(青岛机车车辆监造项目部山东青岛266111)
摘要:转向架总成作为动车组的走行部,核查方式为全数核查,包括实物核查和文件核查,实物核查项点多、频次高。转向架总成的实物核查在转向架现场地沟中核查,一是存在安全隐患;二是现场地沟数量有限,需频繁调运转向架总成;三是实物核查项点多,易出现重复核查、遗漏核查等情况。为此组织四方公司进行专题研究,探讨新的实物核查方法。
关键词:动车组转向架总成实物核查方法
一核查情况简介
转向架总成作为动车组的走行部,核查方式为全数核查,包括实物核查和文件核查,核查项目包括:部件外观及安装状态、结构尺寸及性能三方面。其中,结构尺寸及性能为文件核查,部件外观及安装状态为实物核查,主要核查转向架17种重要零部件(如:牵引电机、制动夹钳、齿轮箱、联轴节等)的外观及标识、安装状态、防松状态等,核查频次从5%到30%不等。
四方公司每日移交18辆检修动车组转向架总成,按每辆转向架核查需要20分钟(实物核查15分钟,记录核查5分钟),18辆转向架需要18*20=360分钟,其中实物核查极大占用了每日工作时间。
二核查方法设想
为了提高核查效率,保证实物质量,通过与四方公司进行专题探讨,认为可从改进实物核查方法入手,采用设备智能检测为主人工复核为辅的双确认核查方法,对转向架外观安装状态进行核查。
设想在转向架总成移交台位,安装智能影像化检测判定设备,拟通过拍摄动车组转向架重要零部件安装状态高清晰度图像,运用图像处理与模式识别等技术实现对安装状态的自动识别及报警,报警可以由人工进行复核,可将采集到的图像及判定结果进行存储归档,还可打印带有判定结果的检测报告。
三新设备的研发及试运行
四方公司通过与哈尔滨科佳公司位合作,研发了一台转向架自动检测及影像化存储设备,主要检测转向架顶部、侧部及底部轨内轨外可视部件。该设备主要由四部分构成:工业机器人设备、高清彩色图像采集设备、机柜设备和图像自动识别系统。系统总体架构见图1,
图3系统工作流程
目前,该设备已安装于检修动车组转向架移交区域,并投入试运行,当转向架推运到固定位置后,启动程序,即可对转向架进行全方位拍照判定,目前设备可对每个转向架拍摄144张照片,用时6-8分钟,覆盖了转向架接收准则中各重要零部件的安装状态,拟对103个安装项点实现图像自动识别及报警,对于故障点可进行人为判定,区分虚警报或确认故障,之后予以处置。
以定位节点安装项点为例,自动识别原理如下:图4为定位节点白色防松标记,首先以红框区域的图案特征为依据进行定位,如图5所示。其次将彩色图像转换为灰度图像,提取灰度图像的梯度信息,如图6所示。将红框内的图案信息与梯度图像进行相关性判断,最终定位部件区域,如图7所示。在定位到该区域后,就可定位防松线所在的位置,即可识别出防松线的白色线条信息,如图8所示。对识别出的白线通过拟合率判断此线条是否为直线,若是直线则防松线无故障,若是该条直线发生曲折则为故障状态,即产生自动识别报警。
图7利用图案信息定位结果图图8定位后得到的线条信息
四新设备的优点和缺点
(1)优点
1)拍照判定时间短,覆盖转向架总成全部组装项点,不会漏项,可以逐步代替人工检查(每个转向架仅核查部分组装项点)。
2)每个转向架均自动存储144张图片,替代了人工的影像化工作。
(2)缺点
1)目前设备高清彩色图像采集时曝光情况较多,导致图像不清晰,造成设备的误判率较高。
2)对同一台转向架多次重复检测,识别故障的准确率和可靠度不稳定。
五改进措施
1已在设备四周安装自动升降遮光布,对设备周围光线进行调节,以确保设备图像采集时可以获得高清晰的图片;继续深入研究光线对设备图像采集的影响,提高设备判定准确率。
2通过设定人为缺陷、将设备的自动检测结果与人工检验结果进行对比等方式,不断优化改进,提高设备识别故障的可靠度与准确率。
3优化完善设备检测报告,编制标准作业流程,对设备检测能力进行评审,用设备检测结合人工复核逐步代替人工检验。
综上所述,转向架总成的实物核查是可以利用设备先进的检测技术实现的,通过高清彩色图像采集,完善转向架所有组装项点识别检测方法,经过科学图像处理与识别检测,即可最终判定转向架的组装质量,可以逐步替代人工检验,即保证了质量,还为企业减轻了检验成本。
参考文献:
[1]郭洪红.工业机器人[M].西安电子科技大学出版社,2012
[2]张洪强,高洪义.图像自动识别技术在铁路的发展及运用[J].中国铁路,2015