重轨头宽与冠状饱满度的参数化公差判定方法技术

本发明专利技术公开了一种重轨头宽与冠状饱满度的参数化公差判定方法，解决现有判断方法在重轨扫描断面有细节变化不能随动变化，误差大的问题。重轨头宽的参数化公差判定方法：先拟合计算轨底直线方程，根据该方程确定左腹区和右腹区，然后分别在左腹区和右腹区选点并计算中心线拟合直线方程；在上述基础上分别计算轨头上头宽和轨头下头宽，并进行轨头上头宽和下头宽的公差比较判断；分别得出轨头上头宽和下头宽合格、不合格、警告合格的结论。重轨轨头冠状参数化判定方法，先用上述相同方法确定中心线拟合直线方程，再通过在重轨扫描断面轮廓冠状顶端选点、建立直线方程和计算，最后对轨头冠状饱满度公差比较判断。本方法具有测算精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轧钢领域，尤其涉及一种重轨头宽与冠状饱满度的参数化公差判定方法。
技术介绍
在钢轨生产中，重轨断面规格是其质量的一个重要方面。自动测量装置，例如钢轨断面轮廓测量仪的使用使重轨断面轮廓参数得到及时精确的测量，得到钢轨断面轮廓的一系列坐标，例如S1(x1，y1)、S2(x2，y3)、S3(x3，y3)、S4(x4，y4)……这些坐标点形成参数化的重轨扫描断面轮廓。重轨扫描断面轮廓头宽包括上头宽和下头宽，现有的上头宽计算方法是：计算轨底上一定高度的水平线通过的轨头的两个点之间的距离，将该距离作为上头宽，这样的计算方法误差很大，与实际测量可比性差。对于下头宽，采用轨头两侧最外侧两点之间的距离，存在误差大的问题。总之，现有的头宽计算方法在重轨扫描断面有细节变化不能随动变化，测量值误差大。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是：提供一种重轨头宽参数化公差判定方法，解决现有的头宽计算方法在重轨扫描断面有细节变化不能随动变化，测量误差大的问题。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：重轨头宽的参数化公差判定方法，包括以下步骤：步骤一：确定中心线(1)、计算轨底拟合直线方程在重轨扫描断面轮廓轨底选取n个点，分别记为S1(xs1，ys1)、S2(xs2，ys2)……Sn(xsn，ysn)，其中n≥2，根据选取点计算得到重轨扫描断面轮廓轨底拟合线直线方程：yd＝a1·xd+b1，式中： a 1 = n Σ i = 1 n x si y si - ( Σ i = 1 n x si ) ( Σ i = 1 n y si ) n Σ i = 1 n x si 2 - ( Σ i = 1 n x si ) 2 ]]> b 1 = Σ i = 1 n y si n - a 1 Σ i = 1 n x si n ]]>(2)、确定左腹区和右腹区将步骤一第(1)步得到的轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧下切点以上至少2mm，将轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧上切点以下至少2mm，所述两次平移的轨底拟合直线分别与左侧轨腰圆弧和右侧轨腰圆弧相交并形成左腹区和右腹区；(3)、确定中心线拟合点在左腹区选取m个点：T1(xt1，yt1)、T2(xt2，yt2)……Tm(xtm，ytm)；在右腹区选取m个点：U1(xu1，yu1)、U2(xu2，yu2)……Um(xum，yum)，其中m≥2，并且点Ti(xti，yti)和点Ui(xui，yui)(1≤i≤m，且i为正整数)的纵坐标值相等或者最接近；确定中心线拟合点为W1(xw1，yw1)、W2(xw2，yw2)……Wm(xwm，ywm)，其中点Wi(xwi，ywi)为点Ti(xti，yti)和点Ui(xui，yui)的中点(1≤i≤m，且i为正整数)；(4)、计算中心线拟合直线方程根据W1(xw1，yw1)、W2(xw2，yw2)……Wm(xwm，ywm)，计算得到重轨扫描断面轮廓中心线拟合直线方程：yz＝a2·xz+b2，式中： a 2 = m Σ i = 1 m x wi y wi - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
重轨头宽的参数化公差判定方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：确定中心线(1)、计算轨底拟合直线方程在重轨扫描断面轮廓轨底选取n个点，分别记为S1(xs1，ys1)、S2(xs2，ys2)……Sn(xsn，ysn)，其中n≥2，根据选取点计算得到重轨扫描断面轮廓轨底拟合线直线方程：yd＝a1·xd+b1，式中：a1=nΣi=1nxsiysi-(Σi=1nxsi)(Σi=1nysi)nΣi=1nxsi2-(Σi=1nxsi)2]]>b1=Σi=1nysin-a1Σi=1nxsin]]>(2)、确定左腹区和右腹区将步骤一第(1)步得到的轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧下切点以上至少2mm，将轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧上切点以下至少2mm，所述两次平移的轨底拟合直线分别与左侧轨腰圆弧和右侧轨腰圆弧相交并形成左腹区和右腹区；(3)、确定中心线拟合点在左腹区选取m个点：T1(xt1，yt1)、T2(xt2，yt2)……Tm(xtm，ytm)；在右腹区选取m个点：U1(xu1，yu1)、U2(xu2，yu2)……Um(xum，yum)，其中m≥2，并且点Ti(xti，yti)和点Ui(xui，yui)(1≤i≤m，且i为正整数)的纵坐标值相等或者最接近；确定中心线拟合点为W1(xw1，yw1)、W2(xw2，yw2)……Wm(xwm，ywm)，其中点Wi(xwi，ywi)为点Ti(xti，yti)和点Ui(xui，yui)的中点(1≤i≤m，且i为正整数)；(4)、计算中心线拟合直线方程根据W1(xw1，yw1)、W2(xw2，yw2)……Wm(xwm，ywm)，计算得到重轨扫描断面轮廓中心线拟合直线方程：yz＝a2·xz+b2，式中：a2=mΣi=1mxwiywi-(Σi=1mxwi)(Σi=1mywi)mΣi=1mxwi2-(Σi=1mxwi)2]]>b2=Σi=1mywim-a2Σi=1mxwim]]>步骤二：轨头上头宽的判定(1)、在重轨踏面找到A(xA，yA)、B(xB，yB)两点，要求A(xA，yA)和B(xB，yB)到所述中心线拟合直线的距离均为TC；其中TC为标准重轨Ab、Bb两点距离的一半，Ab、Bb分别为标准重轨断面连接顶端弧线两侧的圆弧段的下端点；(2)、建立过A(xA，yA)、B(xB，yB)两点的直线方程，再向轨底方向平移TD与重轨扫描轮廓相交于C(xC，yC)、D(xD，yD)两点，再计算C(xC，yC)和D(xD，yD)之间的距离作为轨头上头宽TB′；其中TD为钢轨测量标准中轨头AbBb连线与CbDb连线之间的距离，Cb、Db分别为标准重轨断面，连接Ab、Bb两点另一圆弧段的下端点；(3)轨头上头宽的比较判断若(TB′‑TB)＞TBup或(TB′‑TB)<TBdown，则轨头上头宽不合格；若TBdownY≤(TB′‑TB)≤TBupY，则轨头上头宽合格；否则警告合格；其中：TB为轨头上宽度标准尺寸、TBdown为轨头上头宽下公差，TBup为轨头上头宽上公差，TBdownY轨头上头宽警告下公差，TBupY为轨头上头宽警告上公差；步骤三：轨头下头宽的判定(1)、在重轨踏面找到A(xA，yA)、B(xB，yB)两点，要求A(xA，yA)和B(xB，yB)到所述中心线拟合直线的距离均为TC；其中TC为标准重轨Ab、Bb两点距离的一半，Ab、Bb分别为标准重轨断面连接顶端弧线两侧的圆弧段的下端点；(2)、建立轨头下宽选点区建立过A(xA，yA)、B(xB，yB)两点的直线方程，将直线AB平移至左侧或右侧轨头最宽点以上至少2mm，将直线AB平移至左侧或右侧轨头最宽点以下至少4mm，所述直线AB两次平移与重轨断面扫描轮廓相交形成轨头下宽选点区；(3)、在所述轨头下宽选点区找出横坐标值最大和最小的两个点N(xN，yN)、M(xM，yM)，再计算M(xM，yM)到中心线拟合直线的距离，计算N(xN，yN)到中心线拟合直线的距离，将M到中心线拟合直线的距离与N到中心线拟合直线的距离的和作为轨头下宽度TA′；(4)、轨头下头宽的比较判断若(TA′‑TA)＞TAup或(TA′‑TA)<TAdown，则轨头下头宽不合格；若TAdownY≤(TA′‑TA)≤TAupY，则轨头下头宽合格；否则警告合格；其中：TA为轨头上宽度标准尺寸、TAdown为轨头上头宽下公差，TAup为轨头上头宽上公差，TAdownY轨头上头宽警告下公差，TAupY为轨头上头宽警告上公差。...

【技术特征摘要】
1.重轨头宽的参数化公差判定方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：确定中心线
(1)、计算轨底拟合直线方程
在重轨扫描断面轮廓轨底选取n个点，分别记为S1(xs1，ys1)、S2(xs2，ys2)……Sn(xsn，
ysn)，其中n≥2，根据选取点计算得到重轨扫描断面轮廓轨底拟合线直线方程：yd＝a1·xd+b1，
式中：
a 1 = n Σ i = 1 n x si y si - ( Σ i = 1 n x si ) ( Σ i = 1 n y si ) n Σ i = 1 n x si 2 - ( Σ i = 1 n x si ) 2 ]]> b 1 = Σ i = 1 n y si n - a 1 Σ i = 1 n x si n ]]>(2)、确定左腹区和右腹区
将步骤一第(1)步得到的轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧下切点以上至少
2mm，将轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧上切点以下至少2mm，所述两次平移的
轨底拟合直线分别与左侧轨腰圆弧和右侧轨腰圆弧相交并形成左腹区和右腹区；
(3)、确定中心线拟合点
在左腹区选取m个点：T1(xt1，yt1)、T2(xt2，yt2)……Tm(xtm，ytm)；在右腹区选取m
个点：U1(xu1，yu1)、U2(xu2，yu2)……Um(xum，yum)，其中m≥2，并且点Ti(xti，yti)和
点Ui(xui，yui)(1≤i≤m，且i为正整数)的纵坐标值相等或者最接近；
确定中心线拟合点为W1(xw1，yw1)、W2(xw2，yw2)……Wm(xwm，ywm)，其中点Wi(xwi，
ywi)为点Ti(xti，yti)和点Ui(xui，yui)的中点(1≤i≤m，且i为正整数)；
(4)、计算中心线拟合直线方程
根据W1(xw1，yw1)、W2(xw2，yw2)……Wm(xwm，ywm)，计算得到重轨扫描断面轮廓中
心线拟合直线方程：yz＝a2·xz+b2，式中：
a 2 = m Σ i = 1 m x wi y wi - ( Σ i = 1 m x wi ) ( Σ i = 1 m y wi ) m Σ i = 1 m x wi 2 - ( Σ ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶功明，朱华林，吕攀峰，范红平，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51