本實用新型涉及軌道車輛外墻噴漆前自動化打磨技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種軌道車輛外墻涂裝自動打磨系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的革新，機器人自動打磨技術(shù)廣泛應(yīng)用于工廠和企業(yè)生產(chǎn)的各個發(fā)面，近些年來軌道車輛也得到了飛速的發(fā)展，但是由于軌道車輛外墻巨大，表面不平整，由于車輛外墻所要求得平整度較高，國內(nèi)對于軌道車輛外墻打磨的工作模式還局限于流水線式的人工打磨。人工打磨在軌道車輛外墻的打磨過程中存在著很大的弊端，首先粉塵和噪音會對工人的身心健康造成極大的影響，其次人工打磨大大降低了打磨的效率，拉長了打磨的時間，而且人工打磨過的外墻瑕疵較多，這些瑕疵會對外墻的涂裝造成很大的影響，從而影響整個軌道車輛的實際性能和外觀整潔度。所有這些弊端在一定程度上大大降低了工廠和企業(yè)的生產(chǎn)效率，增加了生產(chǎn)成本，而機器人自動打磨技術(shù)的應(yīng)用可以很好的解決以上問題。在現(xiàn)階段的車輛外墻打磨過程中存在三個影響打磨好壞的關(guān)鍵因素，一是打磨外墻普遍采用人工打磨，二是車輛外墻位姿誤差，三是車輛外墻平整度誤差。人工打磨的缺點顯而易見，機器人在進行車輛外墻打磨前，所要打磨的車輛外墻放置到拖車板上時一定存在位置偏差，再加上每個拖車高度不一定相同，靠人力很難去調(diào)整，那么在接下來的車輛外墻打磨過程中外墻的位姿偏差勢必會影響到整個打磨的質(zhì)量。也就是說打磨機器人的機械手位置以及打磨路徑都是確定的，都是按照設(shè)定好的程序來執(zhí)行打磨工作，如果所打磨的車輛外墻位姿沒有調(diào)整好，那么有的地方會出現(xiàn)打磨少了或者根本沒有打磨，外墻這塊會凸出來，打磨多了外墻這塊會凹進去。所以在軌道車輛外墻打磨前對于外墻位姿的調(diào)節(jié)是非常有必要的，這樣不僅可以提高打磨機器人的打磨效率，還可以進一步提高整個外墻的打磨質(zhì)量。外墻位姿調(diào)整完后，由于軌道車輛外墻是由很多塊板料焊接而成，焊接完成后的焊縫間留有很多焊點，而且外墻也凹凸不平，為了去除板料間的焊點和改善凹凸不平現(xiàn)象，一般在涂裝前向外墻刮涂膩子粉。盡管刮涂膩子粉能夠改善外墻表面的凹痕，但是對于大平面的軌道車輛外墻而言，其平整性還是不容樂觀，這會對隨后的機器人打磨外墻作業(yè)造成很大影響，因為打磨機器人都是按照設(shè)定好的力度進行打磨，外墻平整性差會出現(xiàn)該打磨的焊點沒有打磨掉，外墻凸的地方也沒有打磨平整，還有刮涂完膩子粉的地方打磨的很少或者根本沒有打磨，造成這塊相比其它部分較粗糙。所以在軌道車輛外墻刮涂完膩子粉后，有必要進行外墻平整度檢測，外墻平整度檢測的目的是為了外墻經(jīng)過打磨機器人的打磨后其平面的宏觀凹凸高度相對理想平面得到改善，也就是使打磨完的外墻變得平整沒有凹凸高度差。通過對整個外墻表面進行平整度檢測后，檢測分析出的數(shù)據(jù)會通過終端對打磨機器人機械手進行控制，打磨機器人會根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果對誤差小的地方少打磨，誤差大的地方多打磨，最后可以提高整個車輛外墻的平整度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了提高軌道車輛外墻打磨精度，縮短外墻打磨時間，改善工人工作條件，也為了外墻打磨后的涂裝等作業(yè)。本實用新型采用機器人打磨車輛外墻代替人工打磨，通過采用機器人打磨代替手工打磨，并且對軌道車輛外墻位姿進行調(diào)節(jié)和的整個外墻進行平整度檢測，從根本解決由于外墻位姿偏差和外墻表面的凹凸不平造成的機器人打磨誤差，相比人工打磨不僅提高了車輛外墻打磨的效率和質(zhì)量，降低了打磨成本，改善了打磨環(huán)境，而且為整個外墻打磨后的涂裝工序提供了良好的條件。

技術(shù)方案

一種軌道車輛外墻涂裝自動打磨系統(tǒng)，其特征在于：包括打磨系統(tǒng)、車輛外墻位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)和車輛外墻平整度檢測裝置三個主要部分；其中，所述打磨系統(tǒng)，包括支架、橫梁、打磨機器人軌道和打磨機器人；所述支架安裝在平臺上，用以支撐橫梁；所述橫梁安裝在支架上，用以安裝打磨機器人軌道；所述打磨機器人軌道固定在橫梁上；所述打磨機器人倒立安裝在打磨機器人軌道上；所述車輛外墻位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括測距部分和調(diào)節(jié)定位裝置；所述測距部分包括三個規(guī)格相同的激光測距傳感器和顯示屏；所述三個規(guī)格相同的激光測距傳感器，兩個布置在平臺內(nèi)側(cè)邊緣的兩槽口中，第三個布置在兩軌枕中間，傳感器采用的是短距離激光位移傳感器；所述三個規(guī)格相同的顯示屏，與激光測距傳感器相連，用來顯示傳感器所測的距離數(shù)值；所述調(diào)節(jié)定位裝置是一個獨立的裝置，安裝在拖車兩端正下方的軌枕上，包括舉升液壓缸、橫移液壓缸、兩個接頭、支座、底座；舉升液壓缸安裝在底座上；橫移液壓缸安裝在支座上，同時與底座相連；兩個接頭分別布置在舉升液壓缸和橫移液壓缸上；底座安裝在支座上面，底座下面通過滑道與橫移液壓缸焊接相連，底座上面與舉升液壓缸焊接相連，同時底座與支座之間經(jīng)橫移滑道可以相對滑動。所述車輛外墻平整度檢測裝置，包括外墻檢測門、檢測門軌道和選用二維激光掃描傳感器；所述外墻檢測們安裝在外墻檢測軌道上，用以安裝傳感器，帶動傳感器對整個車輛外墻平整度進行全面掃描檢測；所述檢測門軌道，安裝在打磨機器人兩軌道內(nèi)側(cè)，是車身檢測門的工作路徑；所述選用二維激光掃描傳感器，是由三個規(guī)格相同的二維激光掃描傳感器組成，其中兩個相互對稱安裝在車身檢測門兩側(cè)面內(nèi)側(cè)，第三個安裝在外墻檢測門上面內(nèi)側(cè)，也就是安裝在外墻檢測門上部最中間位置。

本實用新型所具有的有益效果：一種軌道車輛外墻涂裝自動打磨系統(tǒng)，采用打磨機器人，通過自動化的打磨系統(tǒng)、車輛外墻位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)和車輛外墻平整度檢測裝置，可以完全避免在軌道車輛外墻打磨過程中打磨粉塵和打磨噪音對工人身體的傷害，而且可以解決人工打磨中所面臨的車輛外墻位姿調(diào)節(jié)困難，操作過程復(fù)雜，調(diào)節(jié)精度低，打磨效率低，成本投入大，涂裝作業(yè)效果差以及外墻平整度無法檢測等問題。根據(jù)軌道車輛外墻打磨所面臨的打磨問題和調(diào)整檢測等方面的技術(shù)問題，軌道車輛外墻涂裝自動打磨可以實現(xiàn)軌道車輛外墻的位姿調(diào)節(jié)操作，提高外墻表面的打磨平整度，從而提高整個外墻的打磨精度，為涂裝作業(yè)做好準(zhǔn)備。

附圖說明

圖1為本實用新型的調(diào)節(jié)定位裝置示意透視圖；

圖2為本實用新型的調(diào)節(jié)定位裝置示意剖視圖；

圖3為本實用新型的外墻涂裝自動打磨系統(tǒng)示意布置透視圖；

圖4為本實用新型的外墻涂裝自動打磨系統(tǒng)示意布置半剖圖；

圖5為本實用新型的二維激光掃描傳感器掃描外墻示意原理圖。

舉升液壓缸1、橫移液壓缸2、頂托3、接頭4和5、支座6、底座7、橫移滑道8、橫移腔9、拖車10、車輛外墻11、測距口12、激光測距傳感器13、14和15、槽口16和17、調(diào)節(jié)定位裝置18和19、打磨機器人軌道20、打磨機機器人21、平臺22、軌道23、車輪24、軌枕25、二維激光掃描傳感器26、27和28、外墻檢測門29、檢測門軌道30和31、半導(dǎo)體激光發(fā)生器32、透鏡33、掃描輪廓線34、鏡片35、二維CMOS陣列36、信號處理器37、信號輸出端38、支架 39、橫梁40

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖詳細說明本實用新型結(jié)構(gòu)的實施方式：

一種軌道車輛外墻涂裝自動打磨系統(tǒng)，其特征在于：包括打磨系統(tǒng)、車輛外墻位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)和車輛外墻平整度檢測裝置三個主要部分；其中，所述打磨系統(tǒng)，包括支架、橫梁、打磨機器人軌道和打磨機器人；所述車輛外墻位姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括測距部分和調(diào)節(jié)定位裝置；所述車輛外墻平整檢測裝置，包括外墻檢測門、檢測門軌道和選用二維激光掃描傳感器。首先打磨機器人21倒立安裝在打磨機器人軌道 20上，這樣不會影響打磨機器人21的打磨作業(yè)，更重要的是可以節(jié)省地面空間挪作他用。軌道車輛車輛外墻11隨拖車10經(jīng)車輛軌道 23到達平臺22的預(yù)定位置后，三個規(guī)格相同的激光測距傳感器13、 14和15用來檢測自身與打磨車輛外墻之間的距離，采用的是短距離激光位移傳感器。激光測距傳感器13和14處在同一水平線上且布置在平臺22內(nèi)側(cè)邊緣，此時兩傳感器從槽口16和17慢慢升起后用來測量車輛外墻11與自身的距離，傳感器15布置在兩軌枕25中間，經(jīng)測距口12來測量軌枕25到車輛外墻11的距離。因為打磨機器人的機械手位置和打磨路徑都是確定的，所以兩激光測距傳感器13、 14和軌枕25到車輛外墻11的距離是一個定值。

經(jīng)過三傳感器測距后，所測數(shù)值會顯示在與傳感器相連的三個顯示屏上，顯示屏用來顯示傳感器所測的數(shù)據(jù)。當(dāng)顯示屏顯示的數(shù)值與所設(shè)距離定值存在偏差時，調(diào)節(jié)定位裝置18和19將開始工作，調(diào)節(jié)定位裝置是一個獨立的裝置，安裝在拖車10兩端正下方的軌枕25上，它的實際高度要低于車輪24軸的最低位置。首先調(diào)節(jié)定位裝置接頭 4和5與液壓管路連接對油缸加壓，調(diào)節(jié)定位裝置18和19根據(jù)所設(shè)距離定值，通過安裝在底座7上的舉升液壓缸1(底座7與舉升液壓缸1焊接相連)經(jīng)托定3舉起拖車10調(diào)節(jié)車輛外墻11的縱向偏差，直到與傳感器15相連的顯示屏顯示距離數(shù)值與所設(shè)距離定值相同為止。

橫移液壓缸2與底座7相連，底座7用于安裝舉升液壓缸1，并且與橫移液壓缸2相連直接安裝在支座6上，支座6為整個調(diào)節(jié)定位裝置起到支撐作用，支座6和底座7之間經(jīng)橫移滑道8可以相對滑動，底座7和舉升液壓缸1通過焊接相連，所以橫移液壓缸2在橫移腔9 中移動會帶動整個拖車10和車輛外墻11左右移動，從而根據(jù)傳感器 13和14所連顯示屏顯示的距離數(shù)值與所設(shè)距離定值偏差自動調(diào)節(jié)好車輛外墻的橫向偏差。經(jīng)過自動調(diào)節(jié)三激光測距傳感器13、14和15 與其所連的顯示屏距離數(shù)值與所設(shè)距離定值相同后，車輛外墻11將處于打磨機器人21打磨的最佳位置，然后安裝在機器人軌道20上的打磨機器人21開始打磨準(zhǔn)備工作，此時車輛外墻位姿調(diào)節(jié)完畢。

二維激光掃描傳感器26、27和28中的兩個相互對稱安裝在外墻檢測門29兩側(cè)面內(nèi)側(cè)，第三個安裝在外墻檢測門29上面內(nèi)側(cè)，也就是安裝在外墻檢測門29上部最中間位置(二維激光掃描傳感器布置數(shù)量根據(jù)掃描精度而定)。由于軌道車輛外墻巨大，一般采點式的激光傳感器掃描費時費力，這里選用的二維激光掃描傳感器是基于光學(xué)三角測量原理來掃描外墻，其最主要的特點是掃描量程大，不需要需控制器，直接網(wǎng)口輸出(也可選模擬輸出)，掃描測量不受色彩、表面材質(zhì)或離散光線所影響，而且二維激光掃描傳感器具有同步輸入端，可使多個傳感器同步工作。二維激光掃描傳感器26、27和28在進行車輛外墻11掃描作業(yè)時，半導(dǎo)體激光發(fā)生器32發(fā)出光線，經(jīng)過透鏡 33形成平面光幕，同時在車輛外墻11上形成一條掃描輪廓線34(輪廓線長度就是傳感器的掃描量程)，光線經(jīng)過車輛外墻11反射投影到二維CMOS陣列36上，此時車輛外墻11外輪廓經(jīng)過信號處理器37 分析處理后從信號輸出端38輸出。

外墻檢測門29安裝在外墻檢測軌道30和31上，其兩側(cè)和上面都是平直的，兩轉(zhuǎn)角處為平滑彎曲狀態(tài)，外墻檢測門29的大小根據(jù)三個激光掃描傳感器的掃描范圍而定，在車輛外墻11穿過外墻檢測門29時，能夠保證掃范圍描覆蓋整個車輛外墻11，而且截面寬度也要能夠保證傳感器的安裝。車輛外墻位姿調(diào)整后，外墻檢測門29沿檢測門軌道30和31勻速移動，檢測門軌道30和31與平臺22平齊，是外墻檢測門29的工作路徑，當(dāng)外墻檢測門29與車輛外墻11前端對齊時，二維激光掃描傳感器26、27和28開始對外墻進行掃描檢測作業(yè)，當(dāng)檢測門29與車輛外墻11后端對齊時，二維激光掃描傳感器 26、27和28停止對外墻的掃描檢測作業(yè)，至此掃描檢測作業(yè)完成，檢測門29將自動復(fù)位。通過對車輛外墻11的輪廓掃描檢測，可以很快的測量出整個外墻的平整度，所測的數(shù)據(jù)進過分析處理后輸出控制信號，控制安裝在打磨機器人軌道20上的兩臺打磨機器人21開始打磨作業(yè)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型所提交的權(quán)利要求書確定的保護范圍。