CN113263472A - 一种轨道车辆车窗的安装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道车辆车窗的安装装置，包括具有自驱动行走能力的车体，所述车体上设有上料机器人和安装机器人，所述上料机器人和安装机器人的动作臂上安装有车窗玻璃取放机构；还包括控制器，所述上料机器人和安装机器人均与控制器数据连接。本发明采用机器人控制技术和应用实现并大大提高了设备的自动化水平，解决了车窗玻璃在安装过程中出现人工组装不易控制的质量问题，同时提高了客车车辆检修后车窗玻璃的安装质量，从而提高客车检修组装的智能化水平，保证车窗能够一次安装完成。本发明可以节省客车车辆检修的成本，提高安装效率，降低操作人员安装车窗的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及轨道车辆装配领域，具体涉及到一种轨道车辆车窗的安装装置。
背景技术
轨道车辆的车窗因造型复杂，吻合度较差，需要多次研装打磨，才能将车窗玻璃装配到位。玻璃安装过程是轨道车辆组装的很重要的环节，目前国内外轨道车辆玻璃安装时的打磨、安装及涂胶等都是人工实现的，如日本采用简易真空吸盘，采用人工搬运的方式进行玻璃安装，涂胶靠人员技能保障质量；国内部分公司采用真空机械装置进行玻璃安装，打磨、涂胶靠操作人员的技能保证质量。也有采用升降车加人工安装的方式，其操作包括由完全人工操作到配备一些装备再以人工辅助操作等方式，种类很多，不尽相同，操作者需要一人站在升降车上，一人在车内进行车窗的紧固作业，作业时间较长，至少需要4人协调配合完成，两侧车窗同时安装需要至少6-8人进行，车窗安装质量不高，生产效率较低。由人工完成车窗玻璃的安装作业，存在耗时长，效率低，劳动强度大等问题，且不能完全实现玻璃的无应力安装，特别是随着轨道车辆事业的快速发展，对车辆的需求越来越大，人工作业效率低、质量难保证的问题越来越突出。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种轨道车辆车窗的安装装置，旨在解决现有技术中轨道车辆车窗由人工安装所带来的效率低、质量不高等问题。
为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种轨道车辆车窗的安装装置，包括具有自驱动行走能力的车体，所述车体上设有上料机器人和安装机器人，所述上料机器人和安装机器人的动作臂上安装有车窗玻璃取放机构；还包括控制器，所述上料机器人和安装机器人均与控制器数据连接。本发明采用机器人控制技术和应用实现并大大提高了设备的自动化水平，解决了车窗玻璃在安装过程中出现人工组装不易控制的质量问题，同时提高了客车车辆检修后车窗玻璃的安装质量，从而提高客车检修组装的智能化水平，保证车窗能够一次安装完成。
作为上述方案的进一步技术方案，所述安装装置还包括导轨，所述车体设于所述导轨上并可沿所述导轨移动。通过导轨限定车体的移动位置，使得车体有更加明确的移动路径，搬运车窗玻璃时更为准确。
作为上述方案的进一步技术方案，所述车体的底部设有可在所述导轨内滚动的主动驱动轮，所述主动驱动轮包括具有编码器的驱动电机，所述编码器与所述控制器数据连接。编码器可将由驱动电机带动主动驱动轮转动过的距离换算成易于控制器识别的数据，进而在控制器控制主动驱动轮行走的过程中，能准确控制行走距离，以保证所搬运的车窗玻璃位置准确。
作为上述方案的进一步技术方案，所述主动驱动轮为滚动齿轮，所述导轨为齿轨。滚动齿轮与齿轨精密配合，可确保车体在导轨上的每一次位置移动都足够精确，且不会发生滑移或移动不到位等问题。
作为上述方案的进一步技术方案，所述车体上设有用于存放车窗玻璃的存料座。
作为上述方案的进一步技术方案，所述车体的前端和后端均设有障碍物传感器，所述障碍物传感器与所述控制器数据连接。障碍物传感器可作为车体的安全保护措施。
作为上述方案的进一步技术方案，所述导轨上设有可被所述障碍物传感器检测的起点标识和终点标识。起点标识和终点标识可定位车体的预设位置，使车体的不会超范围运行。
作为上述方案的进一步技术方案，所述安装装置还包括远程控制模块，所述远程控制模块与所述控制器数据连接；所述远程控制模块能够接收遥控信号。远程控制模块使得本申请实施例的控制方式更加灵活，即可通过人工直接在控制器进行操控，也可由专业技术人员实现远程自动控制，极大提高了自动化程度和装配效率。
作为上述方案的进一步技术方案，所述取放机构上设有距离传感器，所述距离传感器与所述控制器数据连接。距离传感器可保证车窗玻璃在客车车窗内的安装精度，同时可避免安装机器人因发生故障所导致的过度运动。
作为上述方案的进一步技术方案，所述取放机构为吸盘。
综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明采用机器人代替人工进行玻璃的安装工作，有效避免了人工操作所带来的不稳定性和效率低下，由控制器控制机器人动作，可做到高效和高质量装配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的正视结构示意图；
图2为本发明在用于安装车窗玻璃时的俯视结构示意图。
图中各标号的释义为：上料机器人1，基座一2，障碍物传感器3，车窗玻璃4，安装机器人5，基座二6，导轨7，车体8，从动轮9，存料座10，主动驱动轮11，转运小车12，客车车辆13，客车车窗14。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等类似用语只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
客车车辆13检修后车窗玻璃4安装工作量大，人工组装成本较高，车窗玻璃4安装的质量不易控制，是影响整个客车车辆13大修质量的关键工序。本发明是客车车辆13检修后组装客车车窗14的专用设备，采用机器人控制技术和应用实现并大大提高了设备的自动化水平，解决了车窗玻璃4在安装过程中出现人工组装不易控制的质量问题，同时提高了客车车辆13检修后车窗玻璃4的安装质量，从而提高客车检修组装的智能化水平，保证车窗能够一次安装完成。本发明可以节省客车车辆13检修的成本，提高安装效率，降低操作人员安装车窗的劳动强度。该设备为自主研发技术，可全面提升装备检修的智能化组装水平，采用机器人、人机界面和PLC技术以实现对客车车辆13检修后车窗玻璃4的组装智能化，提升工作效率，降低劳动强度，提高客车车辆13检修的组装质量。
如图1和图2所示，本申请实施例所述的一种轨道车辆车窗的安装装置包括车体8、上料机器人1、安装机器人5和控制器。所述车体8具有自驱动行走能力，可由电机驱动，也可由内燃机驱动。若为电机驱动，可将电器柜设于车体8上并同时配置供电池，或直接接入当地电网实现供电；若为内燃机驱动，则需要在车体8上配置油箱以及相应的供电转换系统。所述车体8是各机构安装的基础，主要为上料机器人1和安装机器人5提供安装基础。所述控制器为可编程序控制器，具备控制、程序写入、程序修改、数据输出等功能。
所述上料机器人1和安装机器人5分别通过基座一2和基座二6固定安装于所述车体8顶部两端，上料机器人1和安装机器人5的动作臂上安装有车窗玻璃4取放机构，用于搬运车窗玻璃4。上料机器人1和安装机器人5同时与控制器数据连接，由控制器实现对上料机器人1和安装机器人5动作的控制。
本申请实施例中，上料机器人1和安装机器人5优选采用关节型机器人，这类机器人由2个肩关节和1个肘关节进行定位，由2个或3个腕关节进行定向，其中，一个肩关节绕铅直轴旋转，另一个肩关节实现俯仰，这两个肩关节轴线正交，肘关节平行于第二个肩关节轴线。这种构形动作灵活，工作空间大，在作业空间内动作臂的干涉较小，结构紧凑，占地面积小，关节上相对运动部位容易密封防尘。具体的，本申请实施例中，上料机器人1具有4个运动方向，分别为X轴方向上的移动、Y轴方向上的移动、绕Y轴转动以及绕Z轴转动，安装机器人5具有6个运动方向，分别为X轴方向上的移动、Y轴方向上的移动、Z轴方向上的移动、绕X轴转动、绕Y轴转动以及绕Z轴转动，各运动均可在任意点停止和定位。本申请实施例中，X、Y、Z轴的具体指示方向如图2中的坐标系所示。
本申请实施例所述的一种轨道车辆车窗的安装装置还包括导轨7，所述车体8设于所述导轨7上并可沿所述导轨7移动。通过导轨7限定车体8的移动位置，使得车体8有更加明确的移动路径，搬运车窗玻璃4时更为准确。
为实现车体8的可控制移动，所述车体8的底部设有可在所述导轨7内滚动的主动驱动轮11，所述主动驱动轮11包括具有编码器的驱动电机，所述编码器与所述控制器数据连接。编码器可将由驱动电机带动主动驱动轮11转动过的距离换算成易于控制器识别的数据，进而在控制器控制主动驱动轮11行走的过程中，能准确控制行走距离，以保证所搬运的车窗玻璃4位置准确。所述车体8的底部还额外安装多组可在所述导轨7内滚动的从动轮9，以配合主动驱动轮11实现车体8在导轨7上的平稳运动。所述主动驱动轮11和从动轮9的数量应根据车体8的长度和所要承载的重量进行选择。
为进一步实现车体8在导轨7上运动时位置控制的精确性，所述主动驱动轮11为滚动齿轮，所述导轨7为齿轨。滚动齿轮与齿轨精密配合，可确保车体8在导轨7上的每一次位置移动都足够精确，且不会发生滑移或移动不到位等问题，有利于确保车窗玻璃4的搬运过程足够稳定，搬运位置足够精确。
所述车体8上设有用于存放车窗玻璃4的存料座10。上料机器人1用于将地面转运小车12上准备好的车窗玻璃4搬运到车体8上的存料座10内暂时储存，一次可放置多块车窗玻璃4到存料座10内。之后，由安装机器人5从存料座10内依次取出车窗玻璃4并将车窗玻璃4放入客车车辆13上指定的客车车窗14内，以完成安装。所述取放机构为吸盘，可以将车窗玻璃4吸住，吸盘的数量可根据需要进行设置，一般为3个、4个或6个，以确保能分散地吸附住车窗玻璃4，避免车窗玻璃4因受力集中而破裂。
所述车体8的前端和后端均设有障碍物传感器3，所述障碍物传感器3与所述控制器数据连接。该障碍物传感器3可检测移动方向上前后端是否有障碍物影响车体8的移动，若检测到有障碍物，则将障碍物信号反馈到控制器，由控制器内预先设定的程序进行报警或急停，以保护车体8安全运行。同时，所述导轨7上设有可被所述障碍物传感器3检测的起点标识和终点标识，当障碍物传感器3检测到该标识处时，则表明车体8已到达预设位置，可进行下一步动作，避免车体8不受控制地胡乱移动。本申请实施例中，障碍物传感器3优选为红外传感器。
所述安装装置还包括远程控制模块，所述远程控制模块与所述控制器数据连接；所述远程控制模块能够接收遥控信号。远程控制模块使得本申请实施例的控制方式更加灵活，即可通过人工直接在控制器进行操控，也可由专业技术人员实现远程自动控制，极大提高了自动化程度和装配效率。
所述取放机构上设有距离传感器，所述距离传感器与所述控制器数据连接。具体的，本申请实施例优选激光传感器作为距离传感器设置在吸盘处，以保证车窗玻璃4在客车车窗14内的安装精度，同时可避免安装机器人5因发生故障所导致的过度运动。距离传感器检测到车窗玻璃4已到达客车车窗14位置时，向控制器反馈数据信号，停止安装机器人5动作。
本申请实施例所述的一种轨道车辆车窗的安装装置适用于铁路客车检修的车窗安装作业，也适用于其它要求精确安装的场合。如图2所示，可在客车车辆13的两侧分别设置一个本申请实施例所述的安装装置，同时对客车车辆13两侧的客车车窗14进行车窗玻璃4的安装，既不互相影响，又能提高安装效率。安装作业在在客车车厢内进行，操作人员在车厢室内通过无线或在车厢外通过有线遥控上料机器人1和安装机器人5进行安装，每一位操作人员均可操纵2台安装装置进行一侧的车窗玻璃4的安装。车体8沿导轨7的移动位置通过伺服驱动电机实现无级调速，通过编码器反馈到控制器实现位置控制，保证位置定位准确，运行速度分高速(如15m/min)和低速(如5m/min)两种。控制器可选用带有人机交互界面的，也可外接一个计算机系统，以便于采用人机交互界面实现客车车型选择，可对客车两侧面车窗玻璃4自动安装，自动安装设有无级调速，速度根据需要和工艺进行调整，本申请实施例的最大安装速度为24块玻璃/小时。本申请实施例可对待安装车窗玻璃4的位置进行智能调整，通过距离传感器反馈准确的位置信息，由控制器控制安装机器人5实现上、下、左、右、前、后位置的移动调整，实现全方位360°智能调整。传感器、控制器、远程控制模块作为控制系统的组成部分，用于实现装备的操纵、安全保护等功能。本安装装置改变了铁路车辆车窗安装作业的方式，同时也提高了车窗安装质量和效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，包括具有自驱动行走能力的车体(8)，所述车体(8)上设有上料机器人(1)和安装机器人(5)，所述上料机器人(1)和安装机器人(5)的动作臂上安装有车窗玻璃(4)取放机构；还包括控制器，所述上料机器人(1)和安装机器人(5)均与控制器数据连接。
2.如权利要求1所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述安装装置还包括导轨(7)，所述车体(8)设于所述导轨(7)上并可沿所述导轨(7)移动。
3.如权利要求2所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述车体(8)的底部设有可在所述导轨(7)内滚动的主动驱动轮(11)，所述主动驱动轮(11)包括具有编码器的驱动电机，所述编码器与所述控制器数据连接。
4.如权利要求3所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述主动驱动轮(11)为滚动齿轮，所述导轨(7)为齿轨。
5.如权利要求1所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述车体(8)上设有用于存放车窗玻璃(4)的存料座(10)。
6.如权利要求1所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述车体(8)的前端和后端均设有障碍物传感器(3)，所述障碍物传感器(3)与所述控制器数据连接。
7.如权利要求6所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述导轨(7)上设有可被所述障碍物传感器(3)检测的起点标识和终点标识。
8.如权利要求1所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述安装装置还包括远程控制模块，所述远程控制模块与所述控制器数据连接；所述远程控制模块能够接收遥控信号。
9.如权利要求1所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述取放机构上设有距离传感器，所述距离传感器与所述控制器数据连接。
10.如权利要求1所述的一种轨道车辆车窗的安装装置，其特征在于，所述取放机构为吸盘。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210817 |