一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统

摘要

本发明公开了一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统，包括机器人本体、视觉识别单元、AGV小车移动控制单元、切割控制单元、数据处理单元、位置获取单元和主控单元；位置获取单元获取位置信息；AGV小车移动控制单元控制AGV小车移动到目标位置，AGV小车移动控制单元控制视觉识别单元扫描区域标识，视觉识别单元将区域标识信息发送给主控单元；主控单元收到信息后，控制视觉识别单元扫描切割位置标识，视觉识别单元将切割位置标识信息发给数据处理单元；数据处理单元得到切割轨迹信息并发送给切割控制单元；切割控制单元控制割炬进行切割。通过机器人自动进行切割，提高了切割的效率，避免了工人在光污染、空气污染、高温环境下作业造成的危险。

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路货车车体检修领域，具体涉及一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统。

背景技术

铁路货车敞车车体主要用于铁路货运，是由转向架支撑在轨道上运行，是铁路货车的重要组成部分。铁路货车的检修维护是铁路运输安全和货运运营能力的重要保证，货车车体的检修维护是铁路货车检修的重要环节。货车车体检修按照检修工艺流程，需要经过一系列的分解、切割、矫正、下料、补焊对接、焊接等工序，最后进行最终的落成检查，以确保货车车体检修达到检修工艺要求。

目前货车车体腐蚀、缺损情况、画定切割区域均采用人工方式进行，由经过培训合格的车辆钳工采用铁锤击打的方式逐个进行检查和标定。

人工使用氧气、乙炔进行切割标定的区域。人工测定切割区域尺寸，裁减需要补充的钢板。人工点焊对接补充的钢板。

切割工序作业效率低、作业时间长、切割直线度差、需要二次打磨、工人作业环境恶劣，有光污染、空气污染、高温。裁剪下料工序效率低、图形不规则、测量难度大、操作繁琐、安全隐患大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：目前在铁路货车车体检修中，进行切割作业时，切割作业效率低、作业时间长、切割直线度差、需要二次打磨、工人作业环境恶劣，有光污染、空气污染、高温，本发明提供了解决上述问题的一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统，包括机器人本体、视觉识别单元、AGV小车移动控制单元、切割控制单元、数据处理单元、位置获取单元和主控单元；

所述位置获取单元用于获取所述机器人本体的自身位置信息和目标位置信息，并将自身位置信息和目标位置信息发送给所述AGV小车移动控制单元；

所述AGV小车移动控制单元基于接收的自身位置信息和目标位置信息调整AGV小车的方向，并控制AGV小车移动到目标位置，当AGV小车到达目标位置时，所述AGV小车移动单元控制视觉识别单元扫描区域标识，所述视觉识别单元将区域标识信息发送给所述主控单元；

所述主控单元接收到视觉识别单元发送的区域标识信息后，控制所述视觉识别单元扫描切割位置标识，所述视觉识别单元将扫描的切割位置标识信息发送给所述数据处理单元；

所述数据处理单元基于接收的切割标识信息得到切割轨迹信息，并将切割轨迹信息发送给所述切割控制单元；

所述切割控制单元基于接收的切割轨迹信息控制割炬对待切割区域进行切割。

目前对铁路货车车体进行检修时，一般采用人工切割的方式，本发明通过所述视觉识别单元能够直接获取所述机器人本体的目标位置信息和自身位置信息，所述视觉识别单元将机器人本体的目标位置信息和自身位置信息发送给所述AGV小车移动控制单元，所述AGV小车移动控制单元根据所述机器人的目标位置信息和自身位置信息调整AGV小车的方向，并控制AGV小车移动到目标位置，AGV小车移动到目标位置后，所述AGV小车移动控制单元控制视觉识别单元扫描预先标定的切割标识，所述视觉识别单元将扫描到的切割标识信息发送给主控单元，所述主控单元接收所述切割标识信息确认机器人本体到达目标位置，所述主控单元控制视觉识别单元扫描预先标定的切割位置标识，所述视觉识别单元将扫描得到的切割位置标识信息发送给数据处理单元，所述数据处理单元对接收的切割位置标识信息进行处理，获取切割轨迹信息，并将切割轨迹信息发送给切割控制单元，所述切割控制单元根据接收的切割轨迹信息控制割炬进行切割，切割作业完成后，机器人本体寻找下一个待切割的区域，实现机器人自动进行切割，提高切割效率。

为了方便相关人员能够根据需求获取切割数据，优选的，还包括工艺管理数据库单元，所述切割单元完成切割后，将切割信息发送给工艺管理数据库单元进行存储。

为了确保机器人本体可以更稳定地进行切割，优选的，还包括激光扫描单元，所述激光扫描单元用于在切割控制单元对货车车体进行切割时实时获取割炬和待切割车厢墙板之间的位置信息，并将该位置信息发送给切割控制单元，所述切割单元基于接收到的位置信息，实时调整割炬的位置。

优选的，为避免机器人本体在移动过程中发生碰撞，还包括报警单元，所述位置获取单元探测到机器人本体移动方向有障碍物时，启动报警单元进行报警。

具体的，所述位置获取单元通过测量货车车体的内部尺寸，并形成车体模型，获得所述机器人本体的自身位置信息和目标位置信息。

优选的，所述数据处理单元基于接收的切割标识信息还得到切割图形尺寸信息，方便等离子下料机按照切割图形尺寸信息进行下料。

优选的，人为判定需切割的区域，并在相应位置设置所述区域标识和切割位置标识。

具体的，人为判定需要切割区域的方法包括肉眼观察和铁锤敲打，通过肉眼观察和铁锤敲打，确定待切割区域。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统，提出一种自动切割机器人本体，避免了人工焊接效率低，长期作业在污染环境中易引发危险的问题；

2、本发明一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统，通过激光扫描单元，确保机器人本体在切割作业时，能更稳定的进行切割；

3、本发明一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统，通过工艺管理数据库单元，方便相关人员获取切割信息；

4、本发明一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统，通过报警单元，避免AGV小车在移动过程中发生碰撞。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的系统结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

目前在铁路货车车体检修时，需要人工使用氧气、乙炔对标定区域进行切割，切割工序作业时间长、效率低，且人工切割的直线度差，需要二次打磨，同时，工人的作业环境恶劣，存在光污染、空气污染以及高温等问题，容易发生危险。

本实施例提出了目前在铁路货车车体检修时，需要人工使用氧气、乙炔对标定区域进行切割，切割工序作业时间长、效率低，且人工切割的直线度差，需要二次打磨，同时，工人的作业环境恶劣，存在光污染、空气污染以及高温等问题，容易发生危险。

本实施例提出了一种用于铁路货车车体检修的切割机器人系统，包括机器人本体、视觉识别单元、AGV小车移动控制单元、切割控制单元、数据处理单元、位置获取单元和主控单元；位置获取单元用于获取机器人本体的自身位置信息和目标位置信息，并将自身位置信息和目标位置信息发送给AGV小车移动控制单元；AGV小车移动控制单元基于接收的自身位置信息和目标位置信息调整AGV小车的方向，并控制AGV小车移动到目标位置，当AGV小车到达目标位置时，AGV小车移动单元控制视觉识别单元扫描区域标识，视觉识别单元将区域标识信息发送给主控单元；主控单元接收到视觉识别单元发送的区域标识信息后，控制视觉识别单元扫描切割位置标识，视觉识别单元将扫描的切割位置标识信息发送给数据处理单元；数据处理单元基于接收的切割标识信息得到切割轨迹信息，并将切割轨迹信息发送给切割控制单元；切割控制单元基于接收的切割轨迹信息控制割炬对待切割区域进行切割。

为了方便相关人员能够根据需求获取切割数据，还包括工艺管理数据库单元，所述切割单元完成切割后，将切割信息发送给工艺管理数据库单元进行存储。为了确保机器人本体可以更稳定地进行切割，还包括激光扫描单元，所述激光扫描单元用于在切割控制单元对货车车体进行切割时实时获取割炬和待切割车厢墙板之间的距离信息，并将该信息发送给切割控制单元，所述切割单元基于接收到的距离信息，实时调整割炬的位置。为避免机器人本体在移动过程中发生碰撞，还包括报警单元，所述位置获取单元探测到机器人本体移动方向有障碍物时，启动报警单元进行报警。

本实施例的工作原理：

人为通过肉眼观察和铁锤敲打的方式确定货车车厢待切割的区域，并在对应位置放置区域标识和切割位置标识。机器人本体进入货车车厢，视觉识别单元获取机器人本体的目标位置信息和自身位置信息，视觉识别单元将机器人本体的目标位置信息和自身位置信息发送给AGV小车移动控制单元，AGV小车移动控制单元根据机器人本体的目标位置信息和自身位置信息调整AGV小车的方向，并控制AGV小车移动到目标位置，AGV小车移动到目标位置后，AGV小车移动控制单元控制视觉识别单元扫描预先标定的切割标识，视觉识别单元将扫描到的切割标识信息发送给主控单元，主控单元接收切割标识信息确认机器人本体到达目标位置后，主控单元控制视觉识别单元扫描预先标定的切割位置标识，视觉识别单元将扫描得到的切割位置标识信息发送给数据处理单元，所述数据处理单元对接收的切割位置标识信息进行处理，获取切割轨迹信息，并将切割轨迹信息发送给切割控制单元，所述切割控制单元根据接收的切割轨迹信息控制割炬进行切割，切割作业完成后，机器人本体寻找下一个待切割的区域，通过本系统实现自动切割，提高了切割效率。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。