[发明专利]一种扶梯驱动主轴智能制造系统及方法

说明书

本发明公开了一种扶梯驱动主轴智能制造系统及方法，属于自动扶梯零部件加工领域，包括焊接系统、时效系统和检测整形系统；所述接系统、时效系统和检测整形系统的输出端均与主控系统的输入端连接；所述主控系统输入的检测和反馈信息有：焊接残余应力、焊接变形及固有频率；并根据输入的检测与反馈信息建立专家系统及其数据库；所述系统集成焊接、时效、检测整形系统，以焊接残余应力，焊接变形及固有频率为关键检测和反馈信息，建立专家系统及其数据库，针对生产过程中各工序出现的不同干扰因素引起的加工误差，对其他工序进行实时的工艺调整；方法采用了振动时效、视觉检测和激光扫描技术，解决了梯驱动主轴焊接接头出现的疲劳失效及变形等问题。

技术领域

本发明属于自动扶梯零部件加工领域，特别涉及一种扶梯驱动主轴智能制造系统及方法。

背景技术

自动扶梯是车站、商场、地铁等公共场所中必不可少的交通工具，它不仅极大地缓解繁忙的交通压力，而且能为社会带来极大的便捷。但随着自动扶梯数量日益增多，近年各地自动扶梯危险事故呈上升趋势。据统计，30％的扶梯安全事故是由于扶梯驱动系统中零件或部件的磨损，变形，失效甚至断裂导致。

扶梯驱动主轴是自动扶梯驱动系统的核心部件，它主要将来自曳引机的动力传递至两端梯级链轮，梯级链轮再带动梯级沿导轨运动，运输乘客。传统的扶梯驱动主轴使用铸造法兰轴和链轮螺纹连接装配，这种制造工艺不仅耗时，耗能，高污染，工人劳动强度大，而且耗材，增加产品重量及运行时的能耗。现在行业内已经开始采用空心管和链轮焊接的工艺，改进了传统的扶梯驱动主轴使用铸造法兰轴和链轮螺纹连接装配的方法，简化了工艺及机械加工中材料的浪费，同时避免了传统铸造工艺引起的污染问题。

然而，根据近几年的使用情况分析，焊接成形的扶梯驱动主轴存在三个主要问题：①由于焊接处残余应力的存在，扶梯在不同工况情况下及启停中，主轴与链轮焊接接头承受循环扭力载荷，长时间运行后造成疲劳失效，导致一边链轮与主轴脱落，失去动力，造成梯级塌陷；②主轴和链轮焊接处由于焊接变形，导致驱动链轮运行过程中端面跳动过大，造成梯级滚轮的剧烈磨损和梯级的振动，长时间运行后会造成零件的变形导致碰撞，塌陷。③空心管和链轮由于壁厚较薄，焊接熔深过大会引起焊穿，熔深过小会导致焊不透，焊接接头强度不够，因此焊接接头的熔深直接影响着扶梯驱动主轴的性能。然而现行业内对扶梯驱动主轴焊接接头处的焊接熔深控制一直是个难点。

扶梯行业内主要采用焊接后直接进行机械矫正(液压缸挤压)来修正链轮端面跳动，由于焊接残余应力的存在，对于一些焊接后变形较大的件，直接矫正会使焊接部位产生裂纹甚至断裂。有些厂家焊接后会对焊接部位进行去应力处理(热时效)。但由于热时效耗时相对较长，且高能耗，高污染，低效率，已不符合现代制造业可持续发展的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种扶梯驱动主轴智能制造系统及方法。本发明的技术方案是：集成焊接、时效、检测整形系统，以焊接残余应力，焊接变形及固有频率为关键检测和反馈信息，建立专家系统及其数据库，针对生产过程中可能出现的不同干扰因素引起的加工误差，进行实时的工艺调整。

一种扶梯驱动主轴智能制造系统，包括焊接系统、时效系统和检测整形系统；所述焊接系统、时效系统和检测整形系统的输出端均与主控系统的输入端连接；所述焊接系统将焊接残余应力信息反馈给主控系统；所述时效系统将固有频率信息反馈给主控系统；所述检测整形系统将焊接变形信息反馈给主控系统；所述主控系统输入的检测和反馈信息有：焊接残余应力、焊接变形及固有频率；并根据输入的检测与反馈信息建立专家系统及其数据库；

所述焊接系统中通过图像采集系统对焊接时实时焊缝成形情况进行采集，通过建立熔深与焊缝间隙和熔宽之间关系的数学模型，从而计算获得焊接熔深的实时数据，再经模糊PID算法调整焊接参数实时控制熔深，焊接完成后通过X射线衍射仪对其环形焊接接头焊趾处做应力检测，获得其焊趾处一周平均残余应力值，并将其反馈至主控系统；