智能檢測(cè)機(jī)器人亮相動(dòng)車組“體檢”節(jié)約近2小時(shí)
一日千里的中國(guó)高鐵，正在變革國(guó)人的出行方式，擴(kuò)大國(guó)人的出行半徑。在風(fēng)馳電掣般的運(yùn)行速度背后，有著無數(shù)的運(yùn)營(yíng)檢修人員為動(dòng)車組做體檢，為乘客保駕護(hù)航。
例如，一列標(biāo)準(zhǔn)8編組的動(dòng)車檢修，零部件超過1萬個(gè)，一次一級(jí)檢修需要工作人員彎腰300多次，敲擊5000多次。截止2016年底，全國(guó)動(dòng)車組標(biāo)準(zhǔn)組已達(dá)到2856組，這么多動(dòng)車組的檢修和維護(hù)全部通過人工來完成的。
在今日舉行的2017中國(guó)（廣州）國(guó)際機(jī)器人、智能裝備及制造技術(shù)展覽會(huì)上，有一家企業(yè)被一群鐵路技術(shù)研究者層層圍觀。
原來，來自廣州開發(fā)區(qū)的松興電氣股份有限公司展出了自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首套應(yīng)用于動(dòng)車組車底檢測(cè)領(lǐng)域的智能檢測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了動(dòng)車組車底檢測(cè)無人化。
最近，這套系統(tǒng)剛剛通過了全國(guó)13個(gè)鐵路局及多個(gè)研究建設(shè)單位的專家技術(shù)評(píng)審，獲得了一致點(diǎn)贊。在此次博覽會(huì)上，這套系統(tǒng)首次亮相，全國(guó)各地的鐵路技術(shù)控們，趕緊來一睹真容。
首次讓機(jī)器代替人為動(dòng)車組體檢
一般來說，動(dòng)車組每運(yùn)行4000公里就要進(jìn)行一次常規(guī)體檢。由于動(dòng)車的心臟都分布在底盤位置，因此傳統(tǒng)的檢修辦法需要工作人員鉆到地溝，用眼睛看、用手摸，手電筒照、用尺子量。
一列標(biāo)準(zhǔn)8編組動(dòng)車的檢修，需要4個(gè)人鉆到昏暗的地溝里，花150分鐘才能完成檢修。廣州松興電氣股份有限公司技術(shù)總監(jiān)朱方勇告訴記者，就以規(guī)模較大的上海虹橋動(dòng)車所來說，每日需檢修60列。
但如果通過該系統(tǒng)，這位體檢醫(yī)生，將完全代替檢修人員的眼睛和大腦以及手臂和雙腳。
據(jù)松興電氣股份公司的總經(jīng)理劉國(guó)瑛介紹，待動(dòng)車停穩(wěn)后，機(jī)器人小車接收到啟動(dòng)信號(hào)后便自動(dòng)行駛并精準(zhǔn)定位到要檢查的部位。利用高精度的視覺系統(tǒng)像眼睛一樣掃描，將車底圖像實(shí)時(shí)傳輸回服務(wù)器終端處理。并與健康的車組運(yùn)行圖像進(jìn)行對(duì)比分析，檢查是否有零件松動(dòng)、變形，漏水漏油、異物等問題。
而且，每一次體檢行為每一幀畫面都會(huì)被服務(wù)器保存下來，猶如飛機(jī)黑匣子可追溯。在每一次檢修時(shí)，服務(wù)器就會(huì)自動(dòng)調(diào)取前一次的體檢畫面，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)重點(diǎn)檢查。
上海虹橋動(dòng)車所一位檢修師傅告訴記者，車底有些部位的高度距離地面約1.85米。我這一米七幾的身高，只能仰視檢查，許多死角看不到，容易漏檢而造成安全隱患。
而該系統(tǒng)配有六軸工業(yè)機(jī)器人和機(jī)器人升降裝置，可以伸入人手臂無法到達(dá)的地方，實(shí)現(xiàn)多角度20厘米的近距離觀察檢修。
據(jù)目前系統(tǒng)使用情況觀察，不僅提高了檢修范圍，每一列動(dòng)車幾千個(gè)位置的檢測(cè)，漏檢率為零。而且一列8編組動(dòng)車檢修時(shí)間從150分鐘縮短到45分鐘，操作人員也由8人減少到2人。
檢測(cè)定位誤差不超過1毫米
通常情況下，動(dòng)車到站每次停靠的位置都無法完全一樣，這就要求系統(tǒng)中的檢測(cè)小車能夠找對(duì)位置。
朱方勇給記者播放了一段視頻，他透露，KUKA機(jī)器人維修，檢測(cè)小車一來一回檢測(cè)完車底的行走距離約850米，www.twshmhelmet.com，要求每次停下檢測(cè)的位置誤差不能超過1毫米。如此長(zhǎng)距離的直線運(yùn)動(dòng)加上高精確度的要求，在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域沒有先例，挑戰(zhàn)極大。
據(jù)介紹，機(jī)器人前端的視覺采集圖像信息后，通過團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的圖像識(shí)別系統(tǒng)傳回后臺(tái)服務(wù)器，再經(jīng)過不斷調(diào)整軟件算法優(yōu)化控制系統(tǒng)，讓檢測(cè)小車精準(zhǔn)停靠在檢修部位。
記者了解到，松興電器擁有廣東省首家焊接技術(shù)中心，在激光焊接領(lǐng)域積累了13項(xiàng)核心技術(shù)。劉國(guó)瑛透露，此前公司的激光焊接工藝就可達(dá)到精度誤差不超過0.1毫米，但距離并不遠(yuǎn)。這次在挑戰(zhàn)超長(zhǎng)距離、超高精準(zhǔn)度時(shí)，團(tuán)隊(duì)既有基礎(chǔ)，也有壓力。
公司研發(fā)部門一半以上工程師都投入到這個(gè)項(xiàng)目，耗時(shí)一年半。團(tuán)隊(duì)在動(dòng)車所邊安營(yíng)扎寨，進(jìn)行了三四千次的重復(fù)試驗(yàn)，一次次減少誤差提高精度，庫卡機(jī)器人何服電機(jī)維修，才最終把小車（雙腳）、機(jī)器人（手臂）、機(jī)器視覺（眼睛）、圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)傳輸（大腦）四者融合貫通，得到一個(gè)完善的系統(tǒng)。
經(jīng)歷了全套系統(tǒng)使用達(dá)半年多之久的上海虹橋動(dòng)車所相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，實(shí)現(xiàn)由人檢人修向機(jī)檢人修方式轉(zhuǎn)變，對(duì)于確保運(yùn)行安全起到重要作用，特別符合我國(guó)電氣化鐵路信息化發(fā)展的思路。