本發明屬于軌道車輛轉向架制動部分的組裝焊接，所焊接的制動吊座為高應力、高承載、轉向架產品核心組成重要部件；具體涉及一種地鐵制動吊座自動化焊接工藝及設備。

背景技術：

1、制動吊座應用于pw120e地鐵轉向架，屬于轉向架中制動組件的關鍵部件，通過該部件將制動組件與轉向架連接在一起。制動吊座的結構如圖1所示。

2、針對制動吊座的焊接，現有技術分為：①人工組裝加焊接模式；②自動化組裝焊接模式（中國專利zl2019113064771）。

3、①人工組裝加焊接模式：在現有人工技術條件下制動吊座立板的相對位置很難得到保證，由于手工組裝的誤差經常造成產品不合格而進行大量的返工；并且制動吊座筋板的裝配位置屬于空間尺寸，手工樣板劃線裝配也難以滿足其裝配精度，故筋板位置的不準確會影響該部件的受力情況影響產品的使用壽命，存在一定的安全隱患；制動吊座分左右件，手工組裝有時會將左右件裝反導致產品報廢，浪費了產品物料增加了生產成本。

4、②自動化組裝焊接模式（中國專利zl2019113064771）：各部件以及各焊縫能夠實現全自動化組裝焊接，但是經過近幾年的批量焊接使用，發現制動吊座立板部件因為鍛造模具老化、材料鍛造回彈量不確定，導致制動吊座立板部件的輪廓度不一致情況很普遍而且沒有規律可循，進而在后續加工孔的時候造成孔并不能完全與加工面成79.73°（圖2），使得制動吊座立板與制動管組裝后的夾角不一致且角度變化分布不均勻無規律可循，但是全自動化焊接焊接焊槍的位置以及角度是根據示教而定的并不能隨著產品的變化而自動調整焊槍角度，同時焊接速度很快即使加裝相關的傳感器（如視覺傳感器、激光角度傳感器等）也不能實現焊槍角度的及時調整，故產品完成焊接后會出現制動吊座立板咬邊（夾角偏小）、整體焊縫焊腳不對稱（夾角偏大）、的問題。焊縫出現焊接缺陷則增加了焊后修補工作量，雖然自動化焊接產品的焊接效率得到提升，但是修補量的增加使得產品生產的效率與手工焊持平或低于手工焊（在每一件產品均需要修補的情況下）、。同時立板輪廓度偏差也會造成制動吊座筋板與制動吊座立板之間的間隙過大（見圖3），進而影響制動吊座筋板與制動吊座立板之間角焊縫的自動化焊接。

5、故為了改善上述問題，需要根據已發現的問題對制動吊座全自動焊接的工藝以及焊接形式進行優化。

技術實現思路

1、針對上述現有技術可知，本發明需要解決的技術問題如下：①制動吊座立板因輪廓度偏差使立板與制動管組裝后夾角不一致而導致焊縫批量性焊接缺陷的問題，需要對制動吊座立板環焊縫的焊接位置進行優化；②制動吊座立板因輪廓度偏差而造成制動吊座筋板與制動吊座立板之間間隙過大，無法實現制動吊座筋板與制動吊座立板之間角焊縫自動化焊接的問題，需要對制動吊座筋板寬度進行多種規格備料。

2、為實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

3、一種地鐵制動吊座自動化焊接設備，包括第一焊接裝置，用于制動吊座立板與制動管的環焊縫，筋板與立板及制動管之間的角焊縫焊接；第一焊接裝置包括雙軸變位機、焊接機器人和制動吊座焊接工裝，雙軸變位機上設置制動吊座焊接工裝，制動吊座焊接工裝包括左件活動限位、右件活動限位、三爪卡盤、左件滑槽、右件滑槽、滑槽擋塊和活動定位塊；

4、三爪卡盤中心設置空腔用于預夾緊或緊固制動吊座的制動管；三爪卡盤的一側設置相對的左件滑槽和右件滑槽，左件滑槽和右件滑槽的內端均固定設置有滑槽擋塊，用于滑動限位；左件滑槽和右件滑槽上分別滑動豎立有左件活動限位和右件活動限位，左件活動限位和右件活動限位的上端均設有活動定位塊，活動定位塊與制動吊座的立板接觸定位。

5、進一步的，所述左件活動限位和右件活動限位的滑動方向正好相反，左件活動限位和右件活動限位可分別從左件滑槽和右件滑槽的外端撤出。

6、進一步的，所述焊接設備還包括第二焊接裝置，用于制動吊座的封板與制動管的組裝焊接；所述第二焊接裝置包括如下焊接區域：所述制動管的兩端設有制動管裝配限位，制動管兩端外側設有封板夾持件，封板夾持件通過其自身電磁件的材質可固定所述封板，并通過氣缸運動將封板送至制動管內點固后退出，參照中國專利zl2019113064771。

7、利用上述任意一項所述的地鐵制動吊座自動化焊接設備的制動吊座自動化焊接方法，采用所述第一焊接裝置全自動焊接，所述方法包括：

8、（1）制動吊座的封板與制動管組裝焊接；

9、（2）制動吊座的筋板和立板手工組裝，所述筋板的上部寬度為200-206mm，下部寬度為186-192mm，滿足筋板與立板之間的間隙控制在0～1mm；

10、（3）制動吊座的立板與制動管環焊縫焊接，筋板與制動管和立板的焊接。

11、進一步的，所述步驟（3）：

12、（3.1）待組裝焊接的制動吊座產品與制動吊座焊接工裝的定位組裝：

13、（3.2）制動吊座的立板與制動管的4條內外側環焊縫焊接；

14、（3.3）制動吊座的筋板與立板及制動管之間的焊縫焊接。

15、進一步的，所述步驟（3.1）：將所述步驟（2）手工組裝完成的制動吊座產品吊裝至所述制動吊座焊接工裝上，制動管放入三爪卡盤內并人工通過扳手旋轉卡爪驅動機構預夾緊，保證制動吊座產品與工裝垂直同時在三爪卡盤可自由旋轉；活動限位在滑槽移動并抵住滑槽擋塊后活動定位塊安裝到位，通過旋轉制動吊座使立板與活動定位塊接觸實現產品定位；再次通過扳手旋轉卡爪驅動機構使制動吊座產品緊固在三爪卡盤上，而后活動限位從滑槽中滑出，避免焊槍與活動限位干涉影響環焊縫焊接。

16、進一步的，所述步驟（3.2）：

17、雙軸變位機的旋轉軸1逆時針旋轉45°，使制動吊座產品與水平面呈斜向上45°夾角，雙軸變位機的旋轉軸2旋轉，開始立板與制動管環的內外側第一焊縫的焊接：機器人攜帶焊槍移動至焊接起始點，焊槍與水平面夾角80-100°進行焊接；

18、雙軸變位機的旋轉軸1繼續逆時針旋轉90°，使制動吊座產品與水平面呈斜向下45°夾角；雙軸變位機的旋轉軸2旋轉，開始立板與制動管環的內外側第二焊縫的焊接：機器人攜帶焊槍移動至焊接起始點，焊槍與水平面夾角80-100°進行焊接。

19、更進一步的，所述內外側第一焊縫的焊接：外側第一焊縫焊接時，雙軸變位機的旋轉軸2逆時針旋轉，內側第一焊縫焊接時，雙軸變位機的旋轉軸2順時針旋轉；

20、所述內外側第二焊縫的焊接：外側第二焊縫焊接時，雙軸變位機的旋轉軸2逆時針旋轉，內側第二焊縫焊接時，雙軸變位機的旋轉軸2順時針旋轉。

21、進一步的，所述步驟（3.3）：雙軸變位機的旋轉軸1在所述內外側第二焊縫姿態的基礎上順時針旋轉45°，使工件處于水平狀態；雙軸變位機的旋轉軸2再順時針旋轉50°，使筋板呈水平狀態；筋板與立板及制動管之間角焊縫焊接完成上方一面后，雙軸變位機的旋轉軸2逆時針旋轉180°，再焊接下方一面。

22、進一步的，利用所述第二焊接裝置將封板與制動管焊接。

23、本發明的優點主要表現在：

24、（1）根據制動吊座立板不可避免輪廓偏差問題找到了解決方法

25、通過驗證，本套自動化焊接工藝能夠有效的解決制動吊座立板輪廓度偏差而帶來的焊接缺陷問題，使得自動化焊接生產更加的穩定。每列車(48件)產品焊接缺陷產生率由83.3%下降至3%。

26、表1?制動吊座自動焊工藝優化前后焊接缺陷產生率對比表

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28、（2）參與焊接的人員得到減少，工作強度降低

29、優化前為保證成品產出量需要設備操作人員1人，焊接修補人員2人。經過工藝優化后焊接修補人員數量減少1人，且修補人員的工作強度降低82%。

30、表2?制動吊座自動焊工藝優化前后參與焊接工序人員數量對比列表

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32、表3?制動吊座自動焊工藝優化前后修補人員工作強度對比表

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34、（3）產品焊接效率提升

35、經過工藝優化，本自動化焊接工藝與現有專利自動化焊接工藝相比，焊接效率提升10%。

36、表4?制動吊座自動焊工藝優化前后各焊縫焊接時長對比列表

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38、（4）打磨耗材得到節約，工作環境得到改善

39、優化后，焊縫的一致性好、焊接缺陷少，后續焊縫打磨量得到減少，打磨耗材節約量在70%。打磨量的減少除節約打磨耗材外，還減少了打磨粉塵的產生，對工位的工作環境得到改善。

40、表6?制動吊座自動焊工藝優化前后打磨耗材損耗量對比列表

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