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CN111790969A - 一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法及系统 - Google Patents

一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法及系统 Download PDF

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CN111790969A
CN111790969A CN202010794080.8A CN202010794080A CN111790969A CN 111790969 A CN111790969 A CN 111790969A CN 202010794080 A CN202010794080 A CN 202010794080A CN 111790969 A CN111790969 A CN 111790969A
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China
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cutting
robot
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wagon
plasma
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Application number
CN202010794080.8A
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Inventor
陈宝民
牙马忠
郑旺旺
刘辉
吴斌
王红兵
郝旭
沈军
王朝
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China Railway Materials Group Resources Technology Co Ltd
Original Assignee
China Railway Materials Group Resources Technology Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明提出了一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法及系统，其中系统包括行走平台、切割机器人轨道、切割机器人、搬运机器人；所述切割机器人安装有等离子切割装置；切割机器人轨道包括纵向轨道和横向轨道，纵向轨道平行于所述行走平台的行走方向，安装在门式框架内侧，横向轨道位于纵向轨道下方且垂直于纵向轨道，横向轨道下方沿着横向轨道活动地安装所述切割机器人；搬运机器人安装在搬运机器人导轨上，搬运机器人导轨设置在所述行走平台的一侧。本发明设计了铁路报废货车车厢底板自动化切割技术，使得报废货车拆解过程规范性、环保性、安全性等得到稳定地提升，具有高效可行和安全环保等优点。

Description

一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法及 系统
技术领域
本发明涉及轨道交通装备制造领域，尤其涉及一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法及系统。
背景技术
货物运输是铁路运输的重要组成部分，把铁路上用于载运货物的车辆统称为铁路货车。按其用途不同，可分为通用货车和专用货车。主要类型有棚车、敞车、罐车、平板车等。中国铁路的年货物发送量居世界第一位，达30亿吨。可运送煤炭、谷物、液体、家畜、武器弹药、水泥、各种大型货物、各种物资等。可见，货物运输在铁路运输中是非常重要的一部分。
铁路报废货车车厢拆解施工是铁路报废物资循环使用的重要的一项工作。通常，在铁路报废货车车厢采用火焰切割方式，火焰切割设备的成本低并且是切割厚金属板(40mm以上)唯一经济有效的手段，但是在薄板切割方面有其不足之处。与等离子等比较起来，火焰切割的热影响区要大许多，热变形比较大。为了切割准确有效，操作人员需要拥有高超技术才能在切割过程中及时回避金属板的变形，为解决上述问题，使铁路报废货车车厢拆解安全、高效，本发明中提出了一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子切割机器人自动化切割技术，解决了传统拆卸方法中人工火焰切割中的问题，提高铁路货车车厢的拆解效率和自动化程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法，包括以下步骤：
步骤1：切割端板；
步骤101：端板区域划分：将待切割的货车端板自上而下均匀划分成四个区域，其中四个区域分别由两个切割机器人依次进行等离子切割；
步骤102：端板切割路径：以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x4,y1)→(x4,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(0,y1)→(0,0)；
其中，(x3,0)→(x3,y1)、(x2,y1)→(x2,0)、(x1,0)→(x1,y1)为空行程；
x1＝x2-x1＝x3-x2＝x4-x3＝L/4，y1＝h；
L为切割区域的长度，h为切割区域的高度；
步骤2：切割侧板：
步骤201：侧板区域划分：一对待切割的货车侧板分别从左往右依次均匀划分成三个切割区域，每一个货车侧板分别由一个切割机器人依照切割区域进行等离子切割；
步骤202：侧板切割路径：以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(x2,y1)→(x2,y2)→(x1,y2)→(x1,y3)→(x2,y3)→(x2,y2)→(x3,y2)→(x3,y3)→(x2,y3)→(x2,y1)→(x3,y1)→(x3,y3)；
其中，(x1,y2)→(x1,y3)、(x2,y3)→(x2,y2)、(x2,y3)→(x2,y1)为空行程；
其中，x2-x1＝x3-x2。
作为优选，所述步骤202中，y2-y3＝y2-y1。
作为优选，所述步骤101中，切割的货车端板自上而下均匀划分成四个区域，分别为区域一、区域二、区域三、区域四，区域一切割路径长于其它区域切割路径，区域二、区域三、区域四切割长度相同。
作为优选，所述区域一的切割路径为：在切割区域内选定切割起始点，以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x4,y1)→(x4,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(0,y1)→(0,0)；
其中，(x3,0)→(x3,y1)、(x2,y1)→(x2,0)、(x1,0)→(x1,y1)为空行程；
x1＝x2-x1＝x3-x2＝x4-x3＝L/4，y1＝h；
L为切割区域一的长度，h为切割区域一的高度。
作为优选，所述区域二、区域三、区域四的切割路径为：在切割区域内选定切割起始点，以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x11,0)→(x11,y11)→(x21,y11)→(x21,0)→(x31,0)→(x31,y11)→(x41,y11)→(x41,0)→(x31,0)→(x31,y11)→(x21,y11)→(x21,0)→(x11,0)→(x11,y11)→(0,y11)→(0,0)；
其中，(x3,0)→(x3,y1)、(x2,y1)→(x2,0)、(x1,0)→(x1,y1)为空行程；
x11＝x21-x11＝x31-x21＝x41-x31＝L’/4，y11＝h’；
L’为切割区域的长度，h’为切割区域的高度且h’<h。
一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统，包括行走平台、切割机器人轨道、切割机器人、搬运机器人；所述切割机器人安装有等离子切割装置；所述切割机器人轨道包括纵向轨道和横向轨道，所述纵向轨道平行于所述行走平台的行走方向，安装在门式框架内侧，所述横向轨道可沿着所述纵向轨道纵向滑动地安装在所述纵向轨道上，所述横向轨道位于纵向轨道下方且垂直于纵向轨道，所述横向轨道下方沿着横向轨道活动地安装所述切割机器人，以实现切割机器人的纵向和横向行走；所述搬运机器人安装在搬运机器人导轨上，所述搬运机器人导轨设置在所述行走平台的一侧，所述切割机器人按照如上所述的切割路径对端板进行切割，所述切割机器人按照如上所述的切割路径对侧板进行切割。
作为优选，所述纵向轨道、横向轨道和切割机器人分别设置为两个，两个纵向轨道分别设置在所述行走平台两侧。
作为优选，所述搬运机器人导轨设置为两个，两个搬运机器人导轨上分别安装一个搬运机器人。
作为优选，还包括物料框，所述物料框设置在所述搬运机器人导轨一侧用于接收所述搬运机器人搬运的切割后的钢板。
作为优选，所述横向轨道安装在一滑座上，所述滑座同轴连接滚珠丝杆，所述滚珠丝杆设置在所述纵向轨道内，所述滚珠丝杆连接电机的输出轴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明经过合理的设计，设计出了铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割技术，以解决报废货车拆解过程规范性、环保性、安全性等一系列问题，具有高效可行、自动可控、安全环保等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统的轴测图；
图2是铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统的主视图；
图3是货车端板切割区域划分结构图；
图4是货车端板切割路径图；
图5是货车侧板切割区域划分结构图；
图6是货车侧板切割路径图。
图中，1为行走平台，2为切割机器人，3为搬运机器人，4为纵向轨道，5为横向轨道，6为搬运机器人导轨，7为待切割货车板块，8为门式框架。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。
实施例1：铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法
一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法，包括以下步骤：
步骤1：切割端板；
步骤101：端板区域划分：将待切割的货车端板自上而下均匀划分成四个区域，其中四个区域分别由两个切割机器人依次进行等离子切割；
步骤102：端板切割路径：以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x4,y1)→(x4,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(0,y1)→(0,0)；
其中，(x3,0)→(x3,y1)、(x2,y1)→(x2,0)、(x1,0)→(x1,y1)为空行程；
x1＝x2-x1＝x3-x2＝x4-x3＝L/4，y1＝h；
L为切割区域的长度，h为切割区域的高度；
步骤2：切割侧板：
步骤201：侧板区域划分：一对待切割的货车侧板分别从左往右依次均匀划分成三个切割区域，每一个货车侧板分别由一个切割机器人依照切割区域进行等离子切割；
步骤202：侧板切割路径：以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(x2,y1)→(x2,y2)→(x1,y2)→(x1,y3)→(x2,y3)→(x2,y2)→(x3,y2)→(x3,y3)→(x2,y3)→(x2,y1)→(x3,y1)→(x3,y3)；
其中，(x1,y2)→(x1,y3)、(x2,y3)→(x2,y2)、(x2,y3)→(x2,y1)为空行程；
其中，x2-x1＝x3-x2。
通常货车车厢由两个侧板、两个端板装配在底板上方构成矩形开口箱体，两个侧板和两个端板依次相隔并垂直于底板，车厢进入切分工位后，两台切割机器人进行切割工作，两台搬运机器人配合搬运切割后的钢板。
请参考图3所示，货车端板由加强型材、区域一、区域二、区域三、区域四组成，所述区域一、区域二、区域三、区域四分别由不同的切割机器人依次切割；所述区域一切割路径长于其它区域切割路径，区域二、区域三、区域四切割长度相同。
参考图4所示的路径一，是所述货车端板区域一的自动化切割路径，为ABCDEFGHI-I’F’G’D’E’B’C’J’A’，切割起始点和终止点均为A(A’)；其中F’G’,D’E’,B’C’均为空行程。
参考图4所示的路径二，是所述货车端板区域二、区域三、区域四的自动化切割路径，是ABCDEFGHI-I’F’G’D’E’B’C’J’A’，切割起始点和终止点均为A(A’)；其中F’G’,D’E’,B’C’均为空行程。
切割区域一和切割区域二三四的区别在于区域一的高度要高于其他切割区域。
请参考图5所示，货车侧板由加强型材以及三个区域组成，区域一、区域二、区域三的切割路径、切割长度分别与区域六、区域五、区域四完全相同；所述两块侧板相对应的区域分别由两个切割机器人同时进行切割工作，依次按顺序切割完成每个区域。
请参考图6所示，所述货车侧板自动化切割路径为ABCDEFGH-H’D’IJH’KLJ’，其中FG、H’D’、H’K’为空行程。其中，路径一和路径二分别代表的是两个侧板的切割路径，两个切割机器人同时对其进行的切割。
实施例2：铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统
请参考图1和图2所示，本发明实施例是一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统，包括行走平台1、切割机器人轨道、切割机器人2、搬运机器人3；所述切割机器人2安装有等离子切割装置；所述切割机器人轨道包括纵向轨道4和横向轨道5，所述纵向轨道4平行于所述行走平台1的行走方向，安装在门式框架8内侧，所述横向轨道5可沿着所述纵向轨道4纵向滑动地安装在所述纵向轨道4上，所述横向轨道5位于纵向轨道4下方且垂直于纵向轨道4，所述横向轨道5下方沿着横向轨道5活动地安装所述切割机器人2，以实现切割机器人2的纵向和横向行走；所述搬运机器人3安装在搬运机器人导轨6上，所述搬运机器人3导轨设置在所述行走平台1的一侧。
本发明具体实施时，切割机器人2是具有离子切割装置的切割机器人2，可以实现等离子切割。切割机器人安装在横向轨道5上，可以在横向轨道5上横向移动，同时横向轨道5可以在纵向轨道4上纵向移动，进而实现切割机器人的纵向和横向行走，使得切割机器人可以按照设计的切割路径进行切割。
所述横向轨道5安装在一滑座上，所述滑座同轴连接滚珠丝杆，所述滚珠丝杆设置在所述纵向轨道内，所述滚珠丝杆连接电机的输出轴。电机得电带动滚珠丝杆转动，从而使得滑座来回直线移动，实现横向轨道5在纵向轨道4上的移动。
在本发明实施例中，本系统根据如实施例1所述的切割方法对货车的侧板和端板进行切割。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：切割端板；
步骤101：端板区域划分：将待切割的货车端板自上而下均匀划分成四个区域，其中四个区域分别由两个切割机器人依次进行等离子切割；
步骤102：端板切割路径：以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x4,y1)→(x4,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(0,y1)→(0,0)；
其中，(x3,0)→(x3,y1)、(x2,y1)→(x2,0)、(x1,0)→(x1,y1)为空行程；
x1＝x2-x1＝x3-x2＝x4-x3＝L/4，y1＝h；
L为切割区域的长度，h为切割区域的高度；
步骤2：切割侧板：
步骤201：侧板区域划分：一对待切割的货车侧板分别从左往右依次均匀划分成三个切割区域，每一个货车侧板分别由一个切割机器人依照切割区域进行等离子切割；
步骤202：侧板切割路径：以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(x2,y1)→(x2,y2)→(x1,y2)→(x1,y3)→(x2,y3)→(x2,y2)→(x3,y2)→(x3,y3)→(x2,y3)→(x2,y1)→(x3,y1)→(x3,y3)；
其中，(x1,y2)→(x1,y3)、(x2,y3)→(x2,y2)、(x2,y3)→(x2,y1)为空行程；
其中，x2-x1＝x3-x2。
2.根据权利要求1所述的一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法，其特征在于，所述步骤202中，y2-y3＝y2-y1。
3.根据权利要求1所述的一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法，其特征在于，所述步骤101中，切割的货车端板自上而下均匀划分成四个区域，分别为区域一、区域二、区域三、区域四，区域一切割路径长于其它区域切割路径，区域二、区域三、区域四切割长度相同。
4.根据权利要求3所述的一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法，其特征在于，所述区域一的切割路径为：在切割区域内选定切割起始点，以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x4,y1)→(x4,0)→(x3,0)→(x3,y1)→(x2,y1)→(x2,0)→(x1,0)→(x1,y1)→(0,y1)→(0,0)；
其中，(x3,0)→(x3,y1)、(x2,y1)→(x2,0)、(x1,0)→(x1,y1)为空行程；
x1＝x2-x1＝x3-x2＝x4-x3＝L/4，y1＝h；
L为切割区域一的长度，h为切割区域一的高度。
5.根据权利要求4所述的一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割方法，其特征在于，所述区域二、区域三、区域四的切割路径为：在切割区域内选定切割起始点，以切割起始点为原点建立直角坐标系，切割机器人按照如下坐标顺序进行切割：
(0,0)→(x11,0)→(x11,y11)→(x21,y11)→(x21,0)→(x31,0)→(x31,y11)→(x41,y11)→(x41,0)→(x31,0)→(x31,y11)→(x21,y11)→(x21,0)→(x11,0)→(x11,y11)→(0,y11)→(0,0)；
其中，(x3,0)→(x3,y1)、(x2,y1)→(x2,0)、(x1,0)→(x1,y1)为空行程；
x11＝x21-x11＝x31-x21＝x41-x31＝L’/4，y11＝h’；
L’为切割区域的长度，h’为切割区域的高度且h’<h。
6.一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统，其特征在于，包括行走平台、切割机器人轨道、切割机器人、搬运机器人；所述切割机器人安装有等离子切割装置；所述切割机器人轨道包括纵向轨道和横向轨道，所述纵向轨道平行于所述行走平台的行走方向，安装在门式框架内侧，所述横向轨道可沿着所述纵向轨道纵向滑动地安装在所述纵向轨道上，所述横向轨道位于纵向轨道下方且垂直于纵向轨道，所述横向轨道下方沿着横向轨道活动地安装所述切割机器人，以实现切割机器人的纵向和横向行走；所述搬运机器人安装在搬运机器人导轨上，所述搬运机器人导轨设置在所述行走平台的一侧，所述切割机器人按照如权利要求1或4或5所述的切割路径对端板进行切割，所述切割机器人按照如权利要求1所述的切割路径对侧板进行切割。
7.根据权利要求6所述的一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统，其特征在于，所述纵向轨道、横向轨道和切割机器人分别设置为两个，两个纵向轨道分别设置在所述行走平台两侧。
8.根据权利要求6所述的一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统，其特征在于，所述搬运机器人导轨设置为两个，两个搬运机器人导轨上分别安装一个搬运机器人。
9.根据权利要求6所述的一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统，其特征在于，还包括物料框，所述物料框设置在所述搬运机器人导轨一侧用于接收所述搬运机器人搬运的切割后的钢板。
10.根据权利要求9所述的一种铁路报废货车车厢侧板和端板等离子自动化切割系统，其特征在于，所述横向轨道安装在一滑座上，所述滑座同轴连接滚珠丝杆，所述滚珠丝杆设置在所述纵向轨道内，所述滚珠丝杆连接电机的输出轴。
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