安娜
中车大连机车车辆有限公司 辽宁 大连 116000
摘要：本文主要对直流电力机车电器屏柜除尘相关工作进行了分析，设计了可以实现吹扫除尘效果的机器人，除此之外，而智能控制设备相结合，最终实现用机器人来替代人工工作，完成对机车电器屏柜智能吹扫的目的。
关键词：直流电力机车；电气屏柜；智能除尘
引言：
我国经济发展的速度非常快，铁路机车的运力也在不断增加，其中转率变得更高，所以检修工作也变得更为繁重。在这一过程中，电器屏柜的检修是非常关键的一部分，除尘工作是这一工作中的关键点。当前在，这一工作所采用的方式是人工除尘，不过当人处于狭小的空间中时，而且灰尘量大，因此在作业的过程中会存在效率低以及效果差的特点。而且要让这一工作的效果更好，往往需要多名员工不工作才能实现。这一工作对人体有一定的危害，因为粉尘会随着人的呼吸进入肺部，所以非常容易导致职业尘肺病。基于此，本文提出智能除尘这一研究，借助工业机器人来设计可以替代人工除尘的智能除尘设备，确保这项工作的效果，同时改善工人的作业环境。
一、主体构成
本文所提出的这种智能出产设备，其主体构成包括以下几个方面。第一，执行机构，其中包含两台六关节机器人以及吸尘设备等。1.工业机器人。这是除尘设备执行机构的核心点，也是这一项工作在开展时的关键点。在选择的过程中需要考虑柜体的不同以及具体吹扫效率，最终选择的机器人有大负载10kg，最大运行速度为60m/min，稳定，可靠性比较强等。2.吹扫喷头。在这一构成部分选择的过程中应考虑如何才能加大吹扫面积上这一工作能顺利进行，还要考虑加大末端的出气压力，确保工作的效果。3.柜体运载设备。由于在实际运行的过程中，对于机器人来说，其在进行吹扫时轨迹是固定的，所以对于柜体的摆放也应该固定。本文所采用的是AGV车对其实施运输，确保定位的精准性。4.吸尘设备。这种设备使用的是中央集尘系统的控制方式，采用侧吸方式。在这样的基础上，灰尘不会飘向车间，会被由上向下压制。
第二，控制检测机构。这是具体设备中控制构建的核心点，包含的内容有以下几个方面。1. PCL控制单元。在控制系统中可以应用这一控制单元实现对于周围信息的采集以及检测，例如吸尘设备以及门禁等，可以实施总体协调，确保机器人在作业的过程中。更有序。2. 机器人联机接口单元。在机器人作业的过程中和其联机控制的信号有多种，比如循环停止等。这些信号是为了确保机器人能按规定作业，且出于对安全的考虑，让机器人可以有更安全的运行环境，需采用IO这种控制方式实现对其的联机，在联机之后，还需要根据每一个柜体的轨迹程序，给它们制作明确的ID号，机器人在运行时，它只有回复了具体的ID，才可以正式启动。3. 设备检测单元，这主要是为了在除尘作业开展时确保贵体育机器人的安全以及工作的顺利开展。需要做好的检测项目是柜体高度，柜门打开以及水压，气压等内容。4. 设备控制单元。在这一部分内容中，主要控制的有除尘工作开展时所需要的各种辅助设备的启动，例如水阀以及汽阀，水泵控制单元等。
第三，操控机构，在这一部分中采用的是工控机触摸显示屏等，起到的作用是显示机器人的当前状态、控制机器人的启动、显示柜体参数数据等。
二、工作原理
确定好使用的设备之后，进入具体的工作环节，需了解其工作原理，如下。先运送柜体，拆除并运送，采用AGV运载系统。送到指定地点之后，运载车退出，此时需要操作员开始工作，先判断柜体类型，再操作控制器，之后选择一键启动。此时设备会对于柜体的高度等进行测量，并确定气压等是否符合规定，在一切核查无误之后进入吹扫工作。启动吸尘设备之后，机器人就会根据设定好的流程工作，先识别它的大小，再依据已经设定好的运行轨迹来实施除尘工作。
从实际工作来看，机车的电气屏柜大部分都是方形或者长方形，即这种柜体有五个面是外露的，而这些外露的面就是必须打扫的。因此，基于提升吹扫效率方面考虑，可以设计两台灵活的六关节式机器人，在打扫时将其摆在斜对角。经过这样的处理、设计，每一台机器人负责三个面，而且它们之间互相不会干扰，提升了工作效率。
为了让机器人的吹扫效率更高，可以设计两种吹扫轨迹程序，一种采用之字形的方法，对于单个柜体从上到下实施吹扫。还需要设置一种摆角吹扫法，像这样将两种方法相结合，能让工作效果更高，尤其是在面对一些比较复杂的柜体时，能更好地确保工作效果，例如高压柜以及整流柜的除尘工作。值得注意的是，在设计具体的程序轨迹时，需要综合考虑柜体的大小形状，但由于其比较复杂而且形状多变，所以在进行程序设计时，比较常采用的是平面法，实施吹扫工作，这可以很好地预防意外的发生。
需要除尘的柜体类型各异，所以要对不同的柜体设计独立的吹扫轨迹程序，设计完毕之后还需要设计一个管理轨迹程序，这样一来，机器人在工作的过程中就可以对各种程序进行切换，满足不同柜体的除尘需求。除了这一点，还需要设计控制机构软件。其需要具备的功能有，综合考虑现场的各种应用情况以及操作流程等，判断当前的工作开展是否存在问题。操控平台人机界面设计是又一个设计要点，在这一部分的设计中需要并持简洁易懂且易操作的原则。从用户的角度来看，在操作时应尽量简单，最好只需要操作两个页面，也就是分别对于机柜类型进行选择以及对吹扫状态进行确定，在这一页面中应该包含机器人当前状态以及柜体的信息等内容。
三、结束语
总而言之，在对机车电器屏柜进行除尘的过程中，采用智能化的方法可以有效提升工作效果，还能改善工人的工作环境，避免灰尘对人体造成危害。文提出使用先进的机器人技术，并充分利用自动化系统，完成除尘工作，这是机车检修作业逐渐向着智能化发展的一个初步尝试，但也是未来的趋势。
参考文献
[1] 杨春, 李靖. 铁路机车电气屏柜可维修性设计研究[J]. 铁道技术监督, 2020(3):27-30.
[2] 王孝卿, 崔晨, 赵东波,等. 电力机车屏柜3D数字化显示预布线软件及工艺[J]. 机车车辆工艺, 2020, No.342(02):57-58.
[3] 杨再兴. 浅谈智能监控装置在开关柜中的应用[J]. 机电信息, 2020, No.639(33):61-62.
[4] 白明, 张悦. 智能变电站智能化中压开关柜应用研究与分析[J]. 电气传动自动化, 2019(4).