JP6910360B2 - 保守用車両および方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の構成による保守用車両、および請求項８の上位概念部に記載の構成による、軌道の所定の区分上で保守作業を実施する方法に関する。

独国実用新案第２０２００４０１３７３２号明細書から、軌道に向かって開いた作業スペースを備えた保守用車両が公知である。作業スペースの、鉛直方向に見て上側の端部領域が、上方へ屈曲した車両フレームによって形成されるので、２つの側壁の間の防護された領域で、労働力が支障なく軌道において作業することができる。

独国実用新案第９２０６３３５号明細書において開示される別の軌道作業車両には、ブリッジ状に構成された車体の領域において、枢支式に構成されたアームが取り付けられており、このアームを用いて、アームに配置された工具を、軌道に並んで位置する地面部分に位置決め可能である。

したがって、本発明の課題は、軌道の加工を改善することが可能な、冒頭で述べたタイプの保守用車両を提供することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１または請求項８の特徴部に記載の本発明の構成によって解決される。

作業スペースを本発明のように構成することにより、軌道加工工具の操作に起因する肉体的な労力による労働力を極めて大幅に軽減することが可能となる。さらに、ロボットによる精密なガイドの結果として、作業結果の精度を高めることができる。媒体用連結装置を介するエネルギ供給によって、騒音および排ガスを発生させる内燃機関の使用も不要となる。

作業スペース内に種々異なる軌道加工工具を収容できることにより、軌道を完全に保守するのに必要な全ての作業を十分にカバーすることが可能である。労働力の導入は、実質的にチェック機能に限定することができる。加工されるべき軌道構成要素の走査と関連して、一方では軌道加工工具の精密な使用が保証されており、他方では作業結果の最終的な記録も可能である。

本発明のさらなる利点は、従属請求項および図面の記載から明らかである。

以下に、本発明を、図示した実施の態様に基づき詳説する。

保守用車両の簡素化された側面図である。 作業スペースを形成している保守用車両の拡大横断面図である。

図１に図示された保守用車両１は、端側で複数のレール走行装置２上に支持された車両フレーム３と、運転室４とを有する。車両１は、走行駆動装置５を用いて、車両長手方向６で軌道７上を走行可能である。車両フレーム３は、両レール走行装置２の間で、上方へ屈曲して構成されていて、これにより、２つの側壁８（図２参照）の間で、軌道７へ向かって開いた、しかしそれ以外の方向では安全上の理由から閉じた作業スペース９が画定される。この作業スペース９は、乗務員室１０からアクセス可能であるので、作業スペース９内で作業を行う労働力に関して、保守用車両１の外側に位置する危険領域内に立ち入る必要はない。

図２から看取可能なように、車両長手方向６に対して直交方向に延在する車両横方向１１で、駆動装置１２によって互いに離反可能な２つの側壁８が設けられている。図示された態様では、作業スペース９を拡大するために、左側の側壁８だけが車両横方向１１で摺動されるので、軌道７の左側のレール１３を支障なく加工することができる。必要に応じて、付加的に、反対側の右側の側壁８も、作業スペース９をさらに拡大するために、車両フレーム３に対して相対的に車両横方向１１で摺動させることができる。

軌道７の、作業スペース９内に位置する区分を加工するために、少なくとも３つの運動軸１４と、エネルギ供給に用いられる媒体用連結装置１５と、軌道加工工具１７（図２では例示的にレール削正装置）に選択的に結合するための工具用連結装置１６とを有する産業用ロボット１８が車両１に配置されている。産業用ロボット１８は、駆動装置１９によって、車両長手方向６に延在しており車両フレーム３に取り付けられたロボットガイド２０に摺動可能に支持されている。

作業スペース９内でアクセス可能であり、レール１３と、まくらぎ２１と、レール締結装置２２とから構成された軌道構成要素２３を非接触式に走査するために、産業用ロボット１８は、連結装置側の端部２４にセンサ系２５を備えている。産業用ロボット１８に対応して配置された制御装置２６は、ロボット制御に加えて、センサ系２５によって検出されロボット１８によって加工された軌道構成要素２３の作業品質を表すパラメータを記憶するように構成されている。

産業用ロボット１８は、作業スペース９内に設けられた工具載置部２７に選択的に取り付けられるように載置された軌道加工工具１７に自動的に連結し、媒体用連結装置１５を介して軌道加工工具１７に自動的にエネルギを供給するように、かつこれに続いて選択可能な所定のプログラムモードで自動的に進行する作業を導入するように構成されている。必要に応じて、制御装置２６によって、特にレール１３を取り付けるまたは取り外すための、産業用ロボット１８と、車両フレーム３に車両長手方向６で摺動可能なスプリングバランサ２８（図１参照）との組み合わされた作業の導入も、自動制御可能である。これにより、産業用ロボット１８による重いレール片の操作が容易になる。

保守作業を実施するために、車両１は、加工されるべき軌道区分上に停止され、両側壁８を摺動させることにより、軌道構成要素２３を支障なく加工するために必要な作業スペース９が生じる。産業用ロボット１８の作業を計画的に導入するために、相応のコードを制御装置２６へ入力した後、作業スペース９内で工具載置部２７上に予め載置された工具群から適切な軌道加工工具１７が選択され、自動的に、産業用ロボット１８に機械的に連結されるだけではなく、完全なエネルギ供給に関して連結される。

これに続いて、軌道加工工具１７によって加工されるべき軌道構成要素２３が、産業用ロボット１８に配置されたセンサ系２５を用いて非接触式に走査され、これにより後続の作業を自動的に導入するために、正確な作業結果にとって適切な基準ベースが取得される。この走査は、もちろん産業用ロボット１８によって、軌道加工工具１７に連結する直前に実行することもできる。

選択的に、作業の導入中にも、センサ系２５によって、軌道構成要素２３、好ましくは削正されるべきレール１３を、非接触式に走査することができ、これにより得られた測定データが、制御装置２６に記憶された目標状態と比較される。たとえばレール削正における作業の導入が複数の作業工程から構成されている場合、これらの作業工程が、センサ系２５によって目標状態の到達が記録されるまで、自動的に繰り返される。これにより、産業用ロボット１８に関するプログラムの進行が、最適な作業結果を得るために、自動的に変更される。ロボットガイド２０に沿って走行可能なことにより、産業用ロボット１８は、選択的に作業スペース９全体で、支障なく使用可能である。

ここで例示的に挙げたレール穿孔のための作業を導入するために、センサ系２５を介してレール頭部が測定され、連結されたレール穿孔機が、産業用ロボット１８によって適切な位置に精密に動かされる。穿孔が行われた後、センサ系２５を用いて最終的な品質検査を実行し、必要に応じて、軌道７に対する位置的な対応付けに関連するデータを記憶することにより、作業結果の記録を実行してもよい。

当然ながらこの作業プロセスは、他の保守作業、たとえば、まくらぎの穿孔、レール切断、溶接ビードの除去、軌道突き固めなどにも同様に可能である。

ねじを緩めて外すために、インパクトレンチを使用することができる。このインパクトレンチは、産業用ロボット１８の第６の運動軸上に組み付けられている。画像認識部として構成されたセンサ系２５を介して、ねじ頭部が見つけられ外される。必要な場合には、外されたねじを、たとえば産業用ロボット１８に取り付けられたマグネットグリッパを用いて保持し、搬出することができる。新たなねじを迅速に配置し、締め付けることができる。

保守用車両１の走行中に、軌道の幾何学形状、軌間または遊間を、産業用ロボット１８に取り付けられたセンサ系２５を用いて測定し、その結果を相応に記録することも可能である。

Claims (11)

1. 保守用車両（１）であって、端側で複数のレール走行装置（２）上に支持された車両フレーム（３）から成り、該車両フレーム（３）に配置されている複数の側壁（８）を備え、該側壁（８）によって画定された作業スペース（９）が軌道（７）上に位置する労働力に対して提供される、保守用車両（１）において、
   前記作業スペース（９）内に位置する軌道区分を加工するために、少なくとも３つの運動軸（１４）と、エネルギ供給に用いられる媒体用連結装置（１５）と、軌道加工工具（１７）に選択的に結合するための工具用連結装置（１６）とを有する産業用ロボット（１８）が、当該保守用車両（１）に配置されていることを特徴とする、保守用車両（１）。
2. 前記産業用ロボット（１８）は、駆動装置（１９）によって、前記保守用車両（１）の車両長手方向（６）に延在しているロボットガイド（２０）に摺動可能に支持されていることを特徴とする、請求項１記載の保守用車両（１）。
3. 前記ロボットガイド（２０）は、鉛直線に関して前記作業スペース（９）の上側の画定部を形成している前記車両フレーム（３）に配置されていることを特徴とする、請求項２記載の保守用車両（１）。
4. 前記産業用ロボット（１８）は、特に連結装置側の端部（２４）に配置されたセンサ系（２５）であって、前記作業スペース（９）内でアクセス可能であり、レール（１３）と、まくらぎ（２１）と、レール締結装置（２２）とから構成された軌道構成要素（２３）を非接触式に走査するセンサ系（２５）を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の保守用車両（１）。
5. 前記産業用ロボット（１８）に対応して配置された制御装置（２６）は、前記センサ系（２５）によって検出され前記産業用ロボット（１８）によって加工された前記軌道構成要素（２３）の作業品質を表すパラメータを記憶するように構成されていることを特徴とする、請求項４記載の保守用車両（１）。
6. 前記産業用ロボット（１８）は、前記作業スペース（９）内に設けられた工具載置部（２７）に選択的に取り付けられるように載置された前記軌道加工工具（１７）に自動的に連結し、前記媒体用連結装置（１５）を介して前記軌道加工工具（１７）に自動的にエネルギを供給するように、かつこれに続いて所定のプログラムモードで自動的に進行する作業を導入するように構成されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の保守用車両（１）。
7. 前記制御装置（２６）は、特に前記レール（１３）を取り付けるまたは取り外すための前記産業用ロボット（１８）と、前記車両フレーム（３）に前記保守用車両（１）の車両長手方向（６）で摺動可能なスプリングバランサ（２８）とを組み合わせて作業を導入するように構成されていることを特徴とする、請求項５記載の保守用車両（１）。
8. 前記複数の側壁（８）は、前記保守用車両（１）の車両長手方向（６）に対して直交方向に延在する車両横方向（１１）で駆動装置（１２）によって互いに離反可能であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の保守用車両（１）。
9. 防護された作業スペース（９）を提供するために保守用車両（１）によって画定される、軌道（７）の所定の区分上で保守作業を実施する方法において、
   ａ）作業を計画的に導入するために、適切な軌道加工工具（１７）を、前記作業スペース（９）内で予め載置された工具（１７）の群から選択し、自動的に、産業用ロボット（１８）に機械的に連結するだけではなく、完全なエネルギ供給に関して連結し、
   ｂ）前記産業用ロボット（１８）に配置されたセンサ系（２５）を用いて、前記工具（１７）の後続の作業を自動的に導入するための基準ベースを提供するために、加工されるべき軌道構成要素（２３）を非接触式に走査する、
   ことを特徴とする、方法。
10. 前記作業の導入中に、前記センサ系（２５）によって、前記軌道構成要素（２３）を非接触式に走査し、得られた測定データを記憶された目標状態と比較することを特徴とする、請求項９記載の方法。
11. 前記作業の導入を、前記センサ系（２５）によって目標状態の到達が記録されるまで自動的に繰り返される複数の作業工程から構成することを特徴とする、請求項１０記載の方法。

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