一種高鐵機車的車前窗的測量和校準方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高鐵設(shè)計及機器人控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高鐵機車的車前窗的 測量和校準方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，高速鐵路作為我國主要發(fā)展的交通運輸方向。其中，高鐵機車作為高速鐵路 的運輸工具，是指最高行車速度每小時達到或超過200公里的鐵路列車。為了保證高鐵機 車安全達標運行，需要對高鐵機車的多個指標進行配置和考量。其中，車前窗玻璃的組裝性 能是衡量高鐵機車質(zhì)量的重要指標之一，玻璃安裝過程是車輛組裝的很重要的環(huán)節(jié)。
[0003] 現(xiàn)有的玻璃安裝方式，主要還是在安裝過程中，根據(jù)實際狀況不斷調(diào)整各個部位 的打磨量。這就容易出現(xiàn)，如果一旦出現(xiàn)某個部分的打磨程度不夠或過多，就會導致玻璃重 新安裝的問題，大大降低了安裝效率和安裝精度。并且，目前仍主要采用人工打磨方式。即， 由人工操作打磨工具對車框進行打磨。這種打磨方式，打磨人員的勞動強大，人工作業(yè)效率 低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0005] 為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種高鐵機車的車前窗的測量和校準方法，該 方法可以避免直接將玻璃和車框進行安裝匹配而導致實際過程中不斷調(diào)整打磨參數(shù)，提高 了打磨效率和打磨精度。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面的實施例提供一種高鐵機車的車前窗的測量和 校準方法，包括如下步驟：
[0007] 由工業(yè)機器人操作三維掃描裝置對高鐵機車的車身和玻璃進行掃描，以獲取玻璃 測量數(shù)據(jù)和車框測量數(shù)據(jù)，并將所述玻璃測量數(shù)據(jù)和車框測量數(shù)據(jù)發(fā)送至中央控制裝置；
[0008] 所述中央控制裝置根據(jù)所述玻璃測量數(shù)據(jù)和車框測量數(shù)據(jù)生成對應的玻璃三維 模型和車框三維模型；
[0009] 所述中央控制裝置將所述玻璃三維模型和車框三維模型進行虛擬裝配，分析并處 理所述玻璃測量數(shù)據(jù)和車框測量數(shù)據(jù)，計算待安裝墊片的多個參數(shù)和車框的打磨路徑，其 中，所述墊片安裝于玻璃和車框之間以使得所述玻璃與所述車框相適配；
[0010] 所述工業(yè)機器人接收所述待安裝墊片的多個參數(shù)和車框的打磨路徑，并由所述工 業(yè)機器人操作打磨裝置依據(jù)所述打磨路徑對所述車框進行打磨，形成與所述玻璃相適配的 車前窗的車框；
[0011] 所述工業(yè)機器人根據(jù)計算得到的待安裝墊片的多個參數(shù)選取墊片，操作玻璃抓取 裝置、涂膠裝置和玻璃上下料工作臺將所述玻璃和所述墊片安裝于打磨后的車框上，形成 所述高鐵機車的車前窗。
[0012] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述墊片的多個參數(shù)包括：墊片的安裝位置和厚度； 所述打磨路徑包括：在車框上的打磨位置和打磨量。
[0013] 在本發(fā)明的又一個實施例中，所述中央控制裝置設(shè)置圓面在虛擬裝配后的車框三 維模型和玻璃三維模型的多個預設(shè)切割位置上分別進行多次切割，其中，每次切割中，所述 圓面與虛擬裝配后的車框三維模型和玻璃三維模型相交，且在所述車框三維模型和玻璃三 維模型上分別形成多個第一截面和第二截面；計算每個切割位置上的車框三維模型的第一 截面和玻璃三維模型的第二截面的實際相對距離，并將其與對應的預設(shè)的理論相對距離進 行比較；根據(jù)所述實際相對距離和理論相對距離的差值，計算該切割位置處的待安裝墊片 的厚度或車框的打磨量。
[0014] 在本發(fā)明的另一個實施例中，在所述工業(yè)機器人操作打磨裝置依據(jù)所述打磨路徑 對所述車框進行打磨之后，還包括如下步驟：所述工業(yè)機器人操作三維掃描裝置對打磨后 的車框進行掃描，獲取實際打磨位置和實際打磨量，并發(fā)送至所述中央控制裝置；所述中央 控制裝置將所述實際打磨位置和實際打磨量和計算的打磨路徑中的打磨位置和打磨量進 行比較，計算打磨偏差值。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明實施例的高鐵機車的車前窗的測量和校準方法，通過車框和玻璃的測 量數(shù)據(jù)，生成對應的三維模型，利用軟件將車框三維模型和玻璃三維模型虛擬匹配，并獲取 對應的打磨參數(shù)和墊片參數(shù)。然后，利用上述打磨參數(shù)和墊片參數(shù)指導實際打磨過程。這 種，先在計算機上虛擬匹配得到目標參數(shù)，利用目標參數(shù)指導實踐的過程，可以大大提高打 磨精度，避免直接將玻璃和車框進行安裝匹配而導致實際過程中不斷調(diào)整打磨參數(shù)，提高 了打磨效率和打磨精度。此外，本發(fā)明中的三維掃描、抓取、移動等作業(yè)過程均由工業(yè)機器 人操作相應的裝置完成，即利用機器人完成自動化安裝，相較于傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式，具有 更高的作業(yè)效率和作業(yè)精度，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0016] 為此，本發(fā)明的另一個目的在于提出一種高鐵機車的車前窗的測量和校準系統(tǒng)， 該系統(tǒng)可以避免直接將玻璃和車框進行安裝匹配而導致實際過程中不斷調(diào)整打磨參數(shù)，提 高了打磨效率和打磨精度。
[0017] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面的實施例提供一種高鐵機車的車前窗的測量 和校準系統(tǒng)，包括：工業(yè)機器人、三維掃描裝置、打磨裝置和中央控制裝置，其中，所述工業(yè) 機器人和所述三維掃描裝置分別與所述中央控制裝置進行通信，所述工業(yè)機器人用于根據(jù) 預設(shè)工作內(nèi)容和工作路徑，操作所述三維掃描裝置對高鐵機車的車身和玻璃進行掃描，以 獲取玻璃測量數(shù)據(jù)和車框測量數(shù)據(jù)，并由所述三維掃描裝置將所述玻璃測量數(shù)據(jù)和車框測 量數(shù)據(jù)發(fā)送至所述中央控制裝置；所述中央控制裝置用于根據(jù)所述玻璃測量數(shù)據(jù)和車框測 量數(shù)據(jù)生成對應的玻璃三維模型和車框三維模型，并進行虛擬裝配，以及分析并處理所述 玻璃測量數(shù)據(jù)和車框測量數(shù)據(jù)，計算待安裝墊片的多個參數(shù)和車框的打磨路徑，其中，所述 墊片安裝于玻璃和車框之間以使得所述玻璃與所述車框相適配；所述工業(yè)機器人還用于接 收來自所述中央控制裝置的待安裝墊片的多個參數(shù)和車框的打磨路徑，并操作打磨裝置依 據(jù)所述打磨路徑對所述車框進行打磨，形成與所述玻璃相適配的車前窗的車框。
[0018] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述墊片的多個參數(shù)包括：墊片的安裝位置和厚度； 所述打磨路徑包括：在車框上的打磨位置和打磨量。
[0019] 在本發(fā)明的又一個實施例中，所述中央控制裝置包括：虛擬裝配模塊，用于將根據(jù) 所述玻璃測量數(shù)據(jù)和車框測量數(shù)據(jù)生成對應的玻璃三維模型和車框三維模型，并將所述玻 璃三維模型和車框三維模型進行對齊以完成虛擬裝配；切面模塊，所述切面模塊連接至所 述虛擬裝配模塊，用于設(shè)置圓面，并利用所述圓面在虛擬裝配后的車框三維模型和玻璃三 維模型的多個預設(shè)切割位置上分別進行多次切割，其中，每次切割中，所述圓面與虛擬裝配 后的車框三維模型和玻璃三維模型相交，且在所述車框三維模型和玻璃三維模型上分別形 成多個第一截面和第二截面；數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)分析模塊連接至所述切面模塊，用于 計算每個切割位置上的車框三維模型的第一截面和玻璃三維模型的第二截面的實際相對 距離，并根據(jù)所述實際相對距離和理論相對距離的差值，計算該切割位置處的待安裝墊片 的厚度或車框的打磨量。
[0020] 在本發(fā)明的另一個實施例中，所述工業(yè)機器人還用于在操作打磨裝置對所述車框 進行打磨后，繼續(xù)操作三維掃描裝置對打磨后的車框進行掃描，獲取實際打磨位置和實際 打磨量并發(fā)送至所述中央控制裝置，由所述中央控制裝置將所述實際打磨位置和實際打磨 量和計算的打磨路徑中的打磨位置和打磨量進行比較，計算打磨偏差值。
[0021] 在本發(fā)明的再一個實施例中，所述三維掃描裝置為雙CCD相機設(shè)備。
[0022] 在本發(fā)明的進一個實施例中，所述中央控制裝置為可編程邏輯控制PLC控制器。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明實施例的高鐵機車的車前窗的測量和校準系統(tǒng)，通過車框和玻璃的測 量數(shù)據(jù)，生成對應的三維模型，利用軟件將車框三維模型和玻璃三維模型虛擬匹配，并獲取 對應的打磨參數(shù)和墊片參數(shù)。然后，利用上述打磨參數(shù)和墊片參數(shù)指導實際打磨過程。這 種，先在計算機上虛擬匹配得到目標參數(shù)，利用目標參數(shù)指導實踐的過程，可以大大提高打 磨精度，避免直接將玻璃和車框進行安裝匹配而導致實際過程中不斷調(diào)整打磨參數(shù)，提高 了打磨效率和打磨精度。此外，本發(fā)明中的三維掃描、抓取、移動等作業(yè)過程均由工業(yè)機器 人操作相應的裝置完成，即利用機器人完成自動化安裝，相較于傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式，具有 更高的作業(yè)效率和作業(yè)精度，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0024] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0025] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0026] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例高鐵機車的車前窗的測量和校準方法的流程圖；
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