激光轮对自动检测机制造技术

一种激光轮对自动检测机，包括轮对测量机构、垂直升降机构、旋转机构、承正推转机构、轮对止退机构、机架等，轮对测量机构包括轴身测量机构、挡光板以及结构相同、对称地安装在轮对测量机构座上的左轮踏面测量机构和右轮踏面测量机构；轮对垂直升降机构包括底座、带Ｖ型座的升降横梁、气缸、轴颈上测量装置和轴颈下测量装置；轮对旋转机构包括摩擦轮装置、减速电机、摆臂、压力弹簧装置和轮对旋转机构座；承正推转机构包括承正装置和推轮装置；轮对测量机构安装在机架上，负责对轮对的轮部参数进行测量；测量机构、轮对垂直升降机构、轮对旋转机构、承正推转机构和轮对止退机构的动作接受操作控制系统控制。该激光自动检测机测量精度高、速度快。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种检测技术，特别是一种适用于铁路车辆检修中检测轮对踏面 几何尺寸、磨耗、内侧距、轴身中部直径、轮径、轮缘厚度、轮辋宽度、轮辋厚度、偏心等的轮 对自动检测机。
技术介绍
目前中国铁路安装最多的轮对自动检测机是北京某厂生产的“轮对自动检测装 置”，该轮对自动检测装置的测量系统是由一组多个面阵CCD和涡流，激光和超声测距仪组 成检测装置，以及轮对进入定位及推出机构，和轮对托起定位机构，轮对旋转机构连接而 成，各面阵CCD及测距仪的检测数据均与计算机接口相通。但是，由于设计采用的CCD影像 法测量原理，很难适用于像轮对这种轮廓边界不是很分明的工件测量，所以其测量精度很 低，示值变化很大，在全国铁路安装的几十台无一台能正常使用。专利公开号为CN101619965A的专利技术专利申请公开的《轮对自动测量装置》，应用 了激光三角法测距、运动控制、机器视觉等技术，具有自校准功能，用于对多种规格的火车 轮对进行尺寸参数的测量；但因该检测装置激光测距传感器安装于一个三自由度运动机构 上，在一个固定的空间坐系内进行绝对测量，测量装置在很长的导轨上运动，因此整机的加 工精度要求很高，制造成本贵；测量时工件在轮对轴向和径向定位必须准确，生产效率难以 提高。每条轮对的测量时间为5分钟，对动车组快速修理和大量铁路货运车辆检修要求是 不适应的；该专利虽然可以同时测量多种轨距的轮对，但这种功能在铁路车辆检修现场并 不重要，因为铁路车辆都是在专门的单位检修，一个单位一个工位只检修一种轨距的车辆， 适应多种车辆的功能虽好，但由于增加活动导轨，反而使设备复杂化，增加操作工序，降低 其稳定度及速度，此外，该专利设计的轮对夹紧定位机构用顶尖夹持轮对，而铁路运营车辆 轮对都有轴端盖，无法在此机器上装夹，因此，不适用铁路运营车辆轮对的检测。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种适用于铁路运营车辆轮对的检测，测量精度高、速 度快的激光轮对自动检测机，以解决已有技术存在的上述问题。解决上述技术问题的技术方案是一种激光轮对自动检测机，包括轮对测量机构、 轮对垂直升降机构、轮对旋转机构、承正推转机构、轮对止退机构、机架、主机罩、轮轴标识 识别装置、液压系统和操作控制系统；所述的轮对测量机构包括轴身测量机构、挡光板以 及结构相同、对称地安装在轮对测量机构座上的左轮踏面测量机构和右轮踏面测量机构； 所述的轮对垂直升降机构包括装配有圆柱导杆的底座、带V型座的升降横梁、气缸、轴颈上 测量装置和轴颈下测量装置；所述的轮对旋转机构包括摩擦轮装置、减速电机、摆臂、压力 弹簧装置和轮对旋转机构座；所述的承正推转机构包括承正装置和推轮装置；所述的承正 装置包括导正轮、承重轮和承正装置座；所述的推轮装置包括改制钢轨、推杆、气缸和推轮 装置座；所述的轮对测量机构安装在机架上，负责对轮对的轮部参数进行测量；所述的轮对垂直升降机构也有两个，分别安装在机架底板上；所述的轮对旋转机构安装在一侧轮对 垂直升降机构底座上，轮对旋转机构的压力弹簧装置推动摆臂，使摩擦轮装置的摩擦轮压 向被检测车轮踏面，减速电机驱动摩擦轮带动被检轮对旋转，以协助轮对测量机构实现对 被检轮对不同轴剖面的参数测量；所述的承正推转机构有两套，分别装在轮对预检位和测 量位的钢轨处，轮对预检位所装的轮对旋转机构用异步电机驱动其中一对承重轮，当轮对 由轨道输送到位时，导正轮引导轮缘沿轨道方向进入正确位置，导正的车轮轮缘落在承重 轮上，踏面与钢轨脱离；预检位电机运转时承重轮带动轮对旋转，供检验人员观察车轮踏面 状况；测量位安装的承正推转机构起定位作用；测量机构、轮对垂直升降机构、轮对旋转机 构、承正推转机构和轮对止退机构的动作接受操作控制系统控制，液压系统对各个机构的 油缸提供动力。其进一步技术方案是所述轮对测量机构的左轮踏面测量机构、右轮踏面测量机 构型式相同、结构对称，各自在轮对的轴剖面内构成左右轮踏面及轮内外端面的二维测量 系统；所述的左轮踏面测量机构包括左测量机构座、左横向位移机构、左垂直位移机构和左 传感器转向机构；所述的右轮踏面测量机构包括右测量机构座、右横向位移机构、右垂直位 移机构和右传感器转向机构；左横向位移机构、右横向位移机构分别安装在左测量机构座、 右测量机构座上；左或右横向位移机构与左或右垂直位移机构分别采用精密滚珠导轨副和 精密滚珠丝杆副组成直线运动装置，激光传感器安装在一个可转向的装置上、由滚珠导轨 的滑块带动；滚珠丝杆由带圆编码器的伺服电机驱动，激光传感器转向装置则由步进电机 驱动，设置有角度转动定位件；在测量操作系统的指令下，激光传感器将在轮对轴剖面内 沿被检表面作扫描测量。所述的轮对测量机构的轴身测量装置包括激光传感器、安装支架，所述安装支架 由相互垂直的立柱与横杆构成L形，L形安装支架的一端固定安装在轮对测量机构座上；所 述轴身测量机构是固定的，轮对静止时轴身测量机构可以测量轴身某一方向的直径，当轮 对旋转时，测量轴身表面各点的极坐标后，可以测量轴身的实际最小二乘直径。所述的轮对垂直升降机构的升降行程是固定的，用两个V型面支撑被检轮对两端 的滚动轴承外圆面，两个V型面的对称面与测量机构的对称面重合，V型面的升程也是固定 的，从而保证轮对装夹上升到测量位后，轴对轴剖面与左右轮踏面测量机构和轴身测量机 构的测量工作面重合；所述轮对垂直升降机构的轴颈上测量装置和轴颈下测量装置组成轮 对中心高测量装置，它们分别测量轮对两端轴承外圈直径上下两端的高度用以计算轮对轴 线的中心高；轴颈上测量装置和轴颈下测量装置都由带弹簧复位的滑动测杆和直线位移传 感器组成，当轮对垂直升降机构的V型面抬起轮对轴承时，轴颈下测量装置的测杆被压缩， 推动位移传感器记录轴承直径下端的数据，当V型面升到最高位时，轴承上面压缩轴颈上 测量装置测杆，推动位移传感器记录轴承直径上端的数据，由此两数据计算轮对轴线的高 度。所述的操作控制系统包括工控机、运动控制卡、数据采集卡、激光传感器、直线位 移传感器、伺服电机驱动器、步进电机驱动器、带编码器的伺服电机、步进电机、光电开关、 继电控制板、继电器和异步电机，操作控制系统由工控机控制机构动作和数据采集与处理， 最后生成测量结果打印输出轮对检修表格，并向货车检修系统-HMIS传输数据；当操作工 发出标定或测量的指令后，工控机按所设计的标定或测量程序通过运动控制卡指挥继电器板与继电器动作，接通各个轮对运动机构的电磁阀使机构油缸动作；指挥驱动器驱动伺服 电机和步进电机转动，伺服电机通过丝杆副带动测量机构直线运动，伺服电机的编码器输 出电机转动信号；步进电机带动传感器转向机构改变激光光轴方向；工控机通过数据采集 卡采集编码器、激光传感器、直线位移传感器和光电开关信号，编码器信号处理成测量机构 的直线位移参数；激光传感器信号、直线位移传感器信号与测量机构直线位移参数合成为 轮对表面测量参数；光电开关信号则形成编码器的起点与终点信号；各项测量参数经工控 机按设计的数学模型处理成轮对检修测量参数，保存于工控机硬盘的数据库内，并由显示 器在屏幕上显示出来，可逐个或成批打印出轮对检修表格，并可实时或定期向货车检修系 统-HMIS传输。本技术激光轮对自动检测机与现有技术相比，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种激光轮对自动检测机，包括轮对测量机构（Ｉ）、轮对垂直升降机构（ＩＩ）、轮对旋转机构（ＩＩＩ）、承正推转机构（ＩＶ）、轮对止退机构（Ｖ）、机架（ＶＩ）、主机罩（ＶＩＩ）、轮轴标识识别装置（ＶＩＩＩ）、液压系统（ＩＸ）和操作控制系统（Ｘ），其特征在于：所述的轮对测量机构（Ｉ）包括轴身测量机构（Ｉ０３）、挡光板（Ｉ０５）以及结构相同、对称地安装在轮对测量机构座（Ｉ０４）上的左轮踏面测量机构（Ｉ０１）和右轮踏面测量机构（Ｉ０２）；所述的轮对垂直升降机构（ＩＩ）包括装配有圆柱导杆的底座（ＩＩ０１）、带Ｖ型座的升降横梁（ＩＩ０２）、气缸（ＩＩ０３）、轴颈上测量装置（ＩＩ０４）和轴颈下测量装置（ＩＩ０５）；所述的轮对旋转机构（ＩＩＩ）包括摩擦轮装置（ＩＩＩ０１）、减速电机（ＩＩＩ０２）、摆臂（ＩＩＩ０３）、压力弹簧装置（ＩＩＩ０４）和轮对旋转机构座（ＩＩＩ０５）；所述的承正推转机构（ＩＶ）包括承正装置（ＩＶ０１）和推轮装置（ＩＶ０２）；所述的承正装置包括导正轮（４１１）、承重轮（４１２）和承正装置座（４１３）；所述的推轮装置包括改制钢轨（４２１）、推杆（４２２）、气缸（４２３）和推轮装置座（４２４）；所述的轮对测量机构（Ｉ）安装在机架（ＶＩ）上，负责对轮对的轮部参数进行测量；所述的轮对垂直升降机构（ＩＩ）也有两个，分别安装在机架底板上；所述的轮对旋转机构（ＩＩＩ）安装在一侧轮对垂直升降机构底座上，轮对旋转机构（ＩＩＩ）的压力弹簧装置（ＩＩＩ０４）推动摆臂（ＩＩＩ０３），使摩擦轮装置（ＩＩＩ０１）的摩擦轮压向被检测车轮踏面，减速电机（ＩＩＩ０２）驱动摩擦轮带动被检轮对旋转，以协助轮对测量机构（Ｉ）实现对被检轮对不同轴剖面的参数测量；所述的承正推转机构（ＩＶ）有两套，分别装在轮对预检位和测量位的钢轨处，轮对预检位所装的轮对旋转机构用异步电机驱动其中一对承重轮，当轮对由轨道输送到位时，导正轮引导轮缘沿轨道方向进入正确位置，导正的车轮轮缘落在承重轮上，踏面与钢轨脱离；预检位电机运转时承重轮带动轮对旋转，供检验人员观察车轮踏面状况；测量位安装的承正推转机构起定位作用；测量机构（Ｉ）、轮对垂直升降机构（ＩＩ）、轮对旋转机构（ＩＩＩ）、承正推转机构（ＩＶ）和轮对止退机构（Ｖ）的动作接受操作控制系统（Ｘ）控制，液压系统（ＩＸ）对各个机构的油缸提供动力。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘显扬，于中南，古小灵，
申请(专利权)人：柳州科路测量仪器有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]