[发明专利]铁路货车转向架枕簧分拣系统及其分拣方法

说明书

本发明涉及转向架枕簧分拣技术领域，具体为一种基于机器视觉的铁路货车转向架枕簧分拣系统及其分拣方法。包括枕簧转运抓取系统、图像采集系统、图像处理系统和控制系统；枕簧转运抓取系统设置有机械臂；图像采集系统包括框架、工作台面、装具、相机和图像采集卡；分拣方法：首先是由机械臂将枕簧抓取并放置于装具上；再由图像系统采集到图像通过图像采集卡传送到图像处理系统；图像处理系统对接收到的图像进行处理得到枕簧尺寸数据，通过枕簧的尺寸参数判断枕簧的型号。本发明解决了传统人工枕簧分拣作业测量耗时，准确性低的缺点，实现了转向架枕簧型号的自动识别；降低了劳动强度；本发明具有非接触性、检测速度快、效率高、精度高等优点。

技术领域

本发明涉及转向架枕簧分拣技术领域，具体为一种基于机器视觉的铁路货车转向架枕簧分拣系统及其分拣方法。

背景技术

减震弹簧、摇枕弹簧是铁路货车转向架的重要组成部分，统称为枕簧；枕簧主要用于缓和铁路货车在运行中的振动和冲击，在我国铁路机车标准中有多种型号的转向架（如：转K2、转K3、转K6、SW-200 、 SW-220K等）。依照《铁路货车段修规程》的要求，在同一套转向架系统内的枕簧必须为相同的型号。因此需要对转向架的型号加以区分。

然而，传统的枕簧分拣作业方式主要是通过人工测量区分枕簧型号和类型，通过枕簧高度尺测量枕簧自由高，采用弹簧直径量规进行圆钢直径检测，由于一列铁路货车上枕簧数量多且种类不同，传统的作业方式效率低、劳动强度大且分拣的准确度易受人为因素干扰。

综上所述，传统的枕簧分拣作业方式难以满足当前日益增长转向架的检修任务量（枕簧检修的需求），因此，开发一种自动分拣枕簧的系统是具有实际意义的事情。

发明内容

为解决传统枕簧检修作业效率低、劳动强度大，分拣质量易受人为因素影响的问题，本发明提供了一种基于机器视觉的铁路货车转向架枕簧分拣系统及其分拣方法。

本发明的主要创造思路在于：枕簧尺寸分拣就是通过对获取到的图像进行计算后得出图像中各个物体的尺寸大小，再与已知的各型号的枕簧尺寸数据匹配，进而对不同的枕簧型号进行区分。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种铁路货车转向架枕簧分拣系统，其包括枕簧转运抓取系统、图像采集系统、图像处理系统和控制系统；所述枕簧转运抓取系统设置有机械臂，机械臂的末端安装有枕簧抓手，在控制系统的作用下机械臂驱动枕簧抓手完成枕簧的抓取及转运；图像采集系统包括框架、工作台面、放置枕簧的装具、相机和图像采集卡，所述工作台面安装在框架内，放置枕簧的装具固定在工作台面上表面中心位置处；在工作台面上设置一个真实尺寸已知的基准参照物，此参照物用于获得图像处理系统中计算轮廓实际尺寸的比率，比率 = 物体像素宽 / 物体真实宽；相机设置在框架上并位于装具上方，相机与控制系统电连接及信号连接；图像采集卡作为图像采集系统的通信模块，相机采集到的图像通过图像采集卡传输到图像处理系统；图像处理系统包括数据分析与处理模块、数据库、算法库以及相应的硬件系统，图像处理系统负责检测过程的参数设置以及图像数据的处理、分析及传输；经过一系列基本的数据分析与处理后，再通算法库提供的检测算法计算出需要的检测值，所述检测值为枕簧的自由高度值、内径值和外径值。

基于上述铁路货车转向架枕簧分拣系统的枕簧分拣方法，其具体包括以下步骤：

步骤（1）：待检测枕簧通过传输线输送到预定位置后，由枕簧转运抓取系统进行枕簧抓取并将抓取的枕簧放置到装具上；

步骤（2）：枕簧放置到装具上后，图像采集系统开始图像采集工作，采集到的图像经图像采集卡传送至图像处理系统；

步骤（3）：图像处理系统对接收到的图像进行一系列处理后得到被测枕簧相应的尺寸数据，图像处理系统将测得的尺寸数据与该系统中预设的枕簧的尺寸参数进行对比，完成枕簧型号的判别；