一種高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高鐵設(shè)計(jì)及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,高速鐵路作為我國(guó)主要發(fā)展的交通運(yùn)輸方向。其中,高鐵機(jī)車(chē)作為高速鐵路的運(yùn)輸工具,是指最高行車(chē)速度每小時(shí)達(dá)到或超過(guò)200公里的鐵路列車(chē)。為了保證高鐵機(jī)車(chē)安全達(dá)標(biāo)運(yùn)行,需要對(duì)高鐵機(jī)車(chē)的多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行配置和考量。其中,車(chē)前窗玻璃的組裝性能是衡量高鐵機(jī)車(chē)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,玻璃安裝過(guò)程是車(chē)輛組裝的很重要的環(huán)節(jié)。
[0003]現(xiàn)有的玻璃安裝主要由人工完成,人工在此過(guò)程的作業(yè)存在效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題。并且人工一旦出現(xiàn)疲勞,極易出現(xiàn)安裝事故和安裝精度不高的問(wèn)題。隨著高鐵事業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)車(chē)輛的需求越大,人工作業(yè)的問(wèn)題越來(lái)越突出。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0005]為此,本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配系統(tǒng),該系統(tǒng)利用機(jī)器人完成自動(dòng)化安裝,相較于傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式,具有更高的作業(yè)效率和作業(yè)精度,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明一方面的實(shí)施例提供一種高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配系統(tǒng),包括:外軸行走裝置、工業(yè)機(jī)器人、快換裝置、打磨裝置、涂膠裝置、玻璃抓取裝置、三維掃描裝置、中央控制裝置和玻璃上下料工作臺(tái),其中,所述快換裝置、打磨裝置、涂膠裝置、玻璃抓取裝置、三維掃描裝置均在所述工業(yè)機(jī)器人的操作下工作,所述外軸行走裝置包括:雙滑軌和位于所述雙滑軌上的可滑動(dòng)的橫梁,所述工業(yè)機(jī)器人位于所述橫梁上且與所述橫梁聯(lián)動(dòng),以在所述雙滑軌和橫梁限定的工作區(qū)域內(nèi)移動(dòng);所述工業(yè)機(jī)器人用于根據(jù)預(yù)設(shè)控制命令操作所述快換裝置、打磨裝置、涂膠裝置、玻璃抓取裝置、三維掃描裝置,執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制動(dòng)作;所述快換裝置用于在所述工業(yè)機(jī)器人的操作下更換所述工業(yè)機(jī)器人當(dāng)前操作的裝置;所述三維掃描裝置用于在所述工業(yè)機(jī)器人的操作下對(duì)高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)身和玻璃進(jìn)行掃描;所述中央控制裝置與所述三維掃描裝置進(jìn)行通信,用于接收三維掃描數(shù)據(jù),根據(jù)所述三維掃描數(shù)據(jù)計(jì)算所述車(chē)前窗的待安裝墊片的多個(gè)參數(shù)和車(chē)框的打磨路徑,并將所述打磨路徑發(fā)送給所述工業(yè)機(jī)器人;所述打磨裝置用于在所述工業(yè)機(jī)器人的操作下,依據(jù)所述打磨路徑對(duì)所述車(chē)框進(jìn)行打磨,形成與所述玻璃相適配的車(chē)前窗的車(chē)框;所述涂膠裝置用于承裝膠體,并在所述工業(yè)機(jī)器人的操作下對(duì)打磨后的車(chē)框進(jìn)行涂膠;所述玻璃上下料平臺(tái)用于傳送玻璃;所述玻璃抓取裝置用于在所述工業(yè)機(jī)器人的操作下從所述玻璃上下料平臺(tái)上抓取玻璃安裝到打磨后的車(chē)框上,形成車(chē)前窗;所述工業(yè)機(jī)器人還用于在安裝玻璃后,進(jìn)一步在車(chē)框上安裝壓板,操作所述涂膠裝置對(duì)所述車(chē)前窗進(jìn)行涂膠。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,所述三維掃描裝置為雙CCD相機(jī)設(shè)備。
[0008]在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中,所述中央控制裝置為可編程邏輯控制PLC控制器。
[0009]在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中,所述工業(yè)機(jī)器人包括:控制器,用于根據(jù)預(yù)設(shè)工作內(nèi)容和工作路徑生成控制命令;機(jī)器人本體,所述機(jī)器人本體與所述控制器進(jìn)行通信,用于根據(jù)所述控制命令執(zhí)行對(duì)應(yīng)的控制動(dòng)作。
[0010]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,還包括:安全防護(hù)裝置,安裝于所述雙滑軌和高鐵機(jī)車(chē)的兩側(cè)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配系統(tǒng),采用工業(yè)機(jī)器人完成車(chē)前窗的自動(dòng)化裝配,其中三維掃描、抓取、涂膠等作業(yè)過(guò)程均由工業(yè)機(jī)器人操作相應(yīng)的裝置完成,即利用機(jī)器人完成自動(dòng)化安裝,相較于傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式,具有更高的作業(yè)效率和作業(yè)精度,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。并且,采用工業(yè)機(jī)器人完成作業(yè)也可以避免發(fā)生安全事故時(shí),對(duì)人員的危險(xiǎn)。而且,當(dāng)需要對(duì)大批高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗進(jìn)行裝配時(shí),采用工業(yè)機(jī)器人可以保證尚效完成上述裝配作業(yè)。
[0012]為此,本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配方法,該方法利用機(jī)器人完成自動(dòng)化安裝,相較于傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式,具有更高的作業(yè)效率和作業(yè)精度,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明另一方面的實(shí)施例提供一種高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配方法,包括如下步驟:
[0014]步驟SI,將高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)身和玻璃放置于工作臺(tái)上;
[0015]步驟S2,工業(yè)機(jī)器人操作三維掃描裝置對(duì)高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)身和玻璃進(jìn)行掃描,獲取三維掃描數(shù)據(jù),并將所述三維掃描數(shù)據(jù)發(fā)送至中央控制裝置;
[0016]步驟S3,所述中央控制裝置根據(jù)所述三維掃描數(shù)據(jù)計(jì)算所述車(chē)前窗的待安裝墊片的多個(gè)參數(shù)和車(chē)框的打磨路徑,并將所述打磨路徑發(fā)送給所述工業(yè)機(jī)器人;
[0017]步驟S4,所述工業(yè)機(jī)器人操作打磨裝置,依據(jù)所述打磨路徑對(duì)所述車(chē)框進(jìn)行打磨,形成與所述玻璃相適配的車(chē)前窗的車(chē)框;
[0018]步驟S5,打磨后,所述工業(yè)機(jī)器人操作涂膠裝置對(duì)打磨后的車(chē)框進(jìn)行涂膠;
[0019]步驟S6,涂膠后,所述工業(yè)機(jī)器人操作玻璃抓取裝置從所述玻璃上下料平臺(tái)上抓取玻璃安裝到打磨后的車(chē)框上,形成車(chē)前窗;
[0020]步驟S7,所述工業(yè)機(jī)器人在車(chē)框上安裝壓板,并操作所述涂膠裝置對(duì)所述車(chē)前窗進(jìn)行涂膠。
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,在步驟S3中,所述中央控制裝置根據(jù)三維掃描結(jié)果生成對(duì)應(yīng)的玻璃三維模型和車(chē)框三維模型,并將所述玻璃三維模型和車(chē)框三維模型進(jìn)行對(duì)齊以完成虛擬裝配;
[0022]設(shè)置圓面,并利用所述圓面在虛擬裝配后的車(chē)框三維模型和玻璃三維模型的多個(gè)預(yù)設(shè)切割位置上分別進(jìn)行多次切割,其中,每次切割中,所述圓面與虛擬裝配后的車(chē)框三維模型和玻璃三維模型相交,且在所述車(chē)框三維模型和玻璃三維模型上分別形成多個(gè)第一截面和第二截面;
[0023]計(jì)算每個(gè)切割位置上的車(chē)框三維模型的第一截面和玻璃三維模型的第二截面的實(shí)際相對(duì)距離,并根據(jù)所述實(shí)際相對(duì)距離和理論相對(duì)距離的差值,計(jì)算該切割位置處車(chē)框的打磨量。
[0024]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,還包括如下步驟:根據(jù)所述實(shí)際相對(duì)距離和理論相對(duì)距離的差值,計(jì)算該切割位置處的待安裝墊片的厚度,其中,所述墊片安裝于車(chē)前窗和車(chē)框之間以使得所述車(chē)前窗與所述車(chē)框相適配;
[0025]所述工業(yè)機(jī)器人抓取該厚度的墊片安裝至對(duì)應(yīng)位置處。
[0026]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配方法,采用工業(yè)機(jī)器人完成車(chē)前窗的自動(dòng)化裝配,其中三維掃描、抓取、涂膠等作業(yè)過(guò)程均由工業(yè)機(jī)器人操作相應(yīng)的裝置完成,即利用機(jī)器人完成自動(dòng)化安裝,相較于傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式,具有更高的作業(yè)效率和作業(yè)精度,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。并且,采用工業(yè)機(jī)器人完成作業(yè)也可以避免發(fā)生安全事故時(shí),對(duì)人員的危險(xiǎn)。而且,當(dāng)需要對(duì)大批高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗進(jìn)行裝配時(shí),采用工業(yè)機(jī)器人可以保證尚效完成上述裝配作業(yè)。
[0027]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0028]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解,其中:
[0029]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖;
[0030]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配系統(tǒng)的示意圖;
[0031]圖3(a)和圖3(b)為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的高鐵機(jī)車(chē)的車(chē)前窗的裝配系統(tǒng)的側(cè)視圖和俯視圖;
[0032]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)圖;
[0033]圖5 (a)和圖5 (b)分別為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工業(yè)機(jī)器人對(duì)車(chē)身和玻璃進(jìn)行三維掃描的不意圖;
[0034]圖6 (a)和圖6 (b)分別為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工業(yè)機(jī)器人對(duì)車(chē)框進(jìn)行打磨的示意圖;
[0035]圖7 (a)和圖7 (b)分別為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工業(yè)機(jī)器人對(duì)車(chē)框進(jìn)行涂膠的示意圖;
[0036]圖8(a)和圖8(b)分別為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)安裝玻璃的示意圖;
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