CN113305441A - 基于3d视觉的机器人钢轨打标系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，包括：打标工作台、可移动打标机器人及钢轨打标传送机构；其中，打标工作台上铺设有移动导轨和钢轨打标传送机构，可移动打标机器人包括滑轮机构、底座、主控器、机械臂、激光打标机构及三维传感器组件，可移动打标机器人基于滑轮机构沿移动导轨滑行，钢轨打标传送机构包括用于放置待打标钢轨的传送带组件及用于控制传送带行程的行程控制组件，钢轨打标传送机构基于传送带组件和行程控制组件将待打标钢轨传送至指定位置，三维传感器组件采集待打标钢轨的三维图像信息，主控器基于三维图像信息调控激光打标机构和滑动机构完成对待打标钢轨的打标。

Description

基于3D视觉的机器人钢轨打标系统
技术领域
本发明涉及机械加工设备技术领域，具体而言，涉及一种基于3D视觉的机器人钢轨打标系统。
背景技术
钢轨是铁路轨道的主要组成部件，其在于引导机车车辆的车轮前进，承受车轮的巨大压力，并传递到轨枕上。钢轨出厂之前，需要在钢轨与钢轨对焊位置打标焊缝编号，在进行打标时对打标内容和位置均有要求，而目前多采用人工打标方式，不仅耗时耗力，且很难避免人为因素导致的打标偏差，影响整体打标效果，亟待进行改进。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，结合三维图像技术，实现对钢轨的自动化精准打标加工，大大提高了打标效率。
有鉴于此，本发明提出了一种新的基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，包括：打标工作台、可移动打标机器人及钢轨打标传送机构；其中，所述打标工作台上铺设有移动导轨和所述钢轨打标传送机构，所述可移动打标机器人包括滑轮机构、底座、主控器、机械臂、激光打标机构及三维传感器组件，所述可移动打标机器人基于所述滑轮机构沿所述移动导轨滑行，所述钢轨打标传送机构包括用于放置待打标钢轨的传送带组件及用于控制传送带行程的行程控制组件，所述钢轨打标传送机构基于所述传送带组件和所述行程控制组件将待打标钢轨传送至指定位置，所述三维传感器组件采集所述待打标钢轨的三维图像信息，所述主控器基于所述三维图像信息调控所述激光打标机构和所述滑动机构完成对所述待打标钢轨的打标。
在上述技术方案中，优选地，所述打标工作台包括第一平台和第二平台，所述第一平台和第二平台组成倒L型机构，所述第二平台高于所述第一平台，所述第一平台上铺设有所述移动导轨，所述第二平台上铺设有所述钢轨打标传送机构。
在上述技术方案中，优选地，所述底座包括上底座、下底座及旋转组件，所述旋转组件包括转轴及轴承，所述轴承设置在所述下底座的上方，所述转轴一端连接至所述轴承，所述转轴的另一端连接至所述上底座的下方。
在上述技术方案中，优选地，所述滑轮机构包括滑轮以及滑轮驱动电机，所述滑轮和滑轮驱动电机均设置在所述下底座下方，所述滑轮驱动电机电连接至所述主控器。
在上述技术方案中，优选地，所述传送带组件包括齿轮传送带，所述行程控制组件包括设置在所述第二平台一侧的三维传感器、控制所述齿轮传送带的驱动电机、无线通信模块，所述无线通信模块分别电连接至所述驱动电机和所述主控器。
在上述技术方案中，优选地，所述第二平台上还设置有量程刻度。
通过以上技术方案，系统整合有可移动打标机器人以及钢轨打标传送机构，该系统可直接连接至钢轨生产线，在需要对钢轨进行打标加工时，将钢轨投放至打标工作台上，打标工作台上的钢轨打标传送机构中的传动带组件在行程控制组件的控制下，将钢轨传送至目标位置，具体打标工作台的第二平台上一侧设置有传感器，待传感器检测到钢轨时，主控器获取传感器信号，控制驱动电机暂停工作，使得钢轨停滞在指定位置，然后可移动打标机器人中的三维传感器组件采集钢轨的三维图像信息，并发送至主控器，主控器根据钢轨的三维图像信息以及预存储的打标信息，确定打标内容及位置，并调控激光打标机构进行打标，另外第二平台上还设置有量程刻度，在可移动打标机器人需要在多个位置进行打标时，能够结合量程刻度实现精准定位，整个系统结构设计合理，结合三维图像技术，实现对钢轨的自动化精准打标加工，大大提高了打标效率。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的基于3D视觉的机器人钢轨打标系统的结构示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的行程控制组件的电路结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，基于3D视觉的机器人钢轨打标系统包括：打标工作台、可移动打标机器人及钢轨打标传送机构。
其中，打标工作台上铺设有移动导轨和钢轨打标传送机构，具体，打标工作台包括第一平台101和第二平台102，第一平台101和第二平台102组成倒L型机构，第二平台102高于第一平台101，第一平台101上铺设有移动导轨103，第二平台102上铺设有钢轨打标传送机构，可移动打标机器人包括滑轮机构（图中未展示，具体滑轮机构包括滑轮以及滑轮驱动电机，滑轮和滑轮驱动电机均设置在下底座下方，滑轮驱动电机电连接至主控器，滑轮机构的具体结构可采用市面上通用的滑轮机构即可实现）、底座104、主控器（图中未展示）、机械臂105、激光打标机构106及三维传感器组件107，可移动打标机器人基于滑轮机构沿移动导轨103滑行，钢轨打标传送机构包括用于放置待打标钢轨的传送带组件108（具体包括齿轮传送带）及用于控制传送带行程的行程控制组件（具体包括设置在第二平台一侧的三维传感器、控制齿轮传送带的驱动电机、无线通信模块，无线通信模块分别电连接至驱动电机和主控器，具体电路结构见图2），钢轨打标传送机构基于传送带组件和行程控制组件将待打标钢轨传送至指定位置，三维传感器组件采集待打标钢轨的三维图像信息，主控器基于三维图像信息调控激光打标机构和滑动机构完成对待打标钢轨的打标。
进一步地，底座104包括上底座、下底座及旋转组件，旋转组件包括转轴及轴承，轴承设置在下底座的上方，转轴一端连接至轴承，转轴的另一端连接至上底座的下方。旋转式的底座设计可便于调整机器人的位置。
进一步地，第二平台102上还设置有量程刻度。
系统整合有可移动打标机器人以及钢轨打标传送机构，该系统可直接连接至钢轨生产线，在需要对钢轨进行打标加工时，将钢轨投放至打标工作台上，打标工作台上的钢轨打标传送机构中的传动带组件在行程控制组件的控制下，将钢轨传送至目标位置，具体打标工作台的第二平台上一侧设置有传感器，待传感器检测到钢轨时，主控器获取传感器信号，控制驱动电机暂停工作，使得钢轨停滞在指定位置，然后可移动打标机器人中的三维传感器组件采集钢轨的三维图像信息，并发送至主控器，主控器根据钢轨的三维图像信息以及预存储的打标信息，确定打标内容及位置，并调控激光打标机构进行打标，另外第二平台上还设置有量程刻度，在可移动打标机器人需要在多个位置进行打标时，能够结合量程刻度实现精准定位，整个系统结构设计合理，结合三维图像技术，实现对钢轨的自动化精准打标加工，大大提高了打标效率。
上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，其特征在于，包括：
打标工作台、可移动打标机器人及钢轨打标传送机构；
其中，所述打标工作台上铺设有移动导轨和所述钢轨打标传送机构，所述可移动打标机器人包括滑轮机构、底座、主控器、机械臂、激光打标机构及三维传感器组件，所述可移动打标机器人基于所述滑轮机构沿所述移动导轨滑行，所述钢轨打标传送机构包括用于放置待打标钢轨的传送带组件及用于控制传送带行程的行程控制组件，所述钢轨打标传送机构基于所述传送带组件和所述行程控制组件将待打标钢轨传送至指定位置，所述三维传感器组件采集所述待打标钢轨的三维图像信息，所述主控器基于所述三维图像信息调控所述激光打标机构和所述滑动机构完成对所述待打标钢轨的打标。
2.根据权利要求1所述的基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，其特征在于，所述打标工作台包括第一平台和第二平台，所述第一平台和第二平台组成倒L型机构，所述第二平台高于所述第一平台，所述第一平台上铺设有所述移动导轨，所述第二平台上铺设有所述钢轨打标传送机构。
3.根据权利要求1所述的基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，其特征在于，所述底座包括上底座、下底座及旋转组件，所述旋转组件包括转轴及轴承，所述轴承设置在所述下底座的上方，所述转轴一端连接至所述轴承，所述转轴的另一端连接至所述上底座的下方。
4.根据权利要求3所述的基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，其特征在于，所述滑轮机构包括滑轮以及滑轮驱动电机，所述滑轮和滑轮驱动电机均设置在所述下底座下方，所述滑轮驱动电机电连接至所述主控器。
5.根据权利要求2所述的基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，其特征在于，所述传送带组件包括齿轮传送带，所述行程控制组件包括设置在所述第二平台一侧的三维传感器、控制所述齿轮传送带的驱动电机、无线通信模块，所述无线通信模块分别电连接至所述驱动电机和所述主控器。
6.根据权利要求5所述的基于3D视觉的机器人钢轨打标系统，其特征在于，所述第二平台上还设置有量程刻度。
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