一种转向架装配质量检测系统的制作方法

1.本发明涉及缺陷检测领域，具体涉及一种转向架装配质量检测系统。


背景技术：

2.转向架是列车的重要部件，由诸多螺栓连接件、气管、电机、齿轮箱、金属结构等组成，结构复杂。其生产通常包含构架焊接、喷漆、部件装配、必备的测试、质检。
3.对转向架的质检工作是在测试环节之后，装车环节之前，属于转向架生产的最后一个环节。可通俗的理解为转向架的出厂检验。
4.转向架装配质量的典型检验项目包含部件是否有漏装、标记是否清晰、诸如涂抹防锈油等防护措施是否有执行、部件安装的尺寸是否符合设计预期、转向架上是否有生产过程中遗落的工器具等。
5.由于转向架的类型多种多样，且机械结构复杂，采用传统的人工目视检测作业，受人工主观因素以及转向架结构特点(尺寸大、部件多、部件分布广、部件体积大小不易、人眼不能直接检查的地方等)影响，检查质量参差不齐，常有漏检项目；人工检测结果通常记录在纸质文件上，无法快速完成信息化存储和传递，很难实现检测项目信息化。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本技术提供一种转向架装配质量检测系统，实现对转向架的自动检测的同时，能够实现信息的储存和调用，
7.为了实现上述目的，本发明提供一种转向架装配质量检测系统，包括：
8.检测驱动子系统，用于识别转向架及驱动所述转向架进入或驶出检测位；
9.数据采集子系统，用于对在检测位内的转向架进行数据采集；
10.控制子系统，用于对所述检测驱动部和数据采集机构功能进行控制。
11.优选的，还包括，
12.安全防护子系统，用于识别检测空间内的异常情况；
13.优选的，所述安全防护子系统包括：
14.围栏，设置于检测位周围，形成独立检测空间；
15.安全光幕，设置于围栏上，用于防止异物干扰检测；
16.安全监控相机、设置于围栏上，用于对所述检测空间内进行实时检测，发现安全隐患
17.声光报警器、设置于所述围栏外侧，用于提供安全状态指示。
18.优选的，检测驱动子系统包括：
19.转向架驱动机构、沿检测轨道设置，用于驱动所述转向架进入或驶出检测位；
20.转向架型号识别机构、设置于所述检测轨道外侧；
21.转向架到位检测机构、设置于检测位的驶入端和驶出端。
22.优选的，所述转向架驱动机构包括
23.驱动轨道，设置于检测轨道至少一侧；
24.驱动本体，设置于所述驱动轨道上，并通过与驱动轨道上的传动机构配合实现运动；
25.夹紧机构，设置于所述驱动本体端部，通过动力源驱动所述夹紧机构与所述转向架的夹紧和松开；
26.动力源，设置于所述驱动本体上，用于驱动所述夹紧架构和驱动本体。
27.优选的，转向架型号识别机构包括：
28.支撑部，设置于检测轨道外侧；
29.识别部，设置于所述支撑部上；用于识别转向架型号并将数据传输给控制子系统；
30.其中所述识别部为图像采集机构或电子标签识别机构。
31.优选的，所述转向架到位检测机构包括：
32.检测杆，设置于所述检测轨道的一侧；
33.传感器，设置于所述检测杆上，接收所述转向架到达预定位置后的位置信号。
34.优选的，数据采集子系统，包括：
35.机械臂，设置于所述检测轨道外侧和/或内侧；
36.数据采集模组，设置于所述机械臂末端。
37.优选的，所述机械臂的设置方式为固定于所述检测轨道外侧地面；
38.和/或，
39.沿所述检测轨道平行移动设置于所述检测轨道外侧和/或内侧；所述沿所述检测轨道平行移动设置具体为：
40.滑动轨道，平行设置于所述检测轨道外侧和/或内侧
41.机械臂，设置于所述滑动轨道上。
42.优选的，所述数据采集模组为三维成像模组。
43.优选的，所述控制子系统包括：
44.控制主机，用于控制所述驱动子系统和数据采集子系统的运动轨迹及传感器的逻辑处理；
45.分析主机，用于接受所述数据采集子系统采集的数据，并分析所述采集数据，并输出检测结果；
46.服务器，用于存储、归纳和访问检测结果，且与所述控制主机和分析主机进行数据交互。
47.本发明提供了一种转向架装配质量检测系统，包括：检测驱动子系统，用于识别转向架及驱动所述转向架进入或驶出检测位；数据采集子系统，用于对在检测位内的转向架进行数据采集；控制子系统，用于对所述检测驱动子系统和数据采集子系统功能进行控制。本发明提供的系统，通过检测驱动子系统，将转向架自动拖入检测位进行检测，并且通过识别转向架的铭牌别具体的转向架系列和品类，并将数据传输给控制子系统，所述控制子系统通过所述识别的信息，对应输出预置在系统中的检测模型，通过所述检测模型引导数据采集子系统进行数据采集，及对应匹配算法和分析其装配质量。全程自动化程度高，人为干扰因素少，各个环节环环相扣，适应多种不同型号的转向架的检测，并且可以通过控制子系统中的分析主机进行深度学习，增加检测的准确度和适配度，并且可以通过实时更新检测
模型，来增加检测系统的适应性。
附图说明
48.图1本发明实施例提供的系统架构图；
49.图2本发明实施例提供的安全防护子系统结构示意图；
50.图3本发明实施例提供的转向架驱动子系统结构图；
51.图4本发明实施例提供的转向架驱动机构结构示意图；
52.图5本发明实施例提供的转向架型号识别机构结构示意图；
53.图6本发明实施例提供的转向架到位检测机构结构示意图；
54.图7本发明实施例提供的转向架数据采集子系统的机构示意图；
55.图8本发明实施例提供的控制子系统架构示意图。
具体实施方式
56.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
57.转向架是列车运行的关键部件，装配质量直接影响到列车的运营安全。而转向架的结构复杂，零部件较多。典型的检验项目包含部件是否有漏装、标记是否清晰、涂抹防锈油防护措施是否有执行、部件安装的尺寸是否符合设计预期、转向架上是否有生产过程中遗落的工器具等。由于转向架的类型多种多样，且机械结构复杂，采用传统的人工检测作业，很难全面的发现上述问题，也很难将上述检测项目信息化。
58.如图1所示，本发明为了解决上述问题提供一种转向架装配质量检测系统，包括：
59.检测驱动子系统，用于识别转向架及驱动所述转向架进入或驶出检测位；
60.数据采集子系统，用于对在检测位内的转向架进行数据采集；
61.控制子系统，用于对所述检测驱动部和数据采集机构功能进行控制。
62.上述子系统分别分布在检测位周围，为了进一步的防止安全事故，系统还包括了一套安全防护子系统，用于识别检测空间内的异常情况；如图2所示，所述安全防护子系统包括：围栏11，设置于检测位周围，形成独立检测空间；安全光幕12，设置于围栏上，用于防止检测中收到异物进入，干扰检测进程，优选的当检测到有异物进入检测位时，系统会停止检测进程，从而保证系统安全；安全监控相机13、设置于围栏上，用于对所述检测空间内进行实时检测，发现安全隐患；声光报警器14、设置于所述围栏外侧，用于提供安全状态指示。
63.所述安全防护子系统能够实现监控检测位内是否有人员或者异物进入；负责监控转向架行进路线上是否有异物或者人员；提供紧急停止的操作接口；提供安全门锁和安全光幕连锁控制接口；提供声光报警提示；具体的控制方法可以使用传统的监控视频方式，以及采集图像实时通过系统进行判断的方式，本发明并不多赘述、
64.为了实现自动化检测，并且转向架能够自动到检测位，使数据采集更加的顺畅且采集不受阻碍，需要对检测位和各个子系统的安装位置有合理的规划。保障转向架顺利的进入检测位，到位检测，驶出检测位，不影响检测，本发明实施例提供了一种转向架驱动子系统，如图3所示包括：转向架驱动机构21、沿检测轨道5设置，用于驱动所述转向架进入或驶出检测位；转向架型号识别机构22、设置于所述检测轨道5至少一侧，优选外侧；转向架到
位检测机构23、设置于检测位的驶入端和驶出端。
65.按照本发明，为了保证驱动所述转向架进入顺利进入检测位以及能够顺利驶出检测位，如图4所示所述转向架驱动机构包括：驱动轨道211，设置于检测轨道5至少一侧；并且优选在平行于所述检测轨道5。驱动本体212，设置于所述驱动轨道上，并通过与驱动轨道上的传动机构配合实现运动；所述传动机构优选为导轨 齿轮齿条的方式构成。夹紧机构213，设置于所述驱动本体212端部，通过动力源驱动所述夹紧机构与所述转向架的夹紧和松开；动力源214，设置于所述驱动本体212上，用于驱动所述夹紧架构213和驱动本体212。
66.按照本发明的一个具体实施例，其中动力源214以电机或气缸为动力源。通过夹持车轮使转向架移动。优选的拖动模块设置长度约6m。
67.如图5所以，所述转向架型号识别机构22包括：支撑部221，设置于检测轨道5外侧；识别部222，设置于所述支撑部221上；用于识别转向架型号并将数据传输给数据采集子系统；其中所述识别部为图像采集机构或电子标签识别机构。
68.转向架型号识别机构典型的采用相机拍摄转向架上的铭牌图片，并通过图像识别方式识别铭牌上的字符，进一步获取转向架的型号。还可以通过rfid天线读取设置在转向架上的电子标签信息，从而获得转向架的信息。通过获取转向架信息，可以自动更新后续机械臂的动作路径，以适配不同转向架的图像采集。
69.如图6所示，所述转向架到位检测机构23包括：检测杆231，设置于所述检测轨道5的一侧；传感器232，设置于所述检测杆上，接收所述转向架到达预定位置后的位置信号。本发明的传感器优选使用接近式位置传感器或接触式位置传感器，所述位置信号，优选为涡流信号、电磁信号、光电信号、霍尔电动势信号、电压信号等不需要接触就可以获得位置信息的信号。
70.转向架到位检测机构23，设置在所述检测轨道5旁边，通过检测车轮是否压到检测杆231来判断转向架是否到位。该环节的目的是衔接人工推入转向架，判断转向架是否推入到预设位置，为系统自动夹持转向架提供位置依据(避免导入导出机构无法正确的夹持车轮)。
71.按照本发明，还包括指示模块233，设置于所述到位检测机构上主要由声光提示器构成，其主要目的用于提示推转向架人员，转向架已经推入到位，可以松手。典型的声光提示器由led灯组和蜂鸣器构成。
72.当转向架到达检测位后，控制子系统发出指令，数据采集子系统开始采数据，本发明其中一个实施例采用的数据采集方式，如图7所示，包括：机械臂31，设置于所述检测轨道5外侧和/或内侧；数据采集模组32，设置于所述机械臂31末端。
73.所述机械臂31的设置方式为固定于所述检测轨道5外侧地面；和/或，沿所述检测轨道5平行移动设置于所述检测轨道5外侧和/或内侧。优选的，所述沿所述检测轨道5平行移动设置具体为：滑动轨道311，平行设置于所述检测轨道5外侧和/或内侧；机械臂31，设置于所述滑动轨道311上。其中，所述数据采集模组32为三维成像模组。
74.本发明提供的机械臂31实现携带数据采集模组32多角度运动的功能，实现对目标项点的检测，本系统采用6自由度的协作型机械臂，也可以采用其他类型机械臂。所述三维成像模组实现对目标物的成像，包含2d和3d，其中3d数据具备对目标物的测量能力。
75.按照本发明，由于不同的采集特征，需要进行多采集设备同时采集，在本发明的具
体的一个实施例中，本发明优选使用3组数据采集子系统，分别设置在所述检测轨道的外侧一边一个，以及两检测轨道中间设置一个，通过控制，3组数据采集子系统的机械臂能够更好的协作进行数据的采集，采集精度更高，效率更高。
76.数据采集完成后，通过控制子系统对数据进行整合和分析，如图8所示，所述控制子系统包括：控制主机41，用于控制所述驱动子系统和数据采集子系统的运动轨迹及传感器的逻辑处理；分析主机42，用于接受所述数据采集子系统采集的数据，并分析所述采集数据，并输出检测结果；服务器43，用于存储、归纳和访问检测结果，且与所述控制主机和分析主机进行数据交互。图8中的箭头方向是控制信号的输出方向，以及采集数据及分析结果的输入和输出方向。
77.其中在本发明的一个具体实施例中，控制主机内包含plc逻辑控制器、驱动电路、接口电路等，负责运动控制和传感器的逻辑处理。
78.分析主机是一台典型的工业计算机，负责与数据采集单元连接，接受2d和3d成像模组采集到的图像数据，并运行预设在计算机内的图像处理算法，实现对图像数据中的缺陷信息识别的功能。典型的工业计算机内应包含gpu运算单元，以更好的支撑深度学习算法。
79.服务器也是一台工业计算机，其负责存储、归纳检测结果，并提供用户方访问的服务，以及与上层管理系统的数据交互能力。
80.人机操作单元，典型的是一台kvm器，集成了显示器、键盘和鼠标的功能器件。
81.上述为本发明提供的一套转向架装配质量检测系统，具体该系统的实际执行过程如下：
82.识别转向架，获取相关转向架的信息，匹配相关的检测策略。驱动系统将所述转向架拖入检测位，开始利用转向架驱动子系统的移动和机械臂移动的配合，通过数据采集子系统完成对转向架上所有待检测项点的数据采集，在数据采集的同时将数据传输至数据分析主机，由计算机利用图像处理方法识别出检测项点是否有故障，同时将故障信息展示在用户页面上，直到所有项点被检测完成，数据采集单元停止工作，转向架驱动子系统将转向架驶出检测位，检测结束。在上述检测过程中，若有意外情况触发安全防护单元(如有人闯入检测区域)，则系统会立即暂停工作，直到人工干预，系统停止作业或者恢复作业。
83.本发明提供的系统，通过检测驱动子系统，将转向架自动拖入检测位进行检测，并且通过识别转向架的名牌识别具体的转向架系列和品类，并将数据传输给控制子系统，所述控制子系统通过所述识别的信息，对应输出预置在系统中对应的检测模型，通过所述检测模型控制数据采集子系统进行数据采集，及对应匹配算法和分析其装配质量。全程自动化程度高，人为干扰因素少，各个环节环环相扣，适应多种不同型号的转向架的检测，并且可以通过控制子系统中的分析主机进行深度学习，增加检测的准确度和适配度，并且可以通过实时更新检测模型，来增加检测系统的灵活性。
84.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，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。