[发明专利]CRTS-Ⅲ型轨道板预埋套管的自动安装方法及系统

说明书

本发明公开了一种CRTS‑Ⅲ型轨道板预埋套管的自动安装方法，包括以下步骤：模具通过牵引机构运行到套管安装机器人工作位置下方，模具定位装置根据系统命令动作后模具停止到准确位置，进行初步定位；顶升单元将模具顶起到前后门架上，到位后发给桁架机器人动作信号；通过位于桁架机器人抓手上的工业相机对指定区域进行拍摄，采集二维图像信息，建立视觉传感器下图像坐标同世界坐标系下实际坐标的转换关系，使用Hough检测算法确定套管安装位置在相机坐标系中的坐标；根据计算之后的套管安装的位置指导机器人各轴配合移动安放套管；以及最后一组套管安装完成后，机器人各部分机构位置回零，托盘供料系统待更换满料的托盘，准备进行下次作业。

技术领域

本发明是关于设备运行控制的数字控制技术领域，特别是关于一种CRTS-Ⅲ型轨道板预埋套管的自动安装方法及系统。

背景技术

CRTS-Ⅲ型板式无砟轨道是中国自主研发具有完全知识产权的新型无砟轨道结构，也是今后高速铁路建设的主要无砟轨道结构形式。在轨道板生产过程中，有将预埋套管和螺旋筋安装到模具上的需求，但是现在使用的预埋套管组件仍然需要人工组合，自动化程度偏低，预埋套管托盘也无法快速更换；并且预埋套管对套管的安装精度要求也很高，要求预埋套管下端面与模具之间的间隙不大于0.2mm，混凝土浇筑时不漏浆，同时预埋套管中心线和承轨台表面垂直，螺旋筋与预埋套管连接紧固到位。

在智能制造新模式下，预埋套管工位由顶升系统、桁架机器人、末端手抓系统、取料系统、托盘供料系统、电气控制系统、模具定位系统、安全防护系统，八个系统组成。由于预埋套管对精度要求极高，如果在定位系统中简单的采用定位销的方法，模具往往会产生轻微的偏差，在具体到每一个套管的安装时，就不能达到预期的精度，此时还需要人工进行调整，大大降低了生产效率。使用机器视觉系统进行定位是当前一个新的技术发展趋势，因此将机器视觉系统加入到模具定位系统中，来提高套管安装的精度，是需要解决的关键问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CRTS-Ⅲ型轨道板预埋套管的自动安装方法及系统，其能够克服现有技术的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种CRTS-Ⅲ型轨道板预埋套管的自动安装方法，包括以下步骤：模具通过牵引机构运行到套管安装机器人工作位置下方，模具定位装置根据系统命令动作后模具停止到准确位置，进行初步定位；顶升单元将模具顶起到前后门架上，到位后发给桁架机器人动作信号；通过位于桁架机器人抓手上的工业相机对指定区域进行拍摄，采集二维图像信息，建立视觉传感器下图像坐标同世界坐标系下实际坐标的转换关系，使用Hough检测算法确定套管安装位置在相机坐标系中的坐标，以便进一步准确定位世界坐标系中套管安装的位置；根据计算之后的套管安装的位置指导机器人各轴配合移动安放套管；以及最后一组套管安装完成后，机器人各部分机构位置回零，托盘供料系统待更换满料的托盘，准备进行下次作业。

在一优选的实施方式中，其中，进行初步定位包括：模具停止到模具定位系统定位销的下方，此时，机器人电控系统发给液压系统指令，模具定位系统对角布置的定位销通过液压缸的作用下向下伸出，插入到模具上方对角的两个定位孔中。

在一优选的实施方式中，建立视觉传感器下图像坐标同世界坐标系下实际坐标的转换关系包括如下步骤：利用棋盘标定板，进行工业相机的内、外参数标定及畸变矫正过程；通过在棋盘标定板中选取标定点，标定选取的关键点在世界坐标系下和图像坐标系下的坐标，建立世界坐标同图像坐标间正确的坐标转换关系；

其中，工业相机的内、外参数标定依据以下公式进行：从物理世界坐标系到相机坐标系的转换关系式表示为：