機(jī)器人在礦山運(yùn)輸設(shè)備鉤尾框探傷檢修中的運(yùn)用

王希華

（中國鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司日照車輛段，山東 日照 276826）

1 目前鉤尾框探傷檢修線的現(xiàn)狀及特點(diǎn)

（1）在礦企進(jìn)行能源運(yùn)輸中，隨著運(yùn)輸設(shè)備提速和運(yùn)載量的不斷增加，鉤尾框作為礦山運(yùn)輸設(shè)備鉤緩沖裝置中的主要部件，其在設(shè)備運(yùn)行中的受力狀況變的更加復(fù)雜，為保證鉤尾框的安全性能，防止鉤尾框裂紋斷裂造成運(yùn)輸設(shè)備分離等事故，在對運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行定期檢修中對鉤尾框探傷檢測就顯得越來越重要。

（2）鉤尾框檢修作業(yè)包括鉤尾框拋丸除銹、探傷、檢查焊修、涂漆防護(hù)等工序，各工序間鉤尾框的輸送工作由一條水平輸送線完成。

在鉤尾框探傷工序由兩臺(tái)懸臂吊輔助作業(yè)，先有拋丸設(shè)備操作人員利用懸臂吊將拋丸除銹后的鉤尾框吊起并水平放置在輸送線上送到探傷工位，隨后由探傷工作人員利用另一臺(tái)懸臂吊將輸送線上水平放置的鉤尾框人工吊起，豎直放入探傷機(jī)進(jìn)行探傷。探傷完成后，探傷操作人員需要再次用懸壁吊將鉤尾框從探傷機(jī)里取出水平放置在輸送線上輸送到下一工位。

（3）依照原有的作業(yè)流程和設(shè)備配備，鉤尾框檢修探傷作業(yè)存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低。安全風(fēng)險(xiǎn)高等問題。鉤尾框?yàn)殚L方體，重約100kg，頻繁的人工吊放改變其擺放狀

態(tài)造成了勞動(dòng)強(qiáng)度增大，效率降低，作業(yè)過程中存在磕碰、滑脫等勞動(dòng)安全隱患。

目前大多數(shù)運(yùn)輸設(shè)備的鉤尾框探傷檢測線采用水平式輸送、人工吊運(yùn)的方式吊運(yùn)的方式已不能滿足探傷檢測工作的需要，亟待投入更加自動(dòng)化的設(shè)備來完成鉤尾框的探傷檢測工作。

2 運(yùn)輸設(shè)備的鉤尾框探傷檢修線的主要結(jié)構(gòu)和工作原理

（1）運(yùn)輸設(shè)備的鉤尾框探傷修線的布置和部分結(jié)構(gòu)圖。

圖1 運(yùn)輸設(shè)備鉤尾框探傷修線的布置圖

圖2 運(yùn)輸設(shè)備鉤尾框探傷工作圖

（2）新型運(yùn)輸設(shè)備的鉤尾框探傷檢修線的組成。檢修線主要有環(huán)形輸送線、鉤尾框翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、抓取和六軸搬運(yùn)機(jī)器人等組成。新增的環(huán)形輸送線安裝在原有的水平輸送線上方，原有輸送線無須拆除，保證了原輸送線的運(yùn)送能力和后續(xù)工位的使用，同時(shí)可以與新線互為備用。環(huán)形輸送線采用方管焊接支架形式，鏈條和滾輪安裝在環(huán)形輸送線上，帶動(dòng)鏈條上的掛鉤掛著鉤尾框向前運(yùn)送到機(jī)器人抓取工位。

環(huán)形輸送線的設(shè)置解決了鉤尾框拋丸后無須翻轉(zhuǎn)至水平可直接豎直吊掛輸送至探傷工位的問題。六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人由六個(gè)伺服電機(jī)直接通過減速器、同步帶輪等驅(qū)動(dòng)六個(gè)關(guān)節(jié)軸的旋轉(zhuǎn)，六個(gè)關(guān)節(jié)合成實(shí)現(xiàn)末端的六自由度動(dòng)作。機(jī)器人從環(huán)形輸送線上抓取鉤尾框，并將鉤尾框放入探傷機(jī)里進(jìn)行探傷。探傷完畢后，機(jī)器人把鉤尾框從探傷機(jī)里取出，放到輸送線上方的翻轉(zhuǎn)平臺(tái)。機(jī)器人的應(yīng)用解決了人工吊取鉤尾框放入探傷機(jī)探傷的問題，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。翻轉(zhuǎn)平臺(tái)動(dòng)作將探傷后機(jī)器人豎直抓取的鉤尾框由豎直方向調(diào)整為水平方向，并落放在原有的水平輸送線上，完成一個(gè)探傷工作循環(huán)。后續(xù)的鉤尾框檢查焊修和涂漆防護(hù)工作仍利用原有輸送線實(shí)現(xiàn)，從而完成運(yùn)輸設(shè)備鉤尾框的全部檢修作業(yè)。

3 機(jī)器人在鉤尾框探傷檢修中的實(shí)用性和應(yīng)用趨勢

（1）近年來，隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展,機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，傳統(tǒng)的手工操作已經(jīng)不再適應(yīng)礦企的發(fā)展。搬運(yùn)機(jī)器人是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一項(xiàng)高新技術(shù)，涉及到了力學(xué)，機(jī)械學(xué)，電器液壓氣壓技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，傳感器技術(shù)，單片機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)體系中的一項(xiàng)重要組成部分。

（2）搬運(yùn)機(jī)器人是可以進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。搬運(yùn)作業(yè)是指用一種設(shè)備握持工件從一個(gè)工作位置移動(dòng)到另一個(gè)工作位置。機(jī)器人可以安裝不同的末端執(zhí)行器來完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類的繁重勞動(dòng)工作。新型礦山運(yùn)輸設(shè)備鉤尾框檢修線中環(huán)形輸送線的運(yùn)用，就是減輕工人搬運(yùn)工作的主要體現(xiàn)。自動(dòng)化的輸送，減少了工件輸送時(shí)間提高了生產(chǎn)效率。環(huán)形輸送線的設(shè)計(jì)，為下一步鉤尾框拋丸作業(yè)中鉤尾框的自動(dòng)輸送做好了基礎(chǔ)和預(yù)準(zhǔn)備。

（3）搬運(yùn)機(jī)器人將鉤尾框從環(huán)形輸送線上取下、放入探傷機(jī)并配合探傷機(jī)的探傷步驟進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)和提升動(dòng)作。機(jī)器人的運(yùn)用，充分發(fā)揮了其位置精度高，過載能力強(qiáng),自由度靈活等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)器人準(zhǔn)確的抓取、旋轉(zhuǎn)和提升鉤尾框不僅節(jié)省了勞動(dòng)力、減少了人工頻繁的觀察和使用懸臂吊來轉(zhuǎn)移工件，并使探傷人員遠(yuǎn)離探傷設(shè)備降低了電磁輻射對工的慢性傷害。機(jī)器人與探傷機(jī)的操作程序結(jié)合在一起，使檢修線的自動(dòng)化程度大大提高，為實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢修線的全自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述，在鉤尾框探傷檢修線上增加使用機(jī)器人是解決目前鉤尾框檢修存在的問題、高質(zhì)高效完成檢修任務(wù)的可行性措施，也是不久將整個(gè)檢修線改新為全自動(dòng)化檢修線的第一步?？茖W(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力，將機(jī)器人運(yùn)用到礦山運(yùn)輸設(shè)備檢修中會(huì)提高生產(chǎn)力，推動(dòng)檢修作業(yè)向更加標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。