一种钢轨高精度廓形检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种钢轨高精度廓形检测装置，包括光学平台、直线运动单元、被测物支架、激光测距框架与激光测距仪。所述光学平台中部，沿光学平台前后方向设置有直线运动单元；直线运动单元上安装有被测物支架。被测物放置在被测物支架上，由直线运动单元带动被测物前后移动。激光测距框架为龙门架，两侧立柱固定于光学平台左右两侧；激光测距框架上安装有激光测距仪，通过调节各个激光测距仪激光发射端角度，形成一个封闭的视野范围，被测物需在激光测距传感器形成的视野范围内才能达到准确测量。激光测距仪将激光打到被测物表面，同时采集图像，并由上位机进行处理后，实现全尺寸测量、偏差提醒、数据存储、问题回溯等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨高精度廓形检测装置
本技术属于仪器仪表
，涉及一种钢轨高精度廓形检测装置。
技术介绍
钢轨是铁路运输系统的主要组成部件，用于引导机车车辆前进，同时承受车轮的巨大压力。随着铁路技术的发展，钢轨的质量越来越受到重视，钢轨的外形尺寸等参数是否符合标准影响到铁路运行的安全性、平稳性、舒适度和速度，因此，严格控制钢轨的外观几何尺寸、在钢轨出厂时进行相关的廓形检测，避免问题钢轨投入使用。高速铁路钢轨生产经过冶炼、炼钢、连铸、轧制等多冶金工序完成，轧制工序中连铸方坯进入轧机和离开轧机时，轧机受力不均易造成钢轨的轮廓尺寸形变，每根钢轨成品长度100m，出厂后再次焊接达到500m才能具备使用标准(其中轨高、轨宽、轨腰厚、轨头宽、轨脚高等偏差要求在±0.6mm)，因此每根钢轨焊接处是出现轮廓尺寸缺陷的重灾区。钢轨廓形尺寸缺陷往往在安装过程中才被发现，焊接成本和运输成本，致使问题钢轨就地变废钢处理，给国家和钢企带来巨大损失。钢轨的冶金生产过程中，其质量受到多个环节制约，轧制工序中轧辊(长期磨损)几何型变会直接影响钢轨的外形轮廓尺寸偏差。为确保钢轨的尺寸满足使用要求，人工检测法是目前的主要检测手段，该方法依赖于有经验的工人采用样板尺进行检查，劳动强度大、检测效率低等缺点，因此研究一种高精度钢轨运动及检测装置尤为必要。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出一种钢轨高精度廓形检测装置。本技术钢轨高精度廓形检测装置，可在低速运动情况下，实现钢轨全轮廓尺寸检测，检测精度0.08mm。本技术钢轨高精度廓形检测装置，包括光学平台、直线运动单元、被测物支架、激光测距框架与激光测距仪。所述光学平台中部，沿光学平台前后方向设置有直线运动单元；直线运动单元上安装有被测物支架。被测物放置在被测物支架上，由直线运动单元带动被测物前后移动。激光测距框架为龙门架，两侧立柱固定于光学平台左右两侧；激光测距框架上安装有激光测距仪，通过调节各个激光测距仪激光发射端角度，形成一个封闭的视野范围，被测物需在激光测距传感器形成的视野范围内才能达到准确测量。激光测距仪将激光打到被测物表面，同时采集图像，并由上位机进行处理后，实现全尺寸测量、偏差提醒、数据存储、问题回溯、性能稳定等功能。本技术的优点在于：1、本技术钢轨高精度廓形检测装置可实现非接触式的钢轨断面廓形尺寸测量。2本技术钢轨高精度廓形检测装置，通过高精度直线运动单元的前后往复运动，带动钢轨轴向运动，实现钢轨关键部位的全尺寸廓形测量。3、本技术钢轨高精度廓形检测装置，检测结果通过后期处理，实现偏差提醒、数据存储、问题回溯等功能。附图说明图1为本技术钢轨高精度廓形检测装置结构示意图；图2为本技术钢轨高精度廓形检测装置中被测物安装方式示意图；图3为本技术钢轨高精度廓形检测装置中激光测量单元结构及安装示意图；图4为本技术钢轨高精度廓形检测装置中万向调节机构测视示意图；图5为本技术钢轨高精度廓形检测装置中万向调节机构俯视示意图；图6为本技术钢轨高精度廓形检测装置中万向调节机构调节方式示意图。图中：1-光学平台2-直线运动单元3-被测物支架4-激光测距框架5-激光测距单元501-支架502-转台503-激光测距仪504-连接杆504a-第一连接杆504b-第二连接杆505-微调机构505a-底座505b-微调板505c-调节螺丝具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。本技术钢轨高精度廓形检测装置，包括光学平台1、直线运动单元2、被测物支架3、激光测距框架4与激光测距单元5，如图1所示。所述光学平台1台面左右长度600mm，前后长度为900mm，由支架支撑，水平设置。所述直线运动单元2采用滚珠丝杠传输结构，设置于光学平台中部，通过光学平台中部沿前后方向等距布置有M4定位安装孔与光学平台固定，使直线运动单元中丝杠轴线沿光学平台前后方向上的平分线设置。上述直线运动单元2由位移台、螺杆、光栅尺与步进电机组成，例如赛凡光电7STA8400。直线运动单元最大速度20cm/s，最大行程50cm，重复定位精度可达±0.01mm。其中，丝杠两端与光学平台前后位置安装的轴承座轴承连接。位移台螺纹连接于丝杠上，位移台两端与丝杠左右两侧安装于光学平台上的导轨间滑动连接。步进电机通过支架安装于光学平台上，输出轴与丝杠端部同轴连接。通过步进电机控制步进电机前进、后退和停止，进而控制丝杠转动即可实现位移台沿丝杠轴向的移动。光栅尺安装于位移台上，使位移台运动时光栅尺刻度发生变化。所述被测物支架3固定安装于直线运动单元2的位移台上，被测物支架3顶部用于固定安装被侧物，由此通过直线运动单元2控制被测物支架3与其上安装的被测物沿前后方向移动。上述被测物支架3为两个，分别安装于位移台前后端部，由此将被测物前沿与后沿分别置于前后两个被测物支架3尚，可实现被测物完整暴露在激光测距单元4的视野范围内，实现被测物的全轮廓检测，如图2所示。所述激光测距框架4为高强度铝合金制成的龙门架结构，具有顶梁与两侧立柱，两侧立柱末端通过螺丝分别固定于光学平台1左右侧边中心位置，顶梁横跨在两侧立柱上，通过螺丝固定，形成龙门架式的稳定机械结构。其中，两侧立柱外侧面上，沿竖直方向设计有滑道，用来滑动连接激光测距单元。所述激光测距单元5为4个或6个；激光测距单元5为4个时分别安装于激光测距框架4左右立柱的上方与下方；激光测距单元5为6个时分别安装于激光测距框架4左右立柱的上方、中部与下方；由于被测物的尺寸及精度要求有差异，为完整检测被测物的尺寸，需要根据单体激光测距单元5的视野、位置及角度进行调整，选择合适数量的激光测距单元5。由此，通过调节各个激光测距单元5激光发射端角度，形成一个封闭的视野范围，被测物需在激光测距传感器形成的视野范围内才能达到准确测量。上述激光测距单元的具体安装方式为：如图3所示，每个激光测距单元5包括支架501、转台502、激光测距仪503、连接杆504与万向调节机构505。其中，支架501为L型，支架501的一条纵边与立柱间滑动配合连接，且该纵边上开有螺纹孔，用来安装顶紧螺丝，实现支架501与立柱间顶紧固定。连接杆504包括第一连接杆504a与第二连接杆504b；其中，第一连接杆504a末端固定于L型支架横边上，第一连接杆504a前端向前延伸位与激光测距框架4前方，且端部安装360度旋转台。第二连接杆504b平行于激光测距框架4设置，末端与360度旋转台相连，前端安装微调机构505。如图4、图5所示，万向调节机构505包括底座505a、调节板505b与调节螺丝505c。其中，底座505a固定于激光测距仪503背部，周向上开有螺纹孔。调节板505b外缘周向上开有与底座505a上的螺纹孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢轨高精度廓形检测装置，其特征在于：包括光学平台、直线运动单元、被测物支架、激光测距框架与激光测距仪；/n所述光学平台水平设置，由支架支撑；光学平台中部，沿光学平台前后方向设置有直线运动单元；直线运动单元上安装有被测物支架；/n所述激光测距框架具有顶梁与两侧立柱，两侧立柱固定于光学平台左右两侧；激光测距框架上安装有激光测距仪。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢轨高精度廓形检测装置，其特征在于：包括光学平台、直线运动单元、被测物支架、激光测距框架与激光测距仪；
所述光学平台水平设置，由支架支撑；光学平台中部，沿光学平台前后方向设置有直线运动单元；直线运动单元上安装有被测物支架；
所述激光测距框架具有顶梁与两侧立柱，两侧立柱固定于光学平台左右两侧；激光测距框架上安装有激光测距仪。


2.如权利要求1所述一种钢轨高精度廓形检测装置，其特征在于：激光测距仪通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军政，陈峰，董华利，郝晓东，刘懿乐，柳郁达，邓小和，龚利军，王启明，边岩，孟宇，李斌，郭晶晶，曹一凡，杨赤，路尚书，麻硕，
申请(专利权)人：北京金自天正智能控制股份有限公司，中铁物总技术有限公司，北京阿瑞新通科技有限公司，冶金自动化研究设计院，
类型：新型
国别省市：北京;11