间的自动化焊接，且变形小、质量更好的焊接工艺及其生产布局结构。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种可以实现轨道交通车辆中不同结构的墙体之间的自动化焊接，且变形小、质量更好的轨道车辆墙体激光组焊工艺及其生产布局结构。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种轨道车辆墙体激光组焊工艺；墙体全部采用激光焊接，焊接过程中采用柔性化组焊设备；采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；同时仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换；具体包括如下步骤：第一步，通过激光切割设备对用于组成墙体的蒙皮基板进行切割下料；第二步，将切割后的蒙皮采用蒙皮基板自动上料装置按预设的拼焊要求进行自动拼接，拼接的同时结合自动焊接设备对拼缝进行焊接；第三步，通过弧焊或激光填丝焊工艺对用于组成墙体的骨架物料进行组焊，使用骨架形成一个整体；第四步，采用激光叠焊工艺将上述步骤中拼接后的蒙皮与组焊后的骨架进行组对固定，然后采用激光断续熔透焊工艺将骨架与蒙皮总成的一面完成组焊，形成墙体模块；第五步，通过机器对第四步中完成组焊的墙体模块进行自动翻转，翻转角度为180度；第六步，对翻转后的墙体模块采用激光熔透焊和激光叠焊工艺完成另一面的自动焊接；第七步，通过机器对第六步中完成焊接的墙体模块再次进行自动翻转，翻转角度为180度；第八步，通过自动下线设备将第七步中的产品进行自动的下线操作，得到下线的成品。同时本专利技术还提供了一种基于上述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，它包括蒙皮自动上料系统、龙门式切焊系统、蒙皮切割拼焊夹具系统、产品柔性切焊平台系统、骨架组焊平台系统、骨架蒙皮随动压紧系统、产品翻转系统和安全防护外围设备；所述的蒙皮自动上料系统位于最前端，蒙皮自动上料系统的上料端与龙门式切焊系统的进料端相对接；龙门式切焊系统后连接有蒙皮切割拼焊夹具系统；蒙皮切割拼焊夹具系统与产品柔性切焊平台系统相连接；产品柔性切焊平台系统后连接有骨架蒙皮随动压紧系统；骨架蒙皮随动压紧系统后连接有产品翻转系统；所述的骨架组焊平台系统并排设置在产品柔性切焊平台系统的旁边。作为优选，所述的蒙皮自动上料系统包括龙门架、水平移动轴系统、垂直升降轴系统、蒙皮吸盘夹具系统、单双张检测系统和蒙皮磁分平台；所述的水平移动轴系统安装于龙门架的横梁上，垂直升降轴系统安装于水平移动轴系统上；蒙皮吸盘夹具系统安装于垂直升降轴系统的升降臂上；蒙皮磁分平台设置于蒙皮吸盘夹具系统的下方；单双张检测系统安装于蒙皮磁分平台上。作为优选，所述的龙门式切焊系统包括轨道、机器人悬挂龙门架、机器人安装底座、机器人系统和激光切焊系统；所述的机器人悬挂龙门架安装于轨道上；机器人安装底座与机器人悬挂龙门架的横梁固定连接；机器人系统安装于机器人安装底座上，激光切焊系统安装于机器人系统的移动臂上。作为优选，所述的蒙皮切割拼焊夹具系统包括蒙皮前仿形压紧夹具龙门、蒙皮后仿形压紧夹具龙门、可拆仿形压紧机构、夹具系统轨道、横向定位可动滚轮和横向定位固定滚轮；所述的产品柔性切焊平台系统包括基台、可拆仿形台模块、仿形台模块角度调节机构、万向球牛眼、牵引机构滑轨、前引机构架、前引机构、后牵引机构架和后牵引机构；所述的皮前仿形压紧夹具龙门和蒙皮后仿形压紧夹具龙门依次安装在夹具系统轨道上；所述的可拆仿形压紧机构安装于上述两个夹具龙门的下方；所述的横向定位可动滚轮安装于基台上；所述的横向定位固定滚轮安装于可拆仿形台模块上；所述的基台固定于地基上，基台上铺设有高精度的万向球牛眼；可拆仿形台模块与基台之间铰接；可拆仿形台模块可自由转动，同时可根据产品异型面进行更换仿形台模块；仿形台模块角度调节机构的底部固定于基台上；仿形台模块角度调节机构的调节杆连接于可拆仿形台模块上；所述的牵引机构滑轨、前引机构架、前引机构、后牵引机构架和后牵引机构组成两组可移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆墙体激光组焊工艺，其特征在于：墙体全部采用激光焊接，焊接过程中采用柔性化组焊设备；采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；同时仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换；具体包括如下步骤：/n第一步，通过激光切割设备对用于组成墙体的蒙皮基板进行切割下料；/n第二步，将切割后的蒙皮采用蒙皮基板自动上料装置按预设的拼焊要求进行自动拼接，拼接的同时结合自动焊接设备对拼缝进行焊接；/n第三步，通过弧焊或激光填丝焊工艺对用于组成墙体的骨架物料进行组焊，使用骨架形成一个整体；/n第四步，采用激光叠焊工艺将上述步骤中拼接后的蒙皮与组焊后的骨架进行组对固定，然后采用激光断续熔透焊工艺将骨架与蒙皮总成的一面完成组焊，形成墙体模块；/n第五步，通过机器对第四步中完成组焊的墙体模块进行自动翻转，翻转角度为180度；/n第六步，对翻转后的墙体模块采用激光熔透焊和激光叠焊工艺完成另一面的自动焊接；/n第七步，通过机器对第六步中完成焊接的墙体模块再次进行自动翻转，翻转角度为180度；/n第八步，通过自动下线设备将第七步中的产品进行自动的下线操作，得到下线的成品。/n...

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆墙体激光组焊工艺，其特征在于：墙体全部采用激光焊接，焊接过程中采用柔性化组焊设备；采用移动龙门式切割拼焊夹具系统，可以沿着拼焊平台移动，实现任意位置单体蒙皮的拼焊；同时仿形压紧机构采用快拆形式，能依据墙体形状进行快速调整更换；具体包括如下步骤：
第一步，通过激光切割设备对用于组成墙体的蒙皮基板进行切割下料；
第二步，将切割后的蒙皮采用蒙皮基板自动上料装置按预设的拼焊要求进行自动拼接，拼接的同时结合自动焊接设备对拼缝进行焊接；
第三步，通过弧焊或激光填丝焊工艺对用于组成墙体的骨架物料进行组焊，使用骨架形成一个整体；
第四步，采用激光叠焊工艺将上述步骤中拼接后的蒙皮与组焊后的骨架进行组对固定，然后采用激光断续熔透焊工艺将骨架与蒙皮总成的一面完成组焊，形成墙体模块；
第五步，通过机器对第四步中完成组焊的墙体模块进行自动翻转，翻转角度为180度；
第六步，对翻转后的墙体模块采用激光熔透焊和激光叠焊工艺完成另一面的自动焊接；
第七步，通过机器对第六步中完成焊接的墙体模块再次进行自动翻转，翻转角度为180度；
第八步，通过自动下线设备将第七步中的产品进行自动的下线操作，得到下线的成品。


2.一种基于权利要求1所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：它包括蒙皮自动上料系统（1）、龙门式切焊系统（2）、蒙皮切割拼焊夹具系统（3）、产品柔性切焊平台系统（4）、骨架组焊平台系统（5）、骨架蒙皮随动压紧系统（6）、产品翻转系统（7）和安全防护外围设备；所述的蒙皮自动上料系统（1）位于最前端，蒙皮自动上料系统（1）的上料端与龙门式切焊系统（2）的进料端相对接；龙门式切焊系统（2）后连接有蒙皮切割拼焊夹具系统（3）；蒙皮切割拼焊夹具系统（3）与产品柔性切焊平台系统（4）相连接；产品柔性切焊平台系统（4）后连接有骨架蒙皮随动压紧系统（6）；骨架蒙皮随动压紧系统（6）后连接有产品翻转系统（7）；所述的骨架组焊平台系统（5）并排设置在产品柔性切焊平台系统（4）的旁边。


3.根据权利要求2中所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：所述的蒙皮自动上料系统（1）包括龙门架（101）、水平移动轴系统（102）、垂直升降轴系统（103）、蒙皮吸盘夹具系统（104）、单双张检测系统（105）和蒙皮磁分平台（106）；所述的水平移动轴系统（102）安装于龙门架（101）的横梁上，垂直升降轴系统（103）安装于水平移动轴系统（102）上；蒙皮吸盘夹具系统（104）安装于垂直升降轴系统（103）的升降臂上；蒙皮磁分平台（106）设置于蒙皮吸盘夹具系统（104）的下方；单双张检测系统（105）安装于蒙皮磁分平台（106）上。


4.根据权利要求2中所述的轨道车辆墙体激光组焊工艺的生产布局结构，其特征在于：所述的龙门式切焊系统（2）包括轨道（201）、机器人悬挂龙门架（202）、机器人安装底座（203）、机器人系统（204）和激光切焊系统（205）...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋阳，江书平，高升，程立伟，
申请(专利权)人：武汉中车电牵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42