铁路提速、重载货车工艺装备的核心技术交叉支撑转向架保持环检测机器人

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1、环形线试验表明：该机车安全性指标脱轨系数无论是直线运行工况还是曲线运行工况均为良好以上，绝大部分为优秀；轮重减载率在140km／h以下速度段不超过第二限度，在140km／h以上速度段不超过第一限度；轮轴横向力均未超标。该机车动力学平稳性指标在140km／h以下速度段为优秀，在140km／h以上速度段为良好。由此可见，动力学性能完全满足评定标准。2．5小结设计前的动力学仿真分析预测和环形线的样机动力学试验结果均表明：该机车转向架结构设计合理，满足高性能转向架设计理念的各项性能要求，可以预见该机车无论是在客运专线还是在200km

2、／h提速线上均可满足200km／h运行要求。通过理论分析和实验结果对比分析表明：CAE技术在机车动力学分析中的可行性。3结语高性能转向架研发并非易事，按照设计理念，运用最简捷的结构实现最完善的性能是设计者的追求。为了确保整车的运行性能，在结构设计的基础上，必须应用CAE技术，通过动力学分析，参数优化，从而开发设计出结构合理、参数匹配、运行性能优良的转向架。铁路提速、重载货车工艺装备的核心技术——交叉支撑转向架保持环检测机器人孟凡义、臧泳霈齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司国防科工委华东推广站摘要：论证了保持环相对于侧架的六

3、维自由度，进行检测的先进、高效、可靠方案。论述了流水线上非接触检测机器人的关键技术构成。关键词：保持环检测机器人l引言齐车集团研制的转I(2转向架，用交叉支撑装置增强抗菱刚度，提高了蛇行失稳临界速度，性能优异。其中，交叉支撑装置是该转向架的关键部件。该转向架的正位状态以四个导框中心所构成矩形的两对角线长度之差来衡量。若差值过大，可能形成转向架固定菱形偏斜。因此，生产中用专门制造的工装夹具来保证保持环组装精度。而且，为了确保这一关键部件安装质量，在组对安装后，还要以专用检测仪器进行检测，确定保持环相对侧架位置是否有不正、变形等

4、问题。该检测机器人要求能够自动进行非接触检测，以减轻劳动强度，缩短检测时间，避免人工操作误差，为提高产品质量和改进工艺提供重要的参考依据。2测量要求适用工件：转K2型侧架。20l测量目标：保持环中心坐标和平面角度。测量范围：侧架允许偏离标准位置小于IOmm，且侧架允许偏离标准角度小于3。。测量节拍：检测一件小于lo分钟。自动程度：全自动，可人工干预。输出方式：屏幕显示／打印输出／接口输出。检测精度：长度：o．2ram，角度：o．2。。注：检测面的缺陷、污秽等，将直接影响检测结果。限制条件：车间天车运行繁忙，为了安全，仪器不能

5、从工件上方降下进行检测。转K2转向架保持环孔中心相对侧架位置，见图1。噬图1保持环相对侧架的位置基准两保持环孔心距：960±2mm；x方向：相对于侧架x方向对称中心面480ram±1mmY方向：相对于侧架Y方向对称中心面51mn3．±lmm：,z方向：相对于侧架导框顶面386．9ram±2wan；保持环平面角度：相对于侧架x—z平面250±1o。3难点分析和方案设计3．1检测的难点(1)由于侧架为不规则铸件，在流水线上姿态各异，所以侧架的基准面难与测量机的基准重合。(2)保持环的中心线是空点，无法直接测量。3．2约束条件分析

6、(1)传统的检测方法是将侧架固定，先找到侧架的测量基准面，后测量工作面。由于纯机械的测量方法进行x、Y、z以及转角检测，其累计误差影响精度，复杂的结构影响检测效率。202必须把微电子技术、光电技术及控制技术与机械结合起来，才能提高检测能力。(2)用比较法检测，其操作性和实用性更强。首先，制造一个与检测尺寸相关的标准具，可以用三坐标检钡8确保其精度；其次，用机器入对标准具进行检测并记忆；第三，用机器人检测实物，进行比较数值差，得出判别结论。(3)保证检测准确，必须先保证机器人和侧架之间的测量基准面乎行和定距。由于流水线上铡架是

7、随意位置摆放，不能定位和夹紧，所以必须反向思维，机器人应先检测到侧架的测量基准，并能调整自己的姿态，保证其与侧架测量基准面平行。(4)钡4架虽然很重，但在流水线的托盘上稍有外力就会摆动，所以应选择非接触传感器进行测量，并能抵抗电焊光线的干扰。3．3方案设计在侧架生产流水线旁设一检测机器人，机器人的两个测量臂分别沿Y方向作直线运动掠过侧架导框，测量臂顶端的传感器向下探测导框顶面边缘和高度，并分析与理论值的误差。根据计算结果调整平台，消除平台与侧架问俯仰角和水平倾角误差阱及z向高度误差。以同样方法分别测量导框垂直平面距离和边缘，

8、判断侧架中心x、Y方向平移误差和在水平面内的方位角误差。调整测量平台，消除方位角误差和x、Y方向平移误差。经阻上调整后，机器人的测量平台各坐标轴与工件各坐标轴对应平行且保持定距。从测量平台上两个测量臂前端的传感器沿25。方向测量保持环平面的距离，再转换方向．测量保持环内孔半径，经微机分析出