CN113324765B - 一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，通过称重装置对工件的原始重量及试验完毕后的磨耗重量进行检测；通过机器人装置对工件在存储货架和称重装置上的取放，以及工件在试验工位上的装配拆卸；通过穿梭运载装置运载机器人装置，并实现机器人装置在工件存储货柜、试验工位和称重装置之间的穿梭移动；通过视觉定位装置生成工件在试验工位上的辅助装配坐标信息；通过红外热成像及磨耗检测装置在试验过程中对工件的温度和磨耗参数进行检测；从而实现工件ID编号、取件、输送、自动装配、温度磨耗检测、称重、输送存储等一系列流程的自动化控制。

Description

一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置
技术领域
本发明涉及制动动力试验系统的技术领域，更具体地说是涉及制动动力试验系统进出料检测设备的技术领域。
背景技术
目前，1:1制动动力试验系统是模拟实际机车、车辆制动闸瓦及盘型制动性能试验检测的设备，用以研究机车、车辆闸片在常用、紧急、坡道、低温、潮湿等状态下的制动性能，主要测试参数有摩擦系数、初速度、制动温度等性能参数，1:1制动动力试验系统可作为研制新型闸瓦材料、新工艺的测试筛选设备。目前，1:1制动动力试验系统在工作时，需要由人工完成各项操作，因此人力成本投入大，试验效率低，工作人员的劳动强度大。
发明内容
本发明提出一种一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，解决了现有技术中人工操作而导致的人力成本投入大、试验效率低、工作人员劳动强度大的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，包括
二维码打标装置：用以在工件上雕刻二维码ID；
工件存储货柜：用于试验前和试验后工件的存储放置；
称重装置：用以对工件的原始重量及试验完毕后的磨耗重量进行检测；
机器人装置：用以对工件在存储货架和称重装置上的取放，以及工件在试验工位上的装配拆卸；
穿梭运载装置：用以运载机器人装置，以实现机器人装置在工件存储货柜、试验工位和称重装置之间的穿梭移动；
视觉定位装置：用以生成工件在试验工位上的辅助装配坐标信息；
红外热成像及磨耗检测装置：用以在试验过程中对工件的温度和磨耗参数进行检测；
中控系统：用以对二维码打标装置、称重装置、机器人装置、穿梭运载装置、视觉定位装置和红外热成像及磨耗检测装置进行控制以及数据的采集、处理和传输。
进一步地，所述二维码打标装置包括操作台、直线模组、激光雕刻机、显示屏和控制台，所述直线模组固定安装在操作台上，激光雕刻机固定安装在直线模组的滑台上，所述显示屏和控制台固定安装在操作台上，在操作台内设有电脑主机，电脑主机与控制台、显示屏和激光雕刻机电连接，所述中控系统与电脑主机电连接。
进一步地，所述穿梭运载装置包括底架、运载台、同步带、伺服电机、导轨、驱动转轴和从动转轴，所述导轨通过托架固定安装在底架上，在运载台的底部设有滑套，运载台通过滑套活动套设在导轨上，所述驱动转轴和从动转轴活动安装在底架上，在驱动转轴和从动转轴上分别设有同步轮，同步带绕设在驱动转轴和从动转轴的同步轮上，运载台与同步带固定连接，所述伺服电机固定安装在底架上，伺服电机与驱动转轴传动连接，所述中控系统与伺服电机电连接。
进一步地，所述机器人装置包括机械臂和抓夹机构，所述机械臂固定安装在穿梭运载装置的运载台上，所述抓夹机构固定安装在机械臂上，所述中控系统与机械臂电连接。
进一步地，所述抓夹机构为力矩电控夹具，所述中控系统与力矩电控夹具电连接。
进一步地，所述视觉定位装置包括视觉相机和立杆，所述视觉相机固定安装在立杆上，所述中控系统与视觉相机电连接。
进一步地，所述红外热成像及磨耗检测装置包括箱体、伺服直线模组、箱盖、红外热成像相机、磨耗相机、电动推杆和支板，所述伺服直线模组固定安装在支板上，所述箱体通过挂板固定安装在伺服直线模组的滑台上，所述箱盖通过第一销轴与箱体铰接，所述电动推杆通过第二销轴与箱体铰接，电动推杆的活塞杆通过第三销轴与箱盖铰接，所述红外热成像相机和磨耗相机固定安装在箱体内，所述中控系统与伺服直线模组、红外热成像相机、磨耗相机和电动推杆电连接。
进一步地，所述称重装置包括电子秤和检测台，所述电子秤置于检测台上，所述中控系统与电子秤电连接。
进一步地，还包括装配固定件存放架，所述装配固定件存放架包括支架和存放台，所述存放台固定安装在支架上，该存放台为中空结构，在存放台上开设有存放槽。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
1、通过二维码打标装置在工件上雕刻二维码ID；通过工件存储货柜对试验前和试验后工件的存储放置；通过称重装置对工件的原始重量及试验完毕后的磨耗重量进行检测；通过机器人装置对工件在存储货架和称重装置上的取放，以及工件在试验工位上的装配拆卸；通过穿梭运载装置运载机器人装置，并实现机器人装置在工件存储货柜、试验工位和称重装置之间的穿梭移动；通过视觉定位装置生成工件在试验工位上的辅助装配坐标信息；通过红外热成像及磨耗检测装置在试验过程中对工件的温度和磨耗参数进行检测；通过中控系统对二维码打标装置、称重装置、机器人装置、穿梭运载装置、视觉定位装置和红外热成像及磨耗检测装置进行控制以及数据的采集、处理和传输；从而实现工件ID编号、取件、输送、自动装配、温度磨耗检测、称重、输送存储等一系列流程的自动化控制，大幅缩减了人力成本投入，提高了试验效率，减轻了工作人员的劳动强度。
2、本发明的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置可实现试验流程全过程的无人化，工件存储货柜上的工件经穿梭运载装置和机器人装置抓取、称重、装配、拆卸、运输和存储，实现全过程的无人智能管理，降低了人力投入成本，降低了人员操作风险，提高了作业效率。
3、二维码打标装置具备读取和雕刻二维码功能，通过二维码打标装置将工件的送检时间、厂家信息、批次数量信息、送检工件型号、检验目的等信息自动匹配时间日期信息生成唯一二维码ID，并在工件上雕刻该唯一二维码ID，从而便于跟踪工件的整个检验流程。
4、通过机器人装置从装配固定件存放架上抓取装配固定件将工件固定在试验工位上，接着对工件进行试验，在装配固定过程中，通过视觉定位装置的视觉相机抓拍并通过中控系统得出动态空间坐标参数，并将动态空间坐标参数发送至机器人装置，以修正工件在试验工位上的装配固定位置，从而减小了工件的装配误差，提高了工件的试验精度。
5、通过红外热成像及磨耗检测装置的磨耗相机和红外热成像相机对工件磨耗断面进行图像及温度采集，并上传至中控系统，得到工件的断面磨耗百分比参数和磨耗断面温度分布范围数据表参数，便于试验人员对试验结果的分析；并且通过电动推杆可带动箱盖关闭，从而当红外热成像相机和磨耗相机不工作时对其起到防护作用。
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为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大示意图；
图3为图1中B处的局部放大示意图；
图4为图2中C处的局部放大示意图；
图5为二维码打标装置的示意图；
图6为穿梭运载装置的示意图；
图7为图6中M处的局部放大示意图；
图8为图6中N处的局部放大示意图；
图9为红外热成像及磨耗检测装置的示意图；
图10为称重装置的示意图；
图11为装配固定件存放架的示意图。
附图中，各标号所对应的部件如下：
1-二维码打标装置，2-工件存储货柜，3-称重装置，4-装配固定件存放架，5-机器人装置，6-穿梭运载装置，7-视觉定位装置，8-红外热成像及磨耗检测装置，9-操作台，10-直线模组，11-激光雕刻机，12-显示屏，13-控制台，14-直线模组的滑台，16-底架，17-运载台，18-同步带，19-伺服电机，20-导轨，21-驱动转轴，22-从动转轴，23-滑套，24-同步轮，25-机械臂，26-抓夹机构，29-视觉相机，30-立杆，31-箱体，32-伺服直线模组，33-箱盖，34-红外热成像相机，35-磨耗相机，36-电动推杆，37-伺服直线模组的滑台，38-第一销轴，39-第二销轴，40-活塞杆，41-第三销轴，42-支架，43-存放台，44-存放槽，45-支板，46-挂板，47-电子秤，48-检测台，49-托架，50-试验工位，51-工件，52-装配固定件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，包括装配固定件存放架4；
二维码打标装置1：用以在工件51上雕刻二维码ID；
工件存储货柜2：用于试验前和试验后工件51的存储放置；
称重装置3：用以对工件51的原始重量及试验完毕后的磨耗重量进行检测；
机器人装置5：用以对工件51在存储货架2和称重装置3上的取放，以及工件51在试验工位50上的装配拆卸；
穿梭运载装置6：用以运载机器人装置5，以实现机器人装置5在工件存储货柜2、试验工位50和称重装置3之间的穿梭移动；
视觉定位装置7：用以生成工件51在试验工位50上的辅助装配坐标信息；
红外热成像及磨耗检测装置8：用以在试验过程中对工件51的温度和磨耗参数进行检测；
中控系统：用以对二维码打标装置1、称重装置3、机器人装置5、穿梭运载装置6、视觉定位装置7和红外热成像及磨耗检测装置8进行控制以及数据的采集、处理和传输。
所述二维码打标装置1、工件存储货柜2、称重装置3、装配固定件存放架4、机器人装置5、穿梭运载装置6、视觉定位装置7和红外热成像及磨耗检测装置8的具体结构如下：
参照图5，所述二维码打标装置1包括操作台9、直线模组10、激光雕刻机11、显示屏12和控制台13，所述直线模组10固定安装在操作台9上，激光雕刻机11固定安装在直线模组10的滑台14上，所述显示屏12和控制台13固定安装在操作台9上，在操作台9内设有电脑主机，电脑主机与控制台13、显示屏12和激光雕刻机11电连接，所述中控系统与电脑主机电连接。
参照图6至图8，所述穿梭运载装置6包括底架16、运载台17、同步带18、伺服电机19、导轨20、驱动转轴21和从动转轴22，所述导轨20通过托架49固定安装在底架16上，在运载台17的底部设有滑套23，运载台17通过滑套23活动套设在导轨20上，所述驱动转轴21和从动转轴22活动安装在底架16上，在驱动转轴21和从动转轴22上分别设有同步轮24，同步带18绕设在驱动转轴21和从动转轴22的同步轮24上，运载台17与同步带18固定连接，所述伺服电机19固定安装在底架16上，伺服电机19与驱动转轴21传动连接，所述中控系统与伺服电机19电连接。
参照图2，所述机器人装置5包括机械臂25和抓夹机构26，所述机械臂25固定安装在穿梭运载装置6的运载台17上，所述抓夹机构26固定安装在机械臂25上，所述中控系统与机械臂25电连接。
参照图4，所述抓夹机构26为力矩电控夹具，所述中控系统与力矩电控夹具电连接。
参照图3，所述视觉定位装置7包括视觉相机29和立杆30，所述视觉相机29固定安装在立杆30上，所述中控系统与视觉相机29电连接。
参照图3和图9，所述红外热成像及磨耗检测装置8包括箱体31、伺服直线模组32、箱盖33、红外热成像相机34、磨耗相机35、电动推杆36和支板45，所述支板45固定安装在试验工位50上，所述伺服直线模组32固定安装在支板45上，所述箱体31通过挂板46固定安装在伺服直线模组32的滑台37上，所述箱盖33通过第一销轴38与箱体31铰接，所述电动推杆36通过第二销轴39与箱体31铰接，电动推杆36的活塞杆40通过第三销轴41与箱盖33铰接，所述红外热成像相机34和磨耗相机35固定安装在箱体31内，所述中控系统与伺服直线模组32、红外热成像相机34、磨耗相机35和电动推杆36电连接，通过电动推杆36可带动箱盖33关闭，从而当红外热成像相机34和磨耗相机35不工作时对其起到防护作用。
参照图10，所述称重装置3包括电子秤47和检测台48，所述电子秤47置于检测台48上，所述中控系统与电子秤47电连接。
参照图11，所述装配固定件存放架4包括支架42和存放台43，所述存放台43固定安装在支架42上，该存放台43为中空结构，在存放台43上开设有存放槽44。
本发明的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置的工作原理如下：通过二维码打标装置1将工件51的送检时间、厂家信息、批次数量信息、送检工件型号、检验目的等信息自动匹配时间日期信息生成唯一二维码ID，并在工件51上雕刻该唯一二维码ID；中控系统根据唯一二维码ID，匹配检测工件编号对应的工件存储货柜2位置信息，控制穿梭运载装置6的伺服电机19启动，进而带动运载台17沿导轨20移动，通过运载台17将机器人装置5移动靠近至工件存储货柜2，接着通过机械臂25和抓夹机构对工件存储货柜2上的工件51进行抓取，并将工件51放置在称重装置3的电子秤47上进行称重，称重完毕后通过穿梭运载装置6和机器人装置5将工件51抓取并装配到试验工位50上，再通过机器人装置5从装配固定件存放架4上抓取装配固定件52(例如插销)将工件51固定在试验工位50上，接着对工件51进行试验，在装配固定过程中，通过视觉定位装置7的视觉相机29抓拍并通过中控系统得出动态空间坐标参数，并将动态空间坐标参数发送至机器人装置5，以修正工件51在试验工位50上的装配固定位置，工件51在试验工位50上试验的过程中，通过红外热成像及磨耗检测装置8的磨耗相机35和红外热成像相机34对工件51磨耗断面进行图像及温度采集，并上传至中控系统，得到工件51的断面磨耗百分比参数和磨耗断面温度分布范围数据表参数，试验完毕后通过穿梭运载装置6和机器人装置5将工件51抓取并放置在称重装置3的电子秤47上进行称重，称重完毕后通过穿梭运载装置6和机器人装置5将工件51抓取并置于工件存储货柜2上，完成工件51的试验流程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，包括
二维码打标装置(1)：用以在工件(51)上雕刻二维码ID；
工件存储货柜(2)：用于试验前和试验后工件(51)的存储放置；
称重装置(3)：用以对工件(51)的原始重量及试验完毕后的磨耗重量进行检测；
机器人装置(5)：用以对工件(51)在存储货架(2)和称重装置(3)上的取放，以及工件(51)在试验工位(50)上的装配拆卸；
穿梭运载装置(6)：用以运载机器人装置(5)，以实现机器人装置(5)在工件存储货柜(2)、试验工位(50)和称重装置(3)之间的穿梭移动；
视觉定位装置(7)：用以生成工件(51)在试验工位(50)上的辅助装配坐标信息；
红外热成像及磨耗检测装置(8)：用以在试验过程中对工件(51)的温度和磨耗参数进行检测；
中控系统：用以对二维码打标装置(1)、称重装置(3)、机器人装置(5)、穿梭运载装置(6)、视觉定位装置(7)和红外热成像及磨耗检测装置(8)进行控制以及数据的采集、处理和传输。
2.如权利要求1所述的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，所述二维码打标装置(1)包括操作台(9)、直线模组(10)、激光雕刻机(11)、显示屏(12)和控制台(13)，所述直线模组(10)固定安装在操作台(9)上，激光雕刻机(11)固定安装在直线模组(10)的滑台(14)上，所述显示屏(12)和控制台(13)固定安装在操作台(9)上，在操作台(9)内设有电脑主机，电脑主机与控制台(13)、显示屏(12)和激光雕刻机(11)电连接，所述中控系统与电脑主机电连接。
3.如权利要求1所述的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，所述穿梭运载装置(6)包括底架(16)、运载台(17)、同步带(18)、伺服电机(19)、导轨(20)、驱动转轴(21)和从动转轴(22)，所述导轨(20)通过托架(49)固定安装在底架(16)上，在运载台(17)的底部设有滑套(23)，运载台(17)通过滑套(23)活动套设在导轨(20)上，所述驱动转轴(21)和从动转轴(22)活动安装在底架(16)上，在驱动转轴(21)和从动转轴(22)上分别设有同步轮(24)，同步带(18)绕设在驱动转轴(21)和从动转轴(22)的同步轮(24)上，运载台(17)与同步带(18)固定连接，所述伺服电机(19)固定安装在底架(16)上，伺服电机(19)与驱动转轴(21)传动连接，所述中控系统与伺服电机(19)电连接。
4.如权利要求3所述的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，所述机器人装置(5)包括机械臂(25)和抓夹机构(26)，所述机械臂(25)固定安装在穿梭运载装置(6)的运载台(17)上，所述抓夹机构(26)固定安装在机械臂(25)上，所述中控系统与机械臂(25)电连接。
5.如权利要求4所述的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，所述抓夹机构(26)为力矩电控夹具，所述中控系统与力矩电控夹具电连接。
6.如权利要求1所述的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，所述视觉定位装置(7)包括视觉相机(29)和立杆(30)，所述视觉相机(29)固定安装在立杆(30)上，所述中控系统与视觉相机(29)电连接。
7.如权利要求1所述的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，所述红外热成像及磨耗检测装置(8)包括箱体(31)、伺服直线模组(32)、箱盖(33)、红外热成像相机(34)、磨耗相机(35)、电动推杆(36)和支板(45)，所述伺服直线模组(32)固定安装在支板(45)上，所述箱体(31)通过挂板(46)固定安装在伺服直线模组(32)的滑台(37)上，所述箱盖(33)通过第一销轴(38)与箱体(31)铰接，所述电动推杆(36)通过第二销轴(39)与箱体(31)铰接，电动推杆(36)的活塞杆(40)通过第三销轴(41)与箱盖(33)铰接，所述红外热成像相机(34)和磨耗相机(35)固定安装在箱体(31)内，所述中控系统与伺服直线模组(32)、红外热成像相机(34)、磨耗相机(35)和电动推杆(36)电连接。
8.如权利要求1所述的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，所述称重装置(3)包括电子秤(47)和检测台(48)，所述电子秤(47)置于检测台(48)上，所述中控系统与电子秤(47)电连接。
9.如权利要求1所述的一比一制动动力试验系统无人智能进出料辅助检测装置，其特征在于，还包括装配固定件存放架(4)，所述装配固定件存放架(4)包括支架(42)和存放台(43)，所述存放台(43)固定安装在支架(42)上，该存放台(43)为中空结构，在存放台(43)上开设有存放槽(44)。
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