一种轮对轴端附件智能分选标识预组装系统

技术领域

本发明涉及轮对轴端附件装配技术领域，尤其涉及一种轮对轴端附件智能分选标识预组装系统。

背景技术

传统轮对轴端端盖及其附件的搬运、组装、信息录入等基本采用人工生产为主的作业方式，通常做法是人工推车式搬运和卸放轴端附件，人工推动轴承压装完后的轮对到轴端附件安装工位，人工进行轴端附件预组装、手动记录和上传信息。此方法虽能满足生产流程，但是自动化程度低、生产效率低、劳动力成本高，存在一定安全隐患；并且轴端端盖、标识板、防松垫和螺栓等附件均采用地摊式存放，占地面积大，且存放数量不受控制，不便统计，不易与生产节拍保持一致，造成堆积或缺少。

为了克服人工作业的缺陷，现有技术中存在一些轴端附件智能组装设备，例如：CN114055145A公开了一种轮对轴端附件智能组装单元，包括轮对，安装于轨道中间的轮对定位装置，左右对称设置在轨道两侧的机器人、螺栓振动盘、螺栓分度台、端盖托盘、锁片托盘、合装台，机器人的臂端装有专用夹具；该方案虽然能够在一定程度上实现轮对轴端附件的自动组装，但仍然存在如下问题：

(1)该方案的布局方式占用空间较大；生产节拍较慢，仍然存在工作效率较低的问题；(2)轮对定位装置不可调整，容易存在定位不准的问题，且不能适用多种型号的轮对安装；(3)虽然设置端盖托盘、锁片托盘等存放零部件，但上述托盘在摆放后均不能进行调整，存在摆放位置不正等问题，容易引起抓取偏差；(4)物料配送较为频繁，且需配送到轨道两侧，需要满足过轨要求，相对复杂；(5)没有明确控制信息采集和交互，轮对装配过程容易发生部件信息不匹配，影响实际生产和装配质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种轮对轴端附件智能分选标识预组装系统，能够自动实现轴端附件组装，并且能够提高装配精度和质量。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的实施例提供了一种轮对轴端附件智能分选标识预组装系统，包括：

机器人抓取装置，其一侧设有第一存放装置和第二存放装置，另一侧设有标识板激光打标装置和轴端附件组装平台装置，其中第一存放装置用于存放轴端端盖和防松垫，第二存放装置用于存放轴端螺栓；

AGV小车，用于将压装完轴承的轮对转移至轮对定位升降装置；

机器人预组装拧紧装置，设于定位升降装置一侧，用于轮对的预组装拧紧。

作为进一步的实现方式，所述标识板激光打标装置包括操作工作台、安装于操作工作台的激光打标组件和标识板摆放组件；

所述激光打标组件包括能够沿三轴移动的激光头。

作为进一步的实现方式，所述标识板摆放组件包括电机顶升装置、与电机顶升装置相连的多个导向支撑杆，所述导向支撑杆用于支撑标识板。

作为进一步的实现方式，所述第一存放装置包括第一托盘组件和第一底座组件，所述第一底座组件设置于第一托盘组件下侧；

所述第二存放装置包括第二托盘组件和第二底座组件，所述第二底座组件设置于第二托盘组件下侧。

作为进一步的实现方式，所述第一底座组件包括第一底座框架，第一底座框架两侧对称安装有若干第一万向轴承；

所述第一底座框架连接有第一双向移动装置，第一双向移动装置用于推动第一托盘组件在第一万向轴承上方沿X向和Y向移动；所述第一底座框架的中心位置安装有第一电机驱动装置，所述第一电机驱动装置能够驱动第一托盘组件旋转。

作为进一步的实现方式，所述第一托盘组件包括与第一电机驱动装置相连的丝杠，所述丝杠周侧设有多个导向杆，所述丝杠和导向杆均与定位杆安装板相连，定位杆安装板安装多个定位杆。

作为进一步的实现方式，所述第二底座组件包括第二底座框架，第二底座框架两侧对称安装有若干第二万向轴承；所述第二底座框架连接有第二双向移动装置，第二双向移动装置用于推动第二托盘组件在第二万向轴承上方沿X向和Y向移动。

作为进一步的实现方式，所述第二托盘组件包括第二托盘框架，第二托盘框架分布有若干螺栓孔，所述螺栓孔用于摆放轴端螺栓。

作为进一步的实现方式，所述轴端附件组装平台装置包括平台框架，平台框架安装有多个相互平行的磁耦式无杆气缸，磁耦式无杆气缸连接定位盘组件，所述磁耦式无杆气缸两侧对称设置有托架组件；

所述定位盘组件在磁耦式无杆气缸作用下能够将轴端附件组件移动到托架组件上方。

作为进一步的实现方式，所述轮对定位升降装置包括支撑底座框架，支撑底座框架上侧安装有螺旋升降机，螺旋升降机两端分别连接举升定位组件，所述举升定位组件内侧设有夹轮组件，所夹轮组件用于轮对举升后进行夹紧；

所述机器人抓取装置和机器人预组装拧紧装置分别安装有视觉识别组件。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明设置AGV小车、第一存放装置、第二存放装置、标识板激光打标装置、轴端附件组装平台装置、机器人抓取装置、轮对定位升降装置和机器人预组装拧紧装置，机器人抓取装置覆盖第一存放装置、第二存放装置、标识板激光打标装置、轴端附件组装平台装置四个区域，机器人预组装拧紧装置设于轮对定位升降装置一侧，整体结构紧凑，占用空间小；

轮对的运送采用AGV小车,轴端附件组件采用自动物料搬运车提前运送摆放到位，提高了物料的周转效率，实现物料输送的自动化、无人化；机器人抓取装置实现了轴端附件的智能分选和抓取摆放；轮对定位升降装置实现了轮对的自动到位举升和定位；机器人预组装拧紧装置实现了轴端附件组件的智能抓取和预组装拧紧，提高了轴端附件组件的装配质量和生产效率，节约了生产成本。

(2)本发明标识板激光打标装置中激光头能够沿X轴、Y轴和Z轴方向移动，保证有效打印区域；第一存放装置用于存放轴端端盖和防松垫，能够保证轴端端盖和防松垫托盘组件的准确定位，且能够保证定位杆的高度始终不高于轴端端盖抓取高度；第二存放装置用于轴端螺栓存放，能够保证轴端螺栓托盘组件的准确定位。

(3)本发明利用机器人的高精度定位、3D视觉的高精度识别和拧紧扭矩的高精度控制，完成轴端附件组件的抓取和摆放，能有效避免轴端附件数量不易控制随机性造成的堆积或缺少，提高了作业的高效精准性，实现了轮对轴端附件组件预组装的无人化和自动化。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的整体结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的标识板激光打标装置结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的标识板摆放组件结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的第一存放装置结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的第一底座组件结构示意图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的端盖导向装置结构示意图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的第二存放装置结构示意图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的第二底座组件结构示意图；

图9是本发明根据一个或多个实施方式的轴端附件组装平台装置结构示意图；

图10是本发明根据一个或多个实施方式的机器人抓取装置结构示意图；

图11是本发明根据一个或多个实施方式的轴端附件抓取装置结构示意图；

图12是本发明根据一个或多个实施方式的第一视觉识别组件结构示意图；

图13是本发明根据一个或多个实施方式的端盖抓取组件结构示意图；

图14是本发明根据一个或多个实施方式的第二抓取组件结构示意图；

图15是本发明根据一个或多个实施方式的螺栓抓取组件结构示意图；

图16是本发明根据一个或多个实施方式的轮对定位升降装置结构示意图；

图17是本发明根据一个或多个实施方式的夹轮组件结构示意图；

图18是本发明根据一个或多个实施方式的机器人预组装拧紧装置结构示意图；

图19是本发明根据一个或多个实施方式的智能控制系统示意图。

其中，1轮对，2AGV小车，3标识板激光打标装置，301操作工作台，302操作界面，303激光打标组件，304标识板摆放组件，305防尘风琴罩，30301无杆气缸，30302激光头，30303激光头移动装置，30401标识板，30402导向支撑杆，30403电机顶升装置，4第一存放装置，401第一托盘组件，402第一底座组件，40101第一托盘框架，40102防松垫，40103轴端端盖，40104端盖导向装置，4010401丝杠，4010402丝母，4010403导向杆，4010404导向杆安装板，4010405定位杆，4010406定位杆安装板，40201第一底座框架，40202第一横移气缸组件，40203第一定位气缸组件，40204第一万向轴承，40205端盖托盘挡板，40206第一电机驱动装置，4020301第一随动轴承，4020302第一定位板，5第二存放装置，501第二托盘组件，502第二底座组件，50101第二托盘框架，50102轴端螺栓，50201第二底座框架，50202第二横移气缸组件，50203第二定位气缸组件，50204第二万向轴承，50205螺栓托盘挡板，5020301第二定位板，5020302第二随动轴承，6轴端附件组装平台装置，601平台框架，602磁耦式无杆气缸，603定位盘组件，604托架组件，605轴端附件组件，60301导杆气缸，60302定位盘，60401托架支撑杆，60402托架支撑块，7机器人抓取装置，701四轴机器人，702轴端附件抓取装置，70201第一安装底板，70202第一视觉识别组件，70203第一抓取组件，70204第二抓取组件，70205第三抓取组件，7020201第一相机转接件，7020202第一相机安装板，7020203第一光源安装板，7020204第一光源，7020205第一相机，7020301第一气缸安装座，7020302第一薄型带导杆气缸，7020303第一气爪安装板，7020304第一平行开闭气爪，7020305端盖卡爪，7020401第二气缸安装座，7020402第二薄型带导杆气缸，7020403吸盘安装板，7020404真空吸盘组件，7020501第一气动摆台，7020502第二平行开闭气爪，7020503第三平行开闭气爪，7020504第二气爪安装板，7020505第三气爪安装板，7020506螺栓卡爪，7020507变径定位组件，702050701第一变径安装板，702050702变径支撑杆，702050703第二变径安装板，8轮对定位升降装置，801支撑底座框架，802螺旋升降机，803举升定位组件，804夹轮组件，80301导向杆安装支架，80302举升导向杆，80303直线轴承，80304定位V型块，80401夹轮气缸，80402夹紧板，80403支撑螺杆，80404夹轮安装板，80405夹轮滑轨，80406夹轮滑块，80407夹轮转接块，9机器人预组装拧紧装置，901轴端附件预组装拧紧装置，902六轴机器人，903六轴机器人安装底板，904地轨组件，90101第二视觉识别组件，90401六轴机器人滑轨，90402六轴机器人滑块，90403第二电机驱动装置，9040301齿轮，9040302齿条,10智能控制系统。

具体实施方式

实施例一：

本实施例提供了一种轮对轴端附件智能分选标识预组装系统，如图1所示，包括AGV小车2、标识板激光打标装置3、第一存放装置4、第二存放装置5、轴端附件组装平台装置6、机器人抓取装置7、轮对定位升降装置8、机器人预组装拧紧装置9以及智能控制系统10，第一存放装置4、第二存放装置5依次设置，且二者位于机器人抓取装置7一侧，机器人抓取装置7另一侧设置标识板激光打标装置3和轴端附件组装平台装置6，以保证机器人抓取装置7的工作区域能够同时覆盖上述四个装置。

AGV小车2能够将已经压装完轴承的轮对1转移至轮对定位升降装置8，由轮对定位升降装置8进行轮对1举升和定位；轮对定位升降装置8一侧设置机器人预组装拧紧装置9；通过上述布局，能够提高空间利用率。

具体地，标识板激光打标装置3用于对标识板30401进行激光打标，如图2所示，包括操作工作台301、激光打标组件303、标识板摆放组件304、防尘风琴罩305，操作工作台301内部设有工控电脑、打印机、电控系统等，用于进行信息的传递。操作工作台301上设有用于信息输入和输出的操作界面302，以及激光打标组件303和标识板摆放组件304。

其中，激光打标组件303包括无杆气缸30301、激光头30302、激光头移动装置30303，无杆气缸30301沿Y轴方向设置，Z向移动装置与无杆气缸30301滑动配合，无杆气缸30301一端连接X向移动装置，Z向移动装置一侧通过激光头移动装置30303连接激光头30302，从而通过无杆气缸30301、X向移动装置和Z向移动装置配合使激光头30302具备三个方向的自由度，可以沿X轴、Y轴和Z轴方向移动，保证激光打标区域始终处于标识板30401的中心范围。

在本实施例中，X向移动装置可采用电机驱动丝杠螺母结构，Z向移动装置可采用电机或手轮驱动驱动丝杠螺母结构；激光头移动装置用于激光头30302的Y向微调，只要能够实现直线运动即可，例如采用气缸、直线电机等。

如图3所示，标识板摆放组件304包括导向支撑杆30402和电机顶升装置30403，电机顶升装置30403安装于操作工作台301，且电机顶升装置30403连接多个导向支撑杆30402，多个导向支撑杆30402从操作工作台301表面穿出，通过操作工作台301贯穿多个标识板30401。电机顶升装置30403包括电机、与电机相连的丝杠螺母机构，托板与螺母连接且导向支撑杆30402穿过托板，使托板能够相对于导向支撑杆30402移动，通过电机驱动丝杠旋转实现托板顶起标识板30401。

当最上方的一个标识板30401被抓取走之后，电机顶升装置30403接收到信息指令，驱动顶起标识板30401上升，保证需要打标的标识板30401始终处于同一高度。

第一存放装置4用于轴端端盖50102和防松垫40102的整体运送和存放，如图4所示，第一存放装置4包括第一托盘组件401、第一底座组件402，第一底座组件402用于支撑第一托盘组件401。自动物料搬运车提前将摆放好的第一托盘组件401自动搬运到第一底座组件402上。

如图5所示，第一底座组件402包括第一底座框架40201，第一底座框架40201两侧顶部对称设置第一万向轴承40204，第一万向轴承40204安装于第一底座框架40201的X向梁上，且第一万向轴承40204设置多个，X向梁的两端分别连接端盖托盘挡板40205。第一底座框架40201上还安装有第一双向移动装置，通过第一双向移动装置推动第一托盘组件401在第一万向轴承40204上方沿X向和Y向移动到固定位置，能够保证准确定位。

两个X向梁之间连接有两个相互平行的Y向导轨，Y向导轨上通过滑块与第一定位板4020302滑动连接，第一定位板4020302上侧安装有多个第一随动轴承4020301。

第一双向移动装置包括第一横移气缸组件40202、第一定位气缸组件40203，第一定位气缸组件40203通过连接板固定在一侧Y向导轨的滑块上，其中气缸为双轴双向复动型气缸，两侧第一定位板4020302分别与气缸2个活塞导杆相连接，推动第一托盘组件401沿Y向双向定位；第一横移气缸组件40202固定在另一侧Y向导轨下方连接座上，推动第一托盘组件401沿X向单向定位。

第一底座框架40201上还安装有第一电机驱动装置40206，第一电机驱动装置40206包括电机、减速机、连接转轴，电机通过减速机与连接转轴相连，连接转轴上安装有气动卡盘，气动卡盘上圆周均布多个卡爪(例如三个卡爪)，气动卡盘位于两个Y向导轨之间，能够驱动第一托盘组件401内的丝杠4010401转动。

第一托盘组件401包括第一托盘框架40101，轴端端盖40103和防松垫40102放置于第一托盘框架40101上方。如图6所示，第一托盘框架40101内设有端盖导向装置40104，端盖导向装置40104包括丝杠4010401、丝母4010402、导向杆4010403、导向杆安装板4010404、定位杆4010405和定位杆安装板4010406，丝杠4010401位于中心位置，其与第一电机驱动装置40206相连，在第一电机驱动装置40206驱动作用下能够旋转。

丝杠4010401沿竖直方向即Z向设置，丝杠4010401一端连接于导向杆安装板4010404，通过导向杆安装板4010404安装导向杆4010403，导向杆4010403围绕丝杠4010401设置多个，丝杠4010401和导向杆4010403的另一端连接定位杆安装板4010406，且丝杠4010401通过丝母4010402与定位杆安装板4010406配合，导向杆4010403通过导向套与定位杆安装板4010406配合；定位杆安装板4010406上连接有多组定位杆4010405，且定位杆4010405沿竖向设置。

当第一托盘组件401运送到第一底座组件402上且准确定位之后，第一电机驱动装置40206的卡爪夹住丝杠4010401，驱动丝杠4010401转动带动定位杆4010405的升降，以保证每次最上方轴端端盖40103被抓取后，定位杆4010405就下降一定高度，确保定位杆4010405的高度始终不高于最上方轴端端盖40103的高度。

第二存放装置5用于轴端螺栓50102的整体运送和存放，如图7和图8所示，第二存放装置5包括第二托盘组件501、第二底座组件502，自动物料搬运车提前将摆放好的第二托盘组件501自动搬运到第二底座组件502上。

第二底座组件502包括第二底座框架50201，第二底座框架50201上设有第二横移气缸组件50202、第二定位气缸组件50203、第二万向轴承50204和螺栓托盘挡板50205，其结构设置与第一底座组件402类似，第二横移气缸组件50202、第二定位气缸组件50203构成第二双向移动装置；具体地，第二底座框架50201顶部对称设置有第二万向轴承50204，第二定位气缸组件50203安装于其中一个Y向导轨侧面，且第二定位气缸组件50203沿Y向设置；第二横移气缸组件50202安装于另一个Y向导轨对侧，且沿X向设置；两个Y向导轨通过滑块与第二定位板5020301连接，第二定位板5020301上安装有多个第二随动轴承5020302。通过第二横移气缸组件50202和第二定位气缸组件50203推动第二托盘组件501在第二万向轴承50204上方沿X向和Y向移动到固定位置，能够保证准确定位。

第二托盘组件501包括第二托盘框架50101，第二托盘框架50101分布有若干螺栓孔，以按固定形迹和角度摆放轴端螺栓50102，以便后续的轴端螺栓50102的整体抓取。

轴端附件组装平台装置6用于完成轴端端盖40103、标识板30401、防松垫40102和轴端螺栓50102的组合摆放，如图9所示，轴端附件组装平台装置6包括平台框架601，平台框架601上侧安装有托架组件604和磁耦式无杆气缸602，其中，磁耦式无杆气缸602间隔设置多个，且相互平行，每个磁耦式无杆气缸602均连接有定位盘组件603。磁耦式无杆气缸602的一端的两侧对称设置托架组件604，通过托架组件604和定位盘组件603配合支撑轴端附件组件605。

托架组件604包括托架支撑杆60401和托架支撑块60402，托架支撑杆60401垂直于平台框架601，且托架支撑块60402连接于托架支撑块60402，托架支撑块60402用于放置摆放完成的轴端附件组件605。

定位盘组件603包括导杆气缸60301，导杆气缸60301上设有定位盘60302，用于轴端附件组件605的举升和落位。定位盘组件603通过磁耦式无杆气缸602带动来回运动，将轴端附件组件605移动到托架组件604上方，导杆气缸60301降落，使轴端附件组件605落到托架支撑块60402上，定位盘组件603返回原位置，重复相同的步骤。

如图10所示，机器人抓取装置7包括四轴机器人701和轴端附件抓取装置702，轴端附件抓取装置702连接于四轴机器人701末端，四轴机器人701驱动轴端附件抓取装置702在所需的作业空间范围内分别抓取轴端端盖40103、标识板30401、防松垫40102和轴端螺栓50102，在轴端附件组装平台装置6上进行组装。

如图11所示，轴端附件抓取装置702包括第一安装底板70201，第一安装底板70201下侧安装有第一视觉识别组件70202、第一抓取组件70203、第二抓取组件70204、第三抓取组件70205；在本实施例中，第一安装底板70201呈十字型结构，第一视觉识别组件70202、第一抓取组件70203、防松垫抓取组件70204、第三抓取组件70205分别安装于十字型结构的一个支板上。

如图12所示，第一视觉识别组件70202包括第一相机转接件7020201、第一相机安装板7020202、第一光源安装板7020203、第一光源7020204和第一相机7020205，第一相机7020205安装于第一光源7020204中心处，第一光源7020204通过第一光源安装板7020203连接第一相机安装板7020202，第一相机安装板7020202与第一相机转接件7020201相连，第一相机转接件7020201连接于第一安装底板70201；本实施例采用3D视觉自动识别所抓取零件的角度和位置。

如图13所示，第一抓取组件70203包括第一气缸安装座7020301、第一薄型带导杆气缸7020302、第一气爪安装板7020303、第一平行开闭气爪7020304和端盖卡爪7020305，第一薄型带导杆气缸7020302通过第一气缸安装座7020301连接于第一安装底板70201，且第一薄型带导杆气缸7020302通过第一气爪安装板7020303、第一平行开闭气爪7020304安装端盖卡爪7020305；通过气缸控制端盖卡爪7020305的升降和伸缩，实现轴端端盖40103的抓取和摆放。

如图14所示，第二抓取组件70204包括第二气缸安装座7020401、第二薄型带导杆气缸7020402、吸盘安装板7020403和真空吸盘组件7020404，第二薄型带导杆气缸7020402通过第二气缸安装座7020401连接于第一安装底板70201，并且，第二薄型带导杆气缸7020402通过吸盘安装板7020403连接真空吸盘组件7020404；通过真空吸盘组件7020404吸取标识板30401和防松垫40102，气缸控制真空吸盘组件7020404升降，实现标识板30401和防松垫40102的抓取和摆放。

如图15所示，第三抓取组件70205包括第一气动摆台7020501、第二平行开闭气爪7020502、第三平行开闭气爪7020503、第二气爪安装板7020504、第三气爪安装板7020505、螺栓卡爪7020506和变径定位组件7020507，第一气动摆台7020501下侧安装有变径定位组件7020507，变径定位组件7020507包括第一变径安装板702050701、变径支撑杆702050702和第二变径安装板702050703，第一变径安装板702050701和第二变径安装板702050703之间均匀分布三个变径支撑杆702050702。

在第一变径安装板702050701和第二变径安装板702050703之间还通过第二气爪安装板7020504连接第二平行开闭气爪7020502，第二平行开闭气爪7020502位于第一变径安装板702050701、第二变径安装板702050703的中心位置。

在本实施例中，第一变径安装板702050701具有三个均匀分布的支板，第二变径安装板702050703为圆环结构，第二平行开闭气爪7020502末端穿过第二变径安装板702050703连接三个第三平行开闭气爪7020503，每个第三平行开闭气爪7020503通过第三气爪安装板7020505与第二变径安装板702050703相连，每个第三平行开闭气爪7020503安装一组螺栓卡爪7020506；能够实现三颗螺栓的自动同步整体抓取。

第一气动摆台7020501、第二平行开闭气爪7020502和变径定位组件7020507能够实现第三抓取组件70205抓取位置的自动调整，能够满足多种车型不同分度圆轴端螺栓50102的抓取，第三平行开闭气爪7020503控制螺栓卡爪7020506的张开与闭合，实现轴端螺栓50102的抓取和摆放。

在本实施例中，AGV小车2将已经压装完轴承的轮对1自动搬运到轮对定位升降装置8正上方，轮对定位升降装置8用于轮对1的定位和举升。如图16所示，轮对定位升降装置8包括支撑底座框架801，支撑底座框架801上设有螺旋升降机802、举升定位组件803和夹轮组件804，其中，举升定位组件803对称设置两组，每组举升定位组件803的内侧均设置夹轮组件804。

举升定位组件803与螺旋升降机802相连，以实现举升定位组件803的升降。举升定位组件803包括导向杆安装支架80301、举升导向杆80302、直线轴承80303、定位V型块80304，定位V型块80304底部连接螺旋升降机802，且定位V型块80304底部连接有举升导向杆80302，举升导向杆80302通过直线轴承80303与导向杆安装支架80301配合，在螺旋升降机802和举升导向杆80302的作用下实现轮对1的举升和定位。

如图17所示，夹轮组件804包括夹轮气缸80401、夹紧板80402、支撑螺杆80403、夹轮安装板80404，用于轮对1举升后进行夹紧，防止轮对1产生转动。夹轮组件804通过支撑螺杆80403固定在支撑底座框架801上，夹轮安装板80404相对设置两个夹紧板80402，夹轮安装板80404底部安装有夹轮滑轨80405，夹轮滑轨80405与夹轮滑块80406滑动连接，夹轮气缸80401的缸体通过一侧夹轮滑块80406连接其中一侧夹紧板80402，夹轮气缸80401的缸杆通过另一侧夹轮滑块80406连接其中另一侧夹紧板80402，夹轮安装板80404上方开有移动槽，两侧夹紧板80402能够在移动槽内移动；通过夹轮气缸80401驱动两侧夹紧板80402的夹紧和缩回。

如图18所示，机器人预组装拧紧装置9包括轴端附件预组装拧紧装置901、六轴机器人902、六轴机器人安装底板903和地轨组件904，地轨组件904安装在地面上，六轴机器人902通过六轴机器人安装底板903安装在地轨组件904上，六轴机器人902末端设有轴端附件预组装拧紧装置901。六轴机器人902驱动轴端附件预组装拧紧装置901抓取轴端附件组装平台装置6上的轴端附件组件605分别在轮对1两端进行相同步骤的预组装拧紧。

地轨组件904为矩形框架结构，地轨的上平面设有六轴机器人滑轨90401和六轴机器人滑块90402，六轴机器人滑块90402与六轴机器人滑轨90401滑动连接，六轴机器人安装底板903与六轴机器人滑块90402固定。地轨组件904上还设有第二电机驱动装置90403，第二电机驱动装置90403通过齿轮齿条机构连接六轴机器人902，第二电机驱动装置90403驱动齿轮9040301转动，通过齿轮9040301和齿条9040302的啮合作用，使六轴机器人902在地轨上左右移动。

轴端附件预组装拧紧装置901用于抓取轴端附件组件605，其上设有第二视觉识别组件90101，通过拍照，利用3D视觉技术自动识别轴端三个螺栓孔的分布位置和角度，然后自动旋转轴端附件预组装拧紧装置901角度，使其抓取的轴端附件组件605的三个轴端螺栓50102与三个螺栓孔的角度完全对应重合，进行自动对位预组装拧紧。

本实施例中各装置的控制器或控制柜相连接，以此形成本系统的智能控制系统10。如图19所示，系统设备选择主流现场总线系统，如Profinet、Profibus等，所有设备使用同一种现场总线，系统软件(即数据收集控制系统、中控系统)接入工厂信息化网络系统，能基于OPC UA进行二次开发，并通过工业以太网接口实现与HMIS、MES、ERP等应用服务器的通讯、数据交换。

具体的，中控操作系统与上游MES、ERP信息系统实现系统集成，实现信息的及时、有效传递，承接上游信息系统传递的生产工单信息，并将作业内容分配至各个工序，同时能够将实际作业数据及时上传上游信息系统，并能够反馈质检信息，传递生产异常相关信息。

基于上述的预组装系统对轮对轴端附件进行预组装的方法包括以下步骤：

AGV小车2接收到控制系统传输的指令，将前一个工位压装完轴承的轮对1自动运送到本预组装系统中轮对定位升降装置8正上方，然后AGV小车2自动离开，轮对1等待下一步控制指令，进行举升和定位。

标识板激光打标装置3接收获取到上游生产信息，自动转换成打标内容信息，移动激光打标组件303使激光头30302对准标识板30401，电机顶升装置30403将叠放的标识板30401顶升到设定的固定高度，然后激光头30302开始工作，进行自动激光打标，打标完成后，信息再自动上传到控制系统，最上方一个标识板30401等待机器人抓取装置7抓取，被抓取后，标识板30401打标作业继续重复上述相同步骤。

自动搬运物料车提前将已经按工艺要求摆放好的第一托盘组件401自动搬运到第一底座组件402上，第一底座框架40201上的第一横移气缸组件40202和第一定位气缸组件40203推动第一托盘组件401在X向和Y向移动，端盖托盘挡板40205将其进行挡停限位，从而实现第一托盘组件401的自动精确定位。

第一托盘组件401定位后，第一电机驱动装置40206上的卡爪夹住端盖导向装置40104上的丝杠4010401，当机器人抓取装置7抓取完叠放的最上方一层轴端端盖40103后，电机驱动丝杠4010401转动，由丝母4010402带动定位杆安装板4010406和定位杆4010405下降固定高度，使定位杆4010405的最高点低于第二层轴端端盖40103的高度，以此重复相同步骤，直到第一托盘组件401上摆放的轴端端盖40103被全部抓取完成，此时定位杆4010405降到最低点，第一托盘组件401下一次摆放轴端端盖40103之前，第一电机驱动装置40206驱动定位杆4010405会再次回到最高点。

同样的，自动搬运物料车提前将已经按工艺要求摆放好的第二托盘组件501自动搬运到第二底座组件502上，第二底座框架50201上的第二横移气缸组件50202和第二定位气缸组件50203，推动第二托盘组件501在X向和Y向移动，螺栓托盘挡板50205将其进行挡停限位，从而实现第二托盘组件501的自动精确定位；将轴端螺栓50102按固定形迹和角度摆放在第二托盘框架50101上，此形迹和角度可以根据不同车型轴端三颗螺栓分布节圆的不同而更改，均属于圆周360°均匀分布，满足机器人抓取装置7对三颗轴端螺栓50102的同时整体抓取。

机器人抓取装置7分别对轴端端盖40103、标识板30401、防松垫40102和轴端螺栓50102按顺序进行智能分选、抓取和摆放，共分四步：

第一，机器人抓取装置7抓取轴端端盖40103，四轴机器人701带动轴端附件抓取装置702移动到第一托盘组件401上方，同时驱动轴端附件抓取装置702转动，使第一视觉识别组件70202正对所抓取轴端端盖40103中心，打开第一光源7020204和第一相机7020205进行拍照，利用3D视觉技术自动识别所抓取轴端端盖40103上三个螺栓通孔的初始角度和位置，完成数据采集后，自动旋转轴端附件抓取装置702，将第一抓取组件70203转动到轴端端盖40103正上方，使三个端盖卡爪7020305与三个螺栓通孔一一对应，第一薄型带导杆气缸7020302伸出，将三个端盖卡爪7020305伸入螺栓通孔内，第一平行开闭气爪7020304张开，将三个端盖卡爪7020305卡住轴端端盖40103，第一薄型带导杆气缸7020302缩回，提起轴端端盖40103，轴端附件抓取装置702自动转动，将轴端端盖40103转动到轴端附件组装平台装置6的定位盘组件603正上方，第一薄型带导杆气缸7020302伸出，将轴端端盖40103摆放到定位盘组件603的定位盘60302上，使轴端端盖40103的三个螺栓通孔与定位盘60302的三个通孔完全重合，第一平行开闭气爪7020304闭合，将轴端端盖40103与三个端盖卡爪7020305分离，第一薄型带导杆气缸7020302缩回，完成轴端端盖40103的抓取。

第二，机器人抓取装置7抓取标识板30401，四轴机器人701带动轴端附件抓取装置702移动到已经激光打标完成的标识板摆放组件304上方，同时驱动轴端附件抓取装置702转动，使第一视觉识别组件70202正对所抓取标识板30401中心，打开第一光源7020204和第一相机7020205进行拍照，利用3D视觉技术自动识别所抓取标识板30401的初始角度和位置，完成数据采集后，自动旋转轴端附件抓取装置702，将第二抓取组件70204转动到标识板30401的正上方，使真空吸盘组件7020404正对应标识板30401三角边，第二薄型带导杆气缸7020402伸出，将真空吸盘组件7020404压紧在标识板30401上表面，启动真空吸盘吸住标识板30401，第二薄型带导杆气缸7020402缩回，将标识板30401提起，轴端附件抓取装置702自动转动，将标识板30401转动到轴端附件组装平台装置6的定位盘组件603正上方，第二薄型带导杆气缸7020402伸出，将标识板30401摆放到上一步已经摆放好的轴端端盖40103上方，使标识板30401的三个孔与轴端端盖40103三个通孔完全重合，断开真空吸盘，将标识板30401与真空吸盘组件7020404脱离，第二薄型带导杆气缸7020402缩回，完成标识板30401的抓取。

第三，机器人抓取装置7抓取防松垫40102，四轴机器人701带动轴端附件抓取装置702移动到第一托盘组件401上方，同时驱动轴端附件抓取装置702转动，使第一视觉识别组件70202正对所抓取防松垫40102中心，打开第一光源7020204和第一相机7020205进行拍照，利用3D视觉技术自动识别所抓取防松垫40102的初始角度和位置，完成数据采集后，自动旋转轴端附件抓取装置702，将第二抓取组件70204转动到防松垫40102的正上方，使真空吸盘组件7020404正对应防松垫40102三角边，第二薄型带导杆气缸7020402伸出，将真空吸盘组件7020404压紧在防松垫40102上表面，启动真空吸盘吸住防松垫40102，第二薄型带导杆气缸7020402缩回，将防松垫40102提起，轴端附件抓取装置702自动转动，将防松垫40102转动到轴端附件组装平台装置6的定位盘组件603正上方，第二薄型带导杆气缸7020402伸出，将防松垫40102摆放到上一步已经摆放好的标识板30401上方，使防松垫40102的三个孔与标识板30401的三个孔完全重合，断开真空吸盘，将防松垫40102与真空吸盘组件7020404脱离，第二薄型带导杆气缸7020402缩回，完成防松垫40102的抓取。

第四，机器人抓取装置7抓取轴端螺栓50102，四轴机器人701带动轴端附件抓取装置702移动到第二托盘组件501上方，同时驱动轴端附件抓取装置702转动，使第一视觉识别组件70202正对所同时抓取三颗轴端螺栓50102分度圆中心，打开第一光源7020204和第一相机7020205进行拍照，利用3D视觉技术自动识别所同时抓取三颗轴端螺栓50102的初始角度和位置，完成数据采集后，自动旋转轴端附件抓取装置702，将第三抓取组件70205转动到三颗轴端螺栓50102分度圆中心正上方，使三组螺栓卡爪7020506与三个轴端螺栓50102一一对应，同时将三组螺栓卡爪7020506高度下降到与第二托盘框架50101上表面几乎贴合，第三平行开闭气爪7020503闭合，将三组螺栓卡爪7020506同时夹紧三颗轴端螺栓50102，四轴机器人701驱动轴端附件抓取装置702上升，提起三颗轴端螺栓50102，同时轴端附件抓取装置702自动转动，将三颗轴端螺栓50102转动到轴端附件组装平台装置6的定位盘组件603正上方，使三颗轴端螺栓50102与定位盘60302的三个通孔完全重合，四轴机器人701驱动轴端附件抓取装置702下降，将三颗轴端螺栓50102插入前三步已经摆放好的轴端端盖40103、标识板30401和防松垫40102三个通孔内，第三平行开闭气爪7020503张开，将三颗轴端螺栓50102与三组螺栓卡爪7020506分离，四轴机器人701驱动轴端附件抓取装置702上升，完成轴端端盖40103的抓取；当抓取不同车型的轴端螺栓50102时，可以通过第一气动摆台7020501的摆动，第二平行开闭气爪7020502的张开与闭合，结合变径定位组件7020507的机械限位，改变三组螺栓卡爪7020506的分度圆直径，满足不同车型的抓取需求。

通过以上四步完成一个轴端附件组件605整体的组装摆放。

轴端附件组装平台装置6上的检测装置检测到轴端附件组件605已经组装摆放完成，自动控制磁耦式无杆气缸602将定位盘组件603上方摆放好的轴端附件组件605移动到托架组件604上方，导杆气缸60301缩回，将轴端附件组件605落到托架组件604的托架支撑块60402上，等待机器人预组装拧紧装置9的抓取，磁耦式无杆气缸602带动定位盘组件603返回原位，重复下一个轴端附件组件605的组装摆放。

轮对1的举升和定位是和上述流程同步进行的。轮对定位升降装置8的螺旋升降机802转动，带动位于两侧对称分布的举升定位组件803上的定位V型块80304同步上升，托住轮对1两端的轴承外圈将轮对1举升到固定的高度，使轮饼外缘脱离钢轨，两侧的定位V型块80304同时也起到轴向定位作用；轮对1举升到固定高度后，夹轮组件804的夹轮气缸80401推动两侧对称的夹轮板80402同时往里移动，夹紧轮饼两侧，防止轮对产生转动，便于下一步轴端附件组件605的组装拧紧。

机器人预组装拧紧装置9抓取轴端附件组装平台装置6上的轴端附件组件605进行预组装拧紧，首先六轴机器人902接收到信息指令，电机驱动装置90403驱动六轴机器人902沿着地轨组件904上移动到一端合适位置，然后六轴机器人902驱动末端轴端附件预组装拧紧装置901旋转移动到轴端附件组装平台装置6的轴端附件组件605正上方，使第二视觉识别组件90101轴向中心正对轴端附件组件605的三颗轴端螺栓50102分度圆中心，进行拍照，利用3D视觉技术自动识别三颗螺栓角度和位置，完成数据信息采集后，再次旋转移动轴端附件预组装拧紧装置901，将轴端附件组件605整体抓起，最后六轴机器人902驱动末端轴端附件预组装拧紧装置901旋转移动到轮对1一侧，使第二视觉识别组件90101轴向中心正对轮对1轴端三颗螺栓丝孔分度圆中心，移动到合适距离，进行拍照，利用3D视觉技术自动识别轴端三颗螺栓丝孔的角度和位置，完成数据信息采集后，自动旋转移动末端轴端附件预组装拧紧装置901，使轴端附件组件605的三颗螺栓角度位置正好和轮对1轴端三颗螺栓丝孔角度位置完全重合，六轴机器人902驱动，将轴端附件组件605贴合到轮对轴端面，轴端附件预组装拧紧装置901驱动三颗螺栓同时转动完成预组装拧紧；轮对1一侧轴端附件组件605预组装拧紧完毕后，六轴机器人902驱动末端轴端附件预组装拧紧装置901退出，再次重复相同步骤，完成轮对1另一侧轴端附件组件605的预组装拧紧。

整个预组装系统完成一条轮对轴端附件组件605预组装后，信息上传到控制系统；轮对定位升降装置8的螺旋升降机802转动，带动位于两侧对称分布的举升定位组件803上的定位V型块80304同步下降，使预组装拧紧完成的轮对下落到钢轨上，AGV小车2接收到信息指令，将轮对自动运送到下一工位。

上述预组装系统的组装方法为一条轮对轴端附件组件预组装的完整步骤流程，重复上述组装方法步骤流程，即可进行轮对轴端附件组件预组装批量化生产作业。上述预组装系统的组装方法不仅提高了生产作业的高效精准性，同时又实现了轮对轴端附件组件预组装的无人化和自动化，更加符合精益化、数字化和智能化的生产要求。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。