打磨装置及方法与流程

1.本发明涉及打磨装置技术领域，尤其涉及一种打磨装置及方法。


背景技术：

2.传统的转向架的侧梁打磨主要包括自动打磨和人工手动打磨两种方式。
3.自动打磨系统通过激光定位确定打磨面并生成打磨路径，然而，由于焊接工件变形误差、自动打磨系统夹具误差、工具磨损等公差累积，导致自动打磨系统虽然在完成平面焊缝时效果较好，但面对较复杂的弧形焊缝时，仍存在打磨精度难以控制的问题，需要进行后续的人工弥补作业。
4.人工手动打磨虽然具有精度高、较灵活可控的特点，但需要人工进行砂轮机打磨，单个砂轮机重量在10公斤左右，操作较为费力，且需要长时间轮班作业，作业强度大、效率低，长时间作业也同样会导致打磨精度的降低。


技术实现要素：

5.本发明提供一种打磨装置及方法，用以解决现有技术中自动打磨精度难以控制、人工打磨强度大且效率低的缺陷。
6.本发明提供一种打磨装置，包括：
7.安装机构，适于连接待打磨件长度方向的两端，以对待打磨件进行支撑定位，并用于调整待打磨件的俯仰角度；
8.定位机构，适于设置在待打磨件宽度方向的两侧；以及
9.打磨机构，安装于所述定位机构，用于对待打磨件进行打磨。
10.根据本发明提供的一种打磨装置，所述定位机构包括调节滑轨、支撑立柱、横杆以及摆臂；
11.所述调节滑轨的长度方向水平且平行于待打磨件的长度方向；
12.所述支撑立柱竖向设置且可移动地连接于所述调节滑轨；
13.所述横杆水平转动连接于所述支撑立柱远离所述调节滑轨的一端；
14.所述摆臂竖向转动连接于所述横杆远离所述支撑立柱的一端，所述摆臂远离所述横杆的一端适于安装打磨机构。
15.根据本发明提供的一种打磨装置，所述所述定位机构还包括：
16.配重块，可升降设置于所述横杆并与所述摆臂远离所述横杆的一端牵引连接，所述配重块适于向所述摆臂提供向上的牵引力。
17.根据本发明提供的一种打磨装置，所述定位机构还包括：
18.操作杆，与所述摆臂呈角度设置，所述操作杆的一端可拆卸固定连接于所述摆臂。
19.根据本发明提供的一种打磨装置，所述定位机构还包括：
20.悬挂牵引组件，设置于所述横杆远离所述支撑立柱的一端；
21.所述悬挂牵引组件包括第一滑轮、一对第二滑轮、悬挂杆以及牵引绳；
22.所述第一滑轮转动连接于所述横杆的一端；
23.所述悬挂杆水平设置且垂直固定于所述横杆；
24.一对所述第二滑轮分置于所述悬挂杆的两端；
25.所述牵引绳分别绕设于所述第一滑轮和一对所述第二滑轮，且所述牵引绳的一端连接所述配重块，另一端连接所述摆臂。
26.根据本发明提供的一种打磨装置，所述支撑立柱、所述横杆以及所述摆臂中的至少一者为可伸缩结构。
27.根据本发明提供的一种打磨装置，打磨机构包括打磨器，打磨器包括砂轮打磨机和平面打磨机。
28.根据本发明提供的一种打磨装置，所述砂轮打磨机可拆卸设置有限位块。
29.根据本发明提供的一种打磨装置，所述定位机构与所述打磨机构对应设置有两个，两个所述定位机构沿所述待打磨件的长度方向排布。
30.本发明还提供一种上述的打磨装置的打磨方法，包括：
31.将待打磨件安装于所述安装机构；
32.通过所述安装机构确定待打磨件的俯仰角度，通过所述定位机构调整所述打磨机构位置，并通过所述打磨机构对所述待打磨件的焊缝进行打磨。
33.本发明提供的一种打磨装置及方法，将待打磨件固定安装在安装机构后，通过人工操作打磨机构对待打磨件的相应位置进行打磨，通过定位、支撑和打磨工具与人工辅助相结合的作业方式有效提高了打磨作业效率和精度，有利于降低操作人员的操作难度，提高打磨效率和打磨质量。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是本发明提供的打磨装置中定位机构和打磨结构配合结构的正向示意图；
36.图2是本发明提供的打磨装置中定位机构和打磨结构配合结构的侧向示意图(图2中未示出悬挂牵引组件)；
37.图3本发明提供的打磨装置中表现悬挂牵引组件结构的示意图；
38.图4本发明提供的打磨装置中表现打磨机构结构的正向示意图；
39.图5本发明提供的打磨装置中表现打磨机构结构的侧向示意图；
40.图6本发明提供的打磨装置中表现转向架的侧梁结构的示意图；
41.图7是本发明中侧梁在转动台上的第一状态的示意图；
42.图8是本发明中侧梁在转动台上的第二状态的示意图；
43.图9是本发明提供的打磨方法的流程示意图。
44.附图标记：
45.1、定位机构；11、调节滑轨；12、支撑立柱；13、横杆；14、摆臂；2、打磨机构；23、配重块；24、打磨器；26、操作杆；27、悬挂牵引组件；271、第一滑轮；272、第二滑轮；273、悬挂杆；
274、牵引绳；28、限位块；3、安装机构；31、转动台；4、定位臂燕尾角；5、弹簧筒；6、立板；7、垂向减振器安装座。
具体实施方式
46.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。
47.下面结合图1至图8描述本发明的打磨装置。本发明的打磨装置适用于待打磨件的打磨，待打磨件可以为转向架的侧梁，根据具体情况，也可以为其他的大型零部件，在此不做限定。为简化描述，本发明以下实施例中均以待打磨件为转向架的侧梁为例进行介绍。
48.请参考图6，转向架是轨道车辆中用于承载、传动以及行走的重要结构组成。转向架的侧梁为箱体结构，需要打磨的位置为定位臂燕尾角4、弹簧筒5与立板6之间的对接焊缝、以及垂向减振器安装座7与弹簧筒5之间的焊缝。定位臂为侧梁与轨道车辆的轮对之间的接触部位，定位臂燕尾角4位于定位臂与立板6的夹角处；弹簧筒5用于在轮对与转向架构架之间设置弹簧悬挂装置，弹簧悬挂装置是为了缓和钢轨对轨道车辆的冲击和振动，而弹簧悬挂装置也被称为“一系悬挂装置”或“轴向悬挂装置”；垂向减振器安装座7则用于安装垂向液压减振器。侧梁的结构为现有技术，在此不多赘述。
49.参见图1至图6，根据本发明提供的打磨装置，包括定位机构1、打磨机构2以及安装机构3。安装机构3适于转动连接待打磨件长度方向的两端，以对待打磨件进行支撑定位，并用于调整待打磨件的俯仰角度；定位机构1适于设置在待打磨件宽度方向的两侧；打磨机构2，安装于定位机构1，用于对待打磨件进行打磨。
50.安装机构3设置有两个，每个安装机构3均设置有转动台31，安装侧梁时，以侧梁定位臂燕尾角4朝上的形式，将侧梁的弹簧筒5固定在转动台31上；另一方面，通过转动台31的旋转驱动结构调节侧梁的摆放角度，以便于打磨机构2对不同的位置进行打磨。本实施例中，转动台31设置有可旋转的夹具，两个转动台31的夹具相向设置，旋转驱动结构可以采用驱动电机作为驱动件，驱动电机通过传动结构与转动台31中可旋转的夹具传动连接，从而在驱动电机运行时可以驱动侧梁旋转。可以理解的是，本发明实施例中的两个安装机构3可以分别设置旋转驱动结构，也可以仅在其中一个安装机构3上设置旋转驱动结构。
51.参考图1和图2，定位机构1包括调节滑轨11、支撑立柱12、横杆13以及摆臂14。具体而言，调节滑轨11的长度方向平行于侧梁的长度方向，支撑立柱12竖向设置且可移动地连接于调节滑轨11，如此一来，实现了定位机构1沿侧梁长度方向的移动，便于对侧梁的不同位置进行定位。
52.横杆13水平转动连接于支撑立柱12远离调节滑轨11的一端，摆臂14转动连接于横杆13远离支撑立柱12的一端，摆臂14远离横杆13的一端适于安装打磨机构2。如此设置，通过可转动调节的横杆13和摆臂14，便于定位机构1移动到侧梁需要打磨的位置后，通过打磨机构2对侧梁进行打磨。在一些具体的实施例中，摆臂14通过快速接头连接打磨机构2，以实现对不同打磨机构2的快速拆装。
53.定位机构1还包括配重块23，可升降设置于横杆13并与摆臂14远离横杆13的一端
牵引连接，配重块23适于向摆臂14提供向上的牵引力。如此设置，在确定了打磨位置后进行打磨时，通过配重块23可以为打磨机构2提供向上的拉力，使操作人员更易于操作，减小作业强度。
54.本发明提供的一种打磨装置，通过定位机构1、打磨机构2以及安装机构3，将转向架的侧梁固定安装在安装机构3后，移动定位机构1和打磨机构2，通过升降配重块23牵引打磨机构2，随后人工操作打磨机构2对侧梁的相应位置进行打磨。本发明有效结合了自动打磨与人工打磨的优点，通过定位、支撑和打磨工具与人工辅助相结合的作业方式，利用打磨工具的高效、助力机构的灵活及人工辅助作业的精细，解决了自动打磨作业精度低、人工作业效率低的问题，提高了打磨作业效率和精度。
55.参见图1和图3，定位机构1还包括操作杆26，操作杆26与摆臂14呈角度设置，操作杆26的一端固定连接于摆臂14。
56.如此设置，进行打磨作业时，工作人员通过手持操作杆26来控制打磨机构2移动的方向和速度，有助于提高打磨的精度。
57.参见图1和图3，定位机构1还包括悬挂牵引组件27，悬挂牵引组件27设置于横杆13远离支撑立柱12的一端；悬挂牵引组件27包括第一滑轮271、一对第二滑轮272、悬挂杆273以及牵引绳274；第一滑轮271转动连接于横杆13的一端；悬挂杆273水平设置且垂直固定于横杆13；一对第二滑轮272分置于悬挂杆273的两端；牵引绳274分别绕设于第一滑轮271和一对第二滑轮272，且牵引绳274的一端连接配重块23，另一端连接摆臂14。
58.本实施例中，为了保证悬挂牵引组件27的受力均衡，第一滑轮271的转轴与横杆13共轴线，横杆13端部与悬挂杆273连接处位于该悬挂杆273的中点。当然，根据实际操作情况，悬挂杆273被横杆13分隔的两部分长度未必完全相等，可能是左侧长度大于右侧长度、或右侧长度大于左侧长度，从而使得第一滑轮271的转轴和摆臂14的转动连接处也未必位于悬挂杆273的中点，在此不做过多赘述。
59.两个第二滑轮272的转轴均平行于第一滑轮271的转轴；牵引绳274绕设并滑动连接于第一滑轮271和两个第二滑轮272的外周，牵引绳274的一端与配重块23固定连接，牵引绳274的另一端与打磨机构2固定连接。
60.在实际使用中，牵引绳274、第一滑轮271以及两个第二滑轮272共同组成定滑轮组，当工作人员控制打磨机构2进行升降时，配重块23通过牵引绳274将牵引力传递给打磨机构2，使打磨机构2升降更省力。
61.参见图4和图5，打磨机构2包括打磨器24，打磨器24包括砂轮打磨机和平面打磨机。
62.可选地，砂轮打磨机的砂轮半径取值范围为30厘米至80厘米。
63.可选地，砂轮打磨机可拆卸设置有限位块28，限位块28能够辅助工作人员将砂轮与对应半径的弧形焊缝紧密贴合，在通过砂轮打磨机进行圆角打磨时对砂轮打磨机起到限位作用，避免出现过度打磨的情况。
64.可选地，砂轮打磨机的限位块28的外径取值范围为30厘米至80厘米。
65.在一些实施例中，砂轮打磨机同时设置有半径为80厘米和30厘米的砂轮，砂轮打磨机同时设置有外径为80厘米和30厘米的限位块28，两个限位块28分别适于安装在对应的砂轮位置。
66.在实际应用中，侧梁的定位臂燕尾角4包括内侧定位臂燕尾角4和外侧定位臂燕尾角4，内侧定位臂燕尾角4为半径30厘米的圆弧，外侧定位臂燕尾角4为半径80厘米的圆弧，垂向减振器安装座7与弹簧筒5之间的焊缝为半径80厘米的圆弧，而弹簧筒5与立板6之间的对接焊缝则为平面；因此，需要两种不同的打磨器24，以适配不同形状的焊缝。
67.回见图1，在本发明一些实施例中，支撑立柱12、横杆13以及摆臂14中的至少一者为可伸缩结构。优选地，支撑立柱12、横杆13以及摆臂14均为可伸缩结构；进一步地，支撑立柱12、横杆13和摆臂14均能够沿各自的轴向自锁；更进一步地，支撑立柱12能够在调节滑轨11内自锁。
68.具体而言，支撑立柱12、横杆13以及摆臂14沿各自轴向的伸缩或自锁可以是通过液压驱动(例如在构件内部设置液压缸)来实现，而支撑立柱12在调节滑轨11内自锁可以是通过电机驱动来实现。
69.如此设置，当定位机构1和打磨机构2移动到侧梁相应的打磨位置时，支撑立柱12、横杆13以及摆臂14均能够调整合适的位姿，以适应侧梁不同打磨部位的所在高度和角度；而上述构件在调整好长度或高度后全部自锁，并且支撑立柱12能够在调节滑轨11内自锁，仅有横杆13可绕支撑立柱12转动、摆臂14可绕横杆13转动、以及打磨器24在摆臂14的牵引作用下调节高度，从而提高了定位机构1和打磨机构2的灵活性和稳定性；
70.当工作人员手持操作杆26，通过打磨器24对侧梁施加预紧力时，“操作杆26—摆臂14”共同形成了一组杠杆结构，在保证侧梁稳固安装的条件下，使得打磨所需的预紧力最小化，从而大大减少了人工作业的强度，进一步提高了打磨效率。
71.综上所述，通过采用上述技术方案，将侧梁固定安装在安装机构3后，移动并调整定位机构1和打磨机构2，确定位置后调整支撑立柱12、横杆13以及摆臂14的高度或长度，随后上述构件全部自锁，接着人工操作打磨器24对侧梁的相应位置进行打磨；在打磨过程中，通过调节摆臂14与横杆13之间以及横杆13与支撑立柱12之间的角度，在保证侧梁稳固安装的条件下，使得打磨所需的预紧力最小化。
72.本发明结合了自动打磨工具与助力机构，通过打磨工具与人工辅助相结合的作业方式，利用自动打磨工具的高效、助力机构的灵活及人工辅助作业的精细，解决了自动打磨作业精度低、人工作业强度高及效率低的问题，提升了打磨作业效率和精度。
73.参见图9，本发明还提供一种打磨方法，使用上述的打磨装置进行打磨，包括：
74.s100、将待打磨件安装于安装机构3；
75.s200、通过安装机构3确定待打磨件的俯仰角度，通过定位机构1调整打磨机构2位置，并通过打磨机构2对待打磨件的焊缝进行打磨。
76.在本发明一些实施例中，待打磨件为转向架的侧梁，步骤s200具体包括：
77.s201、通过安装机构3将侧梁固定在第一状态，通过定位机构1将打磨机构2调整至侧梁内侧定位臂燕尾角4位置，并打磨侧梁内侧定位臂燕尾角4；
78.s202、通过定位机构1将打磨机构2调整至侧梁外侧定位臂燕尾角4位置，并打磨侧梁外侧定位臂燕尾角4；
79.s203、通过安装机构3将侧梁调整至第二状态，通过定位机构1将打磨机构2调整至侧梁内侧定位臂燕尾角4位置，并打磨垂向减振器安装座7与弹簧筒5之间的焊缝；
80.s204、通过定位机构1将打磨机构2调整至侧梁内侧定位臂燕尾角4位置，打磨弹簧
筒5与立板6之间的对接焊缝。
81.参见图7，可选地，实际应用中步骤s201具体包括：通过安装机构3将侧梁固定在侧梁定位臂燕尾角4朝上的姿态，该姿态为侧梁的第一状态；通过定位机构1将打磨机构2调整至侧梁内侧定位臂燕尾角4位置，在定位机构1的构件自锁后，采用半径30厘米的砂轮打磨机以及外径30厘米的限位块28，工作人员通过操作杆26压紧砂轮打磨机至限位块28限定的位置，完成侧梁内侧定位臂燕尾角4的打磨。
82.参见图7，可选地，实际应用中步骤s202具体包括：在完成步骤s201后，继续保持侧梁在第一状态，解除定位机构1的构件的自锁，重新调整打磨机构2和定位机构1的位置与角度，随后锁定定位机构1的构件；采用半径80厘米的砂轮打磨机以及外径80厘米的限位块28，工作人员通过操作杆26、压紧砂轮打磨机至限位块28限定的位置，完成侧梁外侧定位臂燕尾角4的打磨。
83.参见图8，可选地，实际应用中步骤s203具体包括：在完成步骤s202后，安装机构3转动90度的侧梁为第二状态，解除定位机构1的构件的自锁，重新调整打磨机构2和定位机构1的位置与角度，随后锁定定位机构1的构件；采用半径80厘米的砂轮打磨机以及外径80厘米的限位块28，在侧梁的第二状态下，工作人员通过操作杆26、压紧砂轮打磨机至限位块28限定的位置，完成垂向减振器安装座7与弹簧筒5之间的焊缝的打磨。
84.参见图8，可选地，实际应用中步骤s204具体包括：在完成步骤s203后，继续保持侧梁在第二状态，将砂轮打磨机更换为平面打磨机，解除定位机构1的构件的自锁，重新调整打磨机构2和定位机构1的位置与角度；随后锁定定位机构1的构件，在侧梁的第二状态下，工作人员通过操作杆26压紧平面打磨机，完成弹簧筒5与立板6之间的对接焊缝的打磨。
85.可选地，步骤s200还包括：
86.s205、更换打磨机构2或打磨机构2的砂带后重复步骤s201至s204进行细磨。
87.本发明提供的打磨方法，具有前述的打磨装置的全部优点，并解决了转向架的侧梁打磨过程中存在的精度难以控制、劳动强度大、打磨效率低的问题，提高了打磨效率和精度。
88.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种打磨装置，其特征在于，包括：安装机构(3)，适于连接待打磨件长度方向的两端，以对待打磨件进行支撑定位，并用于调整待打磨件的俯仰角度；定位机构(1)，适于设置在待打磨件宽度方向的两侧；以及打磨机构(2)，安装于所述定位机构(1)，用于对待打磨件进行打磨。2.根据权利要求1所述的打磨装置，其特征在于，所述定位机构(1)包括调节滑轨(11)、支撑立柱(12)、横杆(13)以及摆臂(14)；所述调节滑轨(11)的长度方向水平且平行于待打磨件的长度方向；所述支撑立柱(12)竖向设置且可移动地连接于所述调节滑轨(11)；所述横杆(13)水平转动连接于所述支撑立柱(12)远离所述调节滑轨(11)的一端；所述摆臂(14)竖向转动连接于所述横杆(13)远离所述支撑立柱(12)的一端，所述摆臂(14)远离所述横杆(13)的一端适于安装打磨机构(2)。3.根据权利要求2所述的打磨装置，其特征在于，所述定位机构(1)还包括：配重块(23)，可升降设置于所述横杆(13)并与所述摆臂(14)远离所述横杆(13)的一端牵引连接，所述配重块(23)适于向所述摆臂(14)提供向上的牵引力。4.根据权利要求3所述的打磨装置，其特征在于，所述定位机构(1)还包括：操作杆(26)，与所述摆臂(14)呈角度设置，所述操作杆(26)的一端固定连接于所述摆臂(14)。5.根据权利要求4所述的打磨装置，其特征在于，所述定位机构(1)还包括：悬挂牵引组件(27)，设置于所述横杆(13)远离所述支撑立柱(12)的一端；所述悬挂牵引组件(27)包括第一滑轮(271)、一对第二滑轮(272)、悬挂杆(273)以及牵引绳(274)；所述第一滑轮(271)转动连接于所述横杆(13)的一端；所述悬挂杆(273)水平设置且垂直固定于所述横杆(13)；一对所述第二滑轮(272)分置于所述悬挂杆(273)的两端；所述牵引绳(274)分别绕设于所述第一滑轮(271)和一对所述第二滑轮(272)，且所述牵引绳(274)的一端连接所述配重块(23)，另一端连接所述摆臂(14)。6.根据权利要求2至5任一项所述的打磨装置，其特征在于，所述支撑立柱(12)、所述横杆(13)以及所述摆臂(14)中的至少一者为可伸缩结构。7.根据权利要求1所述的打磨装置，其特征在于，打磨机构(2)包括打磨器(24)，所述打磨器(24)包括砂轮打磨机和平面打磨机。8.根据权利要求7所述的打磨装置，其特征在于，所述砂轮打磨机可拆卸设置有限位块(28)。9.根据权利要求1所述的打磨装置，其特征在于，所述定位机构(1)与所述打磨机构(2)对应设置有两个，两个所述定位机构(1)沿所述待打磨件的长度方向排布。10.一种如权利要求1-9中任一项所述的打磨装置的打磨方法，其特征在于，包括：将待打磨件安装于所述安装机构(3)；通过所述安装机构(3)确定待打磨件的俯仰角度，通过所述定位机构(1)调整所述打磨机构(2)位置，并通过所述打磨机构(2)对所述待打磨件的焊缝进行打磨。

技术总结
本发明涉及打磨装置技术领域，提供一种打磨装置和方法。打磨装置包括安装机构、定位机构以及打磨机构；安装机构适于连接待打磨件长度方向的两端，以对待打磨件进行支撑定位，并用于调整待打磨件的俯仰角度；定位机构适于设置在待打磨件宽度方向的两侧；打磨机构安装于所述定位机构，用于对待打磨件进行打磨。本发明解决了现有技术中自动打磨精度难以控制、人工打磨强度大效率低的缺陷，提高了打磨效率和精度。精度。精度。


技术研发人员：陈北平 段卫军 李阳 马寅 王刚
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/24