【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁路钢轨廓形打磨的，涉及一种生产线使用的固定式钢轨廓形智能打磨设备及其测量控制系统。
技术介绍
1、在现代的工务养护中，针对钢轨表面病害通过钢轨打磨进行廓面的养护，是高速与重载铁路线路养护维修工作中一个必不可少的环节。现代打磨技术可以有效延长钢轨寿命，保证运行中列车的安全和稳定性，降低铁路部门的运营成本。
2、目标廓形一般分为钢轨预打磨、预防性打磨以及修正性打磨三种。其中预打磨是指新铺或新换铺上道钢轨为避免钢轨脱碳层及表面微小缺陷的发展扩大，对全线钢轨工作面进行的打磨。
3、现有国内外钢轨预打磨方式均为新钢轨在铁路线路上铺设完成后由打磨列车打磨。这种打磨方式需要打磨列车在运营的铁路线路上作业，在铁路运输的间隙完成，有效工作时间受限，作业效率低；作业线长，安全隐患大，环境污染大；打磨列车采用内燃动力，成本高，能耗高。
4、铁路线路钢轨上道使用前均需要在焊轨厂厂内焊接成为长钢轨，再运输到现场铺设。在焊轨厂内进行新钢轨上道前预打磨可大幅提高工作效率，降低成本，环保节能。
5、目前，国内外均无可用于新钢轨上道前的预打磨设备。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术公开一种固定式钢轨廓形智能打磨设备及其测量控制系统，钢轨生产线上安装数控打磨设备后，可按照设计廓形，精准打磨钢轨，极大的提高了钢轨廓形打磨效率和打磨质量，延长钢轨使用寿命，保证铁路运输安全。
2、本专利技术固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，应用于具
3、本专利技术测量控制系统包括测量部分与控制部分。其中，测量部分包括测速编码器，线激光轮廓测量仪、打磨压力传感器与光电传感器。控制部分包括cnc数控系统主机、变频调速系统、总线模块、i/o接口模块、485接口模块、编码器接口模块。
4、所述测量部分中，测速编码器安装于固定式钢轨廓形智能打磨设备两侧钢轨出入口处的钢轨传输辊道上，测量钢轨的传送速度和移动距离。
5、激光轮廓测量仪安装于固定式钢轨廓形智能打磨设备两侧出入口处，实时测量钢轨轨头的轮廓数据，并将得到的测量数据传输至cnc数控系统主机。
6、打磨压力传感器安装于打磨单元上，实时测量砂轮打磨过程中所受钢轨的压力大小。
7、光电传感器沿钢轨传输方向布置多个，分别位于钢轨传输辊道入口侧、用于打磨砂轮位置及钢轨传输辊道出口侧，用来感知钢轨头尾输送是否到达光电传感器所处位置。
8、控制部分中，变频调速系统包括打磨砂轮电机变频调速器和传输辊道电机变频调速器，设置于1#控制柜内，分别用来控制打磨砂轮电机以及传输辊道电机的启停、运转方向及转速。
9、总线模块安装于2#控制柜内，cnc数控系统主机通过总线模块及网线与固定式钢轨廓形智能打磨设备中各伺服电机驱动器相连，用于控制各伺服电机的运行。
10、i/o接口模块安装于2#控制柜内，用来接收光电传感器的信号、固定式钢轨廓形智能打磨设备中各运动副极限位置信号，以及液压式压紧定位组件中液压油缸的启停。
11、485接口模块安装于2#控制柜内，cnc数控系统主机通过485接口模块对各变频调速器进行控制。
12、编码器接口模块安装于3#控制箱内，用于连接和驱动测速编码器，将测速编码器采集的数据传送给cnc数控系统主机。
13、cnc数控系统主机主要用来：
14、a、cnc数控系统主机接收打磨压力传感器测得的压力信号，当检测到压力大于或等于预设极限值时，表明钢轨弯曲过大，此时cnc数控系统向打磨单元发送控制信号，提升砂轮，保证砂轮的压力不超过极限值；
15、b、cnc数控系统主机根据编码器测量的位移数据结合光电传感器的感知信号进行综合判断，准确感知钢轨的头尾及运行情况，进而向各个钢轨运行位置处的液压式压紧定位组件中液压油缸发送控制信号，控制相应液压油缸的开合；
16、c、cnc数控系统主机将测量得到的轨头轮廓数据与设计的轨头廓形进行比较，实时计算出轨头各修磨段需要去除的余量，生成打磨单元中各运动副相应的控制轨迹，分配到打磨加工参数中，进而由打磨单元自动将轨头修磨成设计的廓形；
17、d、cnc数控系统主机根据接收的测速编码器速度数据，控制钢轨的传送速度，使之与钢轨热轧的生产速度保持一致；
18、e、cnc数控系统根据砂轮的直径自动提高砂轮的转速，保证砂轮外沿的线速度控制在一定的范围内，磨削的去除率保持恒定。
19、同时，针对具有用于打磨砂轮工作面的修形机构的固定式钢轨廓形智能打磨设备，cnc数控系统主机接收由上位机发送的修磨指令，控制修磨机构对砂轮工作面进行打磨，使砂轮工作面的截面线呈所需要的打磨曲线；所需打磨曲线的生成按照钢轨的目标廓形各点坐标，砂轮与钢轨的位置关系，修形用金刚石磨轮与砂轮的位置关系和砂轮特性，计算出打磨出目标廓形需要的砂轮外圆周面截面线的坐标，从而获得砂轮工作面的截面线在修形机构两直线导轨的的控制参数，以便于控制修形用金刚石磨轮对砂轮进行修形。
20、本专利技术的优点在于：
21、1、本专利技术固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，是一种创新的测控系统，将线激光轮廓测量仪与钢轨打磨设备有机结合，实现了“查打一体化”；将线激光轮廓测量仪实时测量钢轨轨头的数据，与设计廓形进行对比和计算，自动控制打磨机的各数控轴的运行和打磨电机的转速，设备全自动运行。同时设置压力传感器，预防因打磨压力过大造成砂轮爆裂。
22、2、本专利技术固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，在钢轨生产线上增加数控打磨设备后，对原有的生产节奏无任何影响，实现了钢轨轨头出厂前的定制化打磨，极大的提高了钢轨的生产精度。
23、3、本专利技术固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，大幅度降低了铁路铺设现场打磨的工作量，提高了钢轨廓形打磨的效率，延长钢轨的使用寿命，保证铁路运输安全。设备自动化程度高，投资小，经济效益高，满足国内高铁迅速发展的需要。
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1.一种固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，其特征在于：应用于具有钢轨传输辊道，多套打磨单元、以及用于钢轨竖直定位及横向定位的液压定位机构的固定式钢轨廓形智能打磨设备；包括测量部分与控制部分；其中，测量部分包括测速编码器，线激光轮廓测量仪、打磨压力传感器与光电传感器；控制部分包括CNC数控系统主机、变频调速系统、总线模块、I/O接口模块、485接口模块、编码器接口模块；
2.激光轮廓测量仪安装于固定式钢轨廓形智能打磨设备两侧出入口处，实时测量钢轨轨头的轮廓数据，并将得到的测量数据传输至CNC数控系统主机；
3.控制部分中，变频调速系统包括打磨砂轮电机变频调速器和传输辊道电机变频调速器，设置于1#控制柜内，分别用来控制打磨砂轮电机以及传输辊道电机的启停、运转方向及转速；
4.如权利要求1所述一种固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，其特征在于：当应用于具有用于打磨砂轮工作面的修行机构的固定式钢轨廓形智能打磨设备时，CNC数控系统主机接收由上位机发送的修磨指令，控制修磨机构对砂轮工作面进行打磨，使砂轮工作面的截面线呈所需要的打磨曲线；所需打磨
5.如权利要求2所述一种固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，其特征在于：所需打磨曲线的生成方法具体为：
6.如权利要求1所述一种固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，其特征在于：测速编码器位于钢轨上方，利用弹簧的弹力将编码器计米轮压在钢轨轨顶，钢轨移动时计米轮随之转动。
7.如权利要求1所述一种定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，其特征在于：光电传感器采用反射式光电传感器，传感器发出的光信号可以经对面的反光板反射回来，若钢轨遮挡了传感器的光路，传感器则发出相应的信号。
...【技术特征摘要】
1.一种固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，其特征在于：应用于具有钢轨传输辊道，多套打磨单元、以及用于钢轨竖直定位及横向定位的液压定位机构的固定式钢轨廓形智能打磨设备；包括测量部分与控制部分；其中，测量部分包括测速编码器，线激光轮廓测量仪、打磨压力传感器与光电传感器；控制部分包括cnc数控系统主机、变频调速系统、总线模块、i/o接口模块、485接口模块、编码器接口模块；
2.激光轮廓测量仪安装于固定式钢轨廓形智能打磨设备两侧出入口处，实时测量钢轨轨头的轮廓数据，并将得到的测量数据传输至cnc数控系统主机；
3.控制部分中，变频调速系统包括打磨砂轮电机变频调速器和传输辊道电机变频调速器，设置于1#控制柜内，分别用来控制打磨砂轮电机以及传输辊道电机的启停、运转方向及转速；
4.如权利要求1所述一种固定式钢轨廓形智能打磨设备测量控制系统，其特征在于：当应用于具有用于打磨砂轮工作面的修行机构的固定式钢轨廓形智能打磨设备时，cnc数控系统主机接...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔容义，钟浩，龚继军，王攀杰，蒋俊，王军平，马德礼，李应平，龙作虹，李晨，罗玉林，
申请(专利权)人：中铁物总运维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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