一种高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于铁路钢轨维护技术领域，具体涉及一种高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统，包括电源模块、控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块；控制模块分别与驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接，电源模块分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接。通过安装在步进电机轴端的双输出光电编码器，使控制形成闭环控制系统，对磨削砂轮移动的位移控制精度达到0.01mm的精度，从而保证了对磨削砂轮运动状态及钢轨轨头曲面磨削量的精确控制，解决了现有技术中存在的对打磨机进给机构运动状态识别、定位能力差及打磨精度低的问题。磨精度低的问题。磨精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统


[0001]本技术属于铁路钢轨维护
，具体涉及一种高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统。

技术介绍

[0002]众所周知，钢轨仿形打磨机主要应用于铁路钢轨维护施工中，对焊接接头、压延毛刺、轨面修补等成型打磨作业。在钢轨打磨作业过程中，需要对一段钢轨采用不同的打磨模式，即不同的打磨角度和不同的进给量，进行往返磨削。以实现还原钢轨轨头曲面标准形状，从而保证铁道线路安全运行。
[0003]随着当前铁路技术的发展和机车运行速度的提升，对钢轨表面的平直度和轨头断面曲线与基准轨形的重合度要求越来越高，这就要求维护修磨设备的作业精度不断提高，以满足铁路线路提速的维护施工技术要求。现有的同类钢轨仿形打磨机进给控制系统，通常利用接近开关采集进给传动机构中链轮的运动状态信息，作为模拟信号供给控制系统识别砂轮进给机构的工作状态，因该信号取样方式无法识别进给机构的运动方向，且控制系统对进给机构运动状态的分辨率低，从而存在无法全面显示进给机构运动参数，打磨效果控制精度低等缺陷。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统，以解决现有技术中存在的对打磨机进给机构运动状态识别、定位能力差及打磨精度低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用以下的技术方案：
[0006]本技术提供了一种高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统，该系统包括电源模块、控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块；所述控制模块分别与驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接，所述电源模块分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接；所述电源模块的输入端与交流电源连接。
[0007]进一步地，所述电源模块包括整流电路、滤波电路、稳压电路和外接充电端口，所述整流电路的输入端与交流电源连接，所述整流电路的输出端通过滤波电路与稳压电路的输入端连接，所述滤波电路的输入端连接有外接充电端口，所述稳压电路的输出端分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接。
[0008]进一步地，所述稳压电路包括DC/DC转换器。
[0009]进一步地，所述电源模块还包括锂电池、锂电池充电电路和电源切换电路，所述稳压电路的输出端通过锂电池充电电路与锂电池连接，所述锂电池经过电源切换电路分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接，所述电源切换电路还与稳压电路的输出端连接。
[0010]进一步地，所述驱动模块包括步进电机和与步进电机转子相连的编码器，所述步
进电机的电机驱动电路分别与稳压电路和控制模块连接，所述编码器的输出端通过脉冲信号处理模块与控制模块连接。
[0011]进一步地，所述编码器为双输出光电编码器。
[0012]进一步地，所述控制模块为Atmega128单片机，在单片机上集成有计时电路。
[0013]进一步地，所述按键操作显示模块包括显示元件和操作元件，所述显示元件和操作元件均与控制模块连接，所述显示元件为点阵式液晶显示器，所述操作元件包括启动键、模式键、设置键、电源开关和操作按钮。
[0014]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0015]1、本技术的高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统通过双输出光电编码器获取步进电机转子运动状态（方向和角度）的信息，经脉冲信号处理模块处理后传递给控制模块，控制模块根据此信息对步进电机的运行状态进行识别和控制，与现有技术中通过接近开关采集取样信号相比，采用双输出光电编码器在相同时间内采集的取样脉冲数量是接近开关的50倍，从而使控制模块对步进电机旋转状态的分辨率提高了50倍，而步进电机的转数与磨削砂轮进给位移量成正比，因此，采用双输出光电编码器采集取样信号，可大幅度提高对钢轨轨头曲面磨削量的控制精度。并且，采用双输出光电编码器对步进电机运动状态取样，可使控制模块识别步进电机的旋转方向，由于磨削砂轮的进给运动方向受控于步进电机的旋转方向，因此，可实现对磨削砂轮进给运动姿态的控制。
[0016]2、本技术的电源模块中使用锂电池作为后备电源，能有效解决以汽油机为动力源的设备中，因输入的交流电压大幅波动对电源电路造成瞬间失电的不利影响。
[0017]3、本技术配置点阵式液晶显示器的按键操作显示模块，能使操作人员直观全面的掌控钢轨仿形打磨机的运行状态和作业效果，进一步提高了钢轨仿形打磨机操作和维护的方便性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本技术实施例的高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统的结构框图；
[0020]图2是本技术实施例的高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统的电源模块电路原理图；
[0021]图3是本技术实施例的高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统的电路原理图。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]如图1和图3所示，本实施例的高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统，该系统包括电源模块、控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示
模块；所述控制模块分别与驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接，所述电源模块分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接，实现对其他模块的供电。电源模块的输入端与汽油机输出的交流电源连接。
[0024]如图2所示，电源模块包括整流电路、滤波电路、稳压电路和外接充电端口，整流电路的输入端与交流电源连接，整流电路的输出端通过滤波电路与稳压电路的输入端连接，滤波电路的输入端连接有外接充电端口，稳压电路的输出端分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接，为其他模块提供稳定电源。其中稳压电路还包括DC/DC转换器，DC/DC转换器的增加可以有效满足系统运行时内部模块对多种电源的需求。
[0025]如图2所示，电源模块还包括锂电池、锂电池充电电路和电源切换电路，稳压电路的输出端通过锂电池充电电路与锂电池连接，锂电池经过电源切换电路分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接，其中电源切换电路还与稳压电路的输出端连接。
[0026]交流电源为由钢轨仿形打磨机的动力装置汽油机驱动的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统，其特征在于，该系统包括电源模块、控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块；所述控制模块分别与驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接，所述电源模块分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接；所述电源模块的输入端与交流电源连接。2.根据权利要求1所述的高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统，其特征在于，所述电源模块包括整流电路、滤波电路、稳压电路和外接充电端口，所述整流电路的输入端与交流电源连接，所述整流电路的输出端通过滤波电路与稳压电路的输入端连接，所述滤波电路的输入端连接有外接充电端口，所述稳压电路的输出端分别与控制模块、驱动模块、脉冲信号处理模块、数据输出接口模块和按键操作显示模块连接。3.根据权利要求2所述的高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统，其特征在于，所述稳压电路包括DC/DC转换器。4.根据权利要求2所述的高精度钢轨仿形打磨机的闭环控制系统，其特征在于，所述电源模块还包括锂电池、锂电池充电电路和...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟明彦，李良，杨培才，
申请(专利权)人：河南省强力机械有限公司，
类型：新型
国别省市：