АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ДРОБЕСТРУЙНОЙ ОЧИСТКИ КУЗОВОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Область техники
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройствам дробеструйной обработки поверхности кузова подвижного состава, и может быть использована в процессе их ремонта в условиях локомотиворемонтных и вагоноремонтных предприятий и на предприятиях по ремонту моторвагонного подвижного состава.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, - повышение качества и обеспечение адаптивности комплекса для дробеструйной очистке различных типов подвижного состава, отличающихся по размеру и конструкции.
Уровень техники
Известно устройство дробеструйной очистки поверхности кузова пассажирского вагона [Технология вагоностроения и ремонта вагонов/В.С. Герасимов, И.Ф. Скиба, Б.М. Кернич и др.; Под редакцией В.С. Герасимова - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1988, 381 с.]. Очистка производится в закрытом металлическом ангаре, внутри которого вдоль продольных стен размещаются дробеструйные аппараты и соответствующее дополнительное оборудование. Струя дроби из дробеструйного аппарата направляется на очищаемый участок поверхности. Отработанная дробь с пола и горизонтальных элементов каркаса кузова отбирается шлангом передвижного отсасывающего агрегата и ссыпается в бункера внизу ангара, откуда отбирается ковшами элеваторов, и подается наверх в зону действия вытяжного вентилятора. Всасывающий патрубок вентилятора захватывает продукты очистки и измельчившиеся частицы дроби, направляя их в циклону за ангаром, а очищенная, сепарированная дробь поступает в приемные бункера дробеструйных аппаратов для повторного использования. Недостатком устройства является отсутствие автоматизации управления дробеметным пистолетом, что снижает производительность и эффективность обработки. Кроме того, недостатком данного устройства является отсутствие данных о продолжительности очистки, расходе и материале дроби.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является дробеструйная установка очистки кузовов подвижного состава с промышленным роботом Blastman B20S компании Blastman Robotics Ltd [http://www.blastman.com/ru/products-and-industries/products/robots/gantry-type-robots-ru]. Установка содержит камеру дробеструйной обработки, в которой находится робот мостовой конструкции. Основные движения робот выполняет в продольном, вертикальном и горизонтальном направлениях камеры. Робот обладает отличной досягаемостью в самые труднодоступные участки обрабатываемой детали, поэтому легко справляется с очисткой наиболее сложных деталей. Робот может также обрабатывать внутренние поверхности железнодорожного подвижного состава через окна, люки или другие отверстия. Управление роботом осуществляется как в ручном режиме при помощи джойстика, так и в автоматическом режиме, где через специальную программу все движения робота были записаны системой управления ранее. Однако применение установки на производстве с большим типом различных кузовов подвижного состава не будет являться эффективным, так как робота придется «обучать» для каждого нового типа объекта обработки, поэтому произвести быструю переналадку производственного процесса с его использованием невозможно.
Раскрытие ПМ
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение качества и обеспечение адаптивности автоматизированного комплекса к очистке различных типов кузовов подвижного состава, отличающихся по конструкции. Использование предлагаемой модели позволит очищать также и другие крупногабаритные детали подвижного состава сложной конфигурации, при этом обеспечивая высокое качество очистки при минимальном расходе ресурсов и высокий уровень автоматизации при минимальном затрате времени на операцию.
Указанная цель достигается тем, что кузов подвижного состава или иной крупногабаритный узел, помещаемый в дробеструйную камеру, подвергается амбразивно-воздушной обработке под высоким давлением. Очищаемое изделие размещается на ложных тележках и его перемещают в закрытую металлическую камеру. Движение дробеструйного пистолета вдоль очищаемой поверхности обеспечивает механический робот мостовой конструкции, который имеет семь степеней свободы, оснащенный телескопическими и шарнирными рычагами. Управление манипулятором осуществляется на основе получения и обработки визуальной информации, поступающей от системы технического зрения. Система технического зрения содержит цифровую видеокамеру, лазерный модуль, расположенные по обеим сторонам дробеструйной камеры на подвижном монорельсовом основании, которая необходима для построения трехмерной поверхности объекта очистки по методу активной триангуляции. Информация об объекте передается на управляющую микро-ЭВМ, которая прокладывает маршрут дробеструйного пистолета и задает управляющие сигналы для механического робота мостовой конструкции. Перемещение робота с дробейструйным пистолетом обеспечивает целенаправленное воздействие вылетающей дроби на каждую точку очищаемой поверхности с учетом его конфигурации. Использованная сепарированная дробь поступает в приемные бункера дробеструйных аппаратов для повторного использования. Весь процесс очистки полностью автоматизирован.
Описание чертежей
На фиг. 1 изображен автоматизированный комплекс дробеструйной очистки кузовов подвижного состава железных дорог, состоящий из закрытой металлической камеры 1, ложных тележек 2, на которые устанавливается кузов 3 или иной узел/деталь подвижного состава. Перемещение дробеструйного пистолета 4 обеспечивает механический робот мостовой конструкции 5. Перемещение цифровой системы технического зрения 6, в которую входит цифровая видеокамера 7 и лазерный модуль 8, обеспечивается манипулятором 9. Монорельсовое основание 13 передвигает систему технического зрения вдоль всего объекта очистки, а реечное основание 14 перемещает систему в вертикальной плоскости. Струя дроби, направляемая на очищаемый участок поверхности, формируется дробеструйным аппаратом 10. Пульт управления 11 находиться в комнате оператора 12, который запускает установку и возможные ручные и полуавтоматические режимы работы всего комплекса.
Осуществление ПМ
Предлагаемая полезная модель функционирует следующим образом. Подлежащий очистке кузов подвижного состава железных дорог 3 устанавливают в закрытую металлическую камеру 1 при помощи ложных тележек 2. После установки объекта очистки оператор запускает комплекс дробеструйной очистки при помощи пульта управления 11, который находится в комнате оператора 11, и камера 1 изолируется. Включается система технического зрения 6 объекта очистки, лазерный модуль 8 проецирует на кузов световой импульс (лазерную линию), а цифровая видеокамера 7 фиксирует расположение лазера на поверхности объекта. Монорельсовое основание 13 передвигает систему технического зрения вдоль всего объект очистки, а реечное основание 14 перемещает систему в вертикальной плоскости и в зависимости от того, как полоса продвигается по поверхности кузова, лазер появляется в различных местах поля зрения цифровой видеокамеры, тем самым создавая трехмерную модель двигателя при помощи специальной программы на микро-ЭВМ. После распознавания объекта очистки микро-ЭВМ прокладывает маршрут для дробеструйного пистолета 9 вдоль поверхности объекта, после чего задает управляющие сигналы для робота 5. Робот 5 доставляет дробеструйный пистолет на очищаемый участок поверхности, в каждую точку рабочего пространства камеры вдоль поверхности кузова 3. В этот момент времени дробеструйный аппарат 10 формирует струю дроби, которая попадая на поверхность узла или детали, очищает его от продуктов коррозии, а также от остатков старого покрытия. Использованная дробь может поступать в приемные бункера дробеструйных аппаратов для повторного использования. После завершения программы очистки робот мостового типа останавливается и прекращается подача дроби. Далее идет формирование отчета при помощи микро-ЭВМ, в котором отражается количество использованного материала, время очистки, описание трехмерной поверхности и сохранение его в базу данных для дальнейшего управления роботом 5, не используя систему технического зрения 6. Управление исполнительными механизмами комплекса также можно производить в ручном режиме.
Технический результат заявленной полезной модели связан с тем, что она позволяет производить высокую степень очистки механических деталей и узлов сложной конфигурации в автоматическом режиме. Система технического зрения позволяет различать объекты очистки, что делает дробеструйную установку универсальной.