一种高铁机车的车前窗的装配系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种高铁机车的车前窗的装配系统及方法。系统包括：外轴行走装置、工业机器人、快换装置、打磨装置、涂胶装置、玻璃抓取装置、三维扫描装置、中央控制装置和玻璃上下料工作台；工业机器人执行对应的控制动作；快换装置更换机器人本体当前操作的装置；三维扫描装置对高铁机车的车身和玻璃进行扫描；中央控制装置根据三维扫描数据计算车前窗的待安装垫片的多个参数选取垫片和车框的打磨路径；打磨装置对车框进行打磨；涂胶装置对打磨后的车框进行涂胶；玻璃抓取装置从玻璃上下料平台上抓取玻璃安装到打磨后的车框上。本发明专利技术利用机器人完成自动化安装，具有更高的作业效率和作业精度，保证了产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高铁设计及机器人控制
，特别涉及。
技术介绍
目前，高速铁路作为我国主要发展的交通运输方向。其中，高铁机车作为高速铁路的运输工具，是指最高行车速度每小时达到或超过200公里的铁路列车。为了保证高铁机车安全达标运行，需要对高铁机车的多个指标进行配置和考量。其中，车前窗玻璃的组装性能是衡量高铁机车质量的重要指标之一，玻璃安装过程是车辆组装的很重要的环节。现有的玻璃安装主要由人工完成，人工在此过程的作业存在效率低、劳动强度大等问题。并且人工一旦出现疲劳，极易出现安装事故和安装精度不高的问题。随着高铁事业的快速发展，对车辆的需求越大，人工作业的问题越来越突出。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种高铁机车的车前窗的装配系统，该系统利用机器人完成自动化安装，相较于传统的人工作业方式，具有更高的作业效率和作业精度，保证了产品质量。为了实现上述目的，本专利技术一方面的实施例提供一种高铁机车的车前窗的装配系统，包括:外轴行走装置、工业机器人、快换装置、打磨装置、涂胶装置、玻璃抓取装置、三维扫描装置、中央控制装置和玻璃上下料工作台，其中，所述快换装置、打磨装置、涂胶装置、玻璃抓取装置、三维扫描装置均在所述工业机器人的操作下工作，所述外轴行走装置包括:双滑轨和位于所述双滑轨上的可滑动的横梁，所述工业机器人位于所述横梁上且与所述横梁联动，以在所述双滑轨和横梁限定的工作区域内移动；所述工业机器人用于根据预设控制命令操作所述快换装置、打磨装置、涂胶装置、玻璃抓取装置、三维扫描装置，执行对应的控制动作；所述快换装置用于在所述工业机器人的操作下更换所述工业机器人当前操作的装置；所述三维扫描装置用于在所述工业机器人的操作下对高铁机车的车身和玻璃进行扫描；所述中央控制装置与所述三维扫描装置进行通信，用于接收三维扫描数据，根据所述三维扫描数据计算所述车前窗的待安装垫片的多个参数和车框的打磨路径，并将所述打磨路径发送给所述工业机器人；所述打磨装置用于在所述工业机器人的操作下，依据所述打磨路径对所述车框进行打磨，形成与所述玻璃相适配的车前窗的车框；所述涂胶装置用于承装胶体，并在所述工业机器人的操作下对打磨后的车框进行涂胶；所述玻璃上下料平台用于传送玻璃；所述玻璃抓取装置用于在所述工业机器人的操作下从所述玻璃上下料平台上抓取玻璃安装到打磨后的车框上，形成车前窗；所述工业机器人还用于在安装玻璃后，进一步在车框上安装压板，操作所述涂胶装置对所述车前窗进行涂胶。在本专利技术的一个实施例中，所述三维扫描装置为双CCD相机设备。在本专利技术的又一个实施例中，所述中央控制装置为可编程逻辑控制PLC控制器。在本专利技术的再一个实施例中，所述工业机器人包括:控制器，用于根据预设工作内容和工作路径生成控制命令；机器人本体，所述机器人本体与所述控制器进行通信，用于根据所述控制命令执行对应的控制动作。在本专利技术的另一个实施例中，还包括:安全防护装置，安装于所述双滑轨和高铁机车的两侧。根据本专利技术实施例的高铁机车的车前窗的装配系统，采用工业机器人完成车前窗的自动化装配，其中三维扫描、抓取、涂胶等作业过程均由工业机器人操作相应的装置完成，即利用机器人完成自动化安装，相较于传统的人工作业方式，具有更高的作业效率和作业精度，保证了产品质量。并且，采用工业机器人完成作业也可以避免发生安全事故时，对人员的危险。而且，当需要对大批高铁机车的车前窗进行装配时，采用工业机器人可以保证尚效完成上述装配作业。为此，本专利技术的另一个目的在于提出一种高铁机车的车前窗的装配方法，该方法利用机器人完成自动化安装，相较于传统的人工作业方式，具有更高的作业效率和作业精度，保证了产品质量。为了实现上述目的，本专利技术另一方面的实施例提供一种高铁机车的车前窗的装配方法，包括如下步骤:步骤SI，将高铁机车的车身和玻璃放置于工作台上；步骤S2，工业机器人操作三维扫描装置对高铁机车的车身和玻璃进行扫描，获取三维扫描数据，并将所述三维扫描数据发送至中央控制装置；步骤S3，所述中央控制装置根据所述三维扫描数据计算所述车前窗的待安装垫片的多个参数和车框的打磨路径，并将所述打磨路径发送给所述工业机器人；步骤S4，所述工业机器人操作打磨装置，依据所述打磨路径对所述车框进行打磨，形成与所述玻璃相适配的车前窗的车框；步骤S5，打磨后，所述工业机器人操作涂胶装置对打磨后的车框进行涂胶；步骤S6，涂胶后，所述工业机器人操作玻璃抓取装置从所述玻璃上下料平台上抓取玻璃安装到打磨后的车框上，形成车前窗；步骤S7,所述工业机器人在车框上安装压板，并操作所述涂胶装置对所述车前窗进行涂胶。在本专利技术的一个实施例中，在步骤S3中，所述中央控制装置根据三维扫描结果生成对应的玻璃三维模型和车框三维模型，并将所述玻璃三维模型和车框三维模型进行对齐以完成虚拟装配；设置圆面，并利用所述圆面在虚拟装配后的车框三维模型和玻璃三维模型的多个预设切割位置上分别进行多次切割，其中，每次切割中，所述圆面与虚拟装配后的车框三维模型和玻璃三维模型相交，且在所述车框三维模型和玻璃三维模型上分别形成多个第一截面和第二截面；计算每个切割位置上的车框三维模型的第一截面和玻璃三维模型的第二截面的实际相对距离，并根据所述实际相对距离和理论相对距离的差值，计算该切割位置处车框的打磨量。在本专利技术的另一个实施例中，还包括如下步骤:根据所述实际相对距离和理论相对距离的差值，计算该切割位置处的待安装垫片的厚度，其中，所述垫片安装于车前窗和车框之间以使得所述车前窗与所述车框相适配；所述工业机器人抓取该厚度的垫片安装至对应位置处。根据本专利技术实施例的高铁机车的车前窗的装配方法，采用工业机器人完成车前窗的自动化装配，其中三维扫描、抓取、涂胶等作业过程均由工业机器人操作相应的装置完成，即利用机器人完成自动化安装，相较于传统的人工作业方式，具有更高的作业效率和作业精度，保证了产品质量。并且，采用工业机器人完成作业也可以避免发生安全事故时，对人员的危险。而且，当需要对大批高铁机车的车前窗进行装配时，采用工业机器人可以保证尚效完成上述装配作业。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为根据本专利技术实施例的高铁机车的车前窗的装配系统的结构框图；图2为根据本专利技术实施例的高铁机车的车前窗的装配系统的示意图；图3(a)和图3(b)为根据本专利技术实施例的高铁机车的车前窗的装配系统的侧视图和俯视图；图4为根据本专利技术实施例的工业机器人的结构图；图5 (a)和图5 (b)分别为根据本专利技术实施例的工业机器人对车身和玻璃进行三维扫描的不意图；图6 (a)和图6 (b)分别为根据本专利技术实施例的工业机器人对车框进行打磨的示意图；图7 (a)和图7 (b)分别为根据本专利技术实施例的工业机器人对车框进行涂胶的示意图；图8(a)和图8(b)分别为根据本专利技术实施例的工业机器人自动安装玻璃的示意图；[003当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铁机车的车前窗的装配系统，其特征在于，包括：外轴行走装置、工业机器人、快换装置、打磨装置、涂胶装置、玻璃抓取装置、三维扫描装置、中央控制装置和玻璃上下料工作台，其中，所述快换装置、打磨装置、涂胶装置、玻璃抓取装置、三维扫描装置均在所述工业机器人的操作下工作，所述外轴行走装置包括：双滑轨和位于所述双滑轨上的可滑动的横梁，所述工业机器人位于所述横梁上且与所述横梁联动，以在所述双滑轨和横梁限定的工作区域内移动；所述工业机器人用于根据预设控制命令操作所述快换装置、打磨装置、涂胶装置、玻璃抓取装置、三维扫描装置，执行对应的控制动作；所述快换装置用于在所述工业机器人的操作下更换所述工业机器人当前操作的装置；所述三维扫描装置用于在所述工业机器人的操作下对高铁机车的车身和玻璃进行扫描；所述中央控制装置与所述三维扫描装置进行通信，用于接收三维扫描数据，根据所述三维扫描数据计算所述车前窗的待安装垫片的多个参数和车框的打磨路径，并将所述打磨路径发送给所述工业机器人；所述打磨装置用于在所述工业机器人的操作下，依据所述打磨路径对所述车框进行打磨，形成与所述玻璃相适配的车前窗的车框；所述涂胶装置用于承装胶体，并在所述工业机器人的操作下对打磨后的车框进行涂胶；所述玻璃上下料平台用于传送玻璃；所述玻璃抓取装置用于在所述工业机器人的操作下从所述玻璃上下料平台上抓取玻璃安装到打磨后的车框上，形成车前窗；所述工业机器人还用于在安装玻璃后，进一步在车框上安装压板，操作所述涂胶装置对所述车前窗进行涂胶。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐立哲，孙云权，刘少立，刘俊娟，
申请(专利权)人：天津智通机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12