鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備及精銑方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備及精銑方法，利用數(shù)控技術(shù)，使銑刀頭組件中的仿形銑裝置在鋼軌橫截平面內(nèi)緊貼鋼軌外形進行銑削；包括底座行走組件，設(shè)置在底座行走組件上的外殼門組件、兩套鋼軌夾持機構(gòu)和數(shù)控精銑機構(gòu)；外殼門組件上設(shè)有電柜，電柜內(nèi)安裝有控制鋼軌夾持機構(gòu)和數(shù)控精銑機構(gòu)的控制電路和可編程控制器PLC；數(shù)控精銑機構(gòu)包括垂直伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)、銑刀頭組件和水平伺服進刀機構(gòu)，三套伺服機構(gòu)在PLC的控制下相互配合使銑刀頭組件對鋼軌完成銑削。本發(fā)明大大改善工人的工作環(huán)境和操作人員的勞動強度，也提高了鋼軌焊縫的加工質(zhì)量。
【專利說明】
鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備及精銑方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控裝置領(lǐng)域，尤其涉及鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備及精銑方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國鐵路提速事業(yè)的發(fā)展，列車運行速度的提高對鋪設(shè)鋼軌的質(zhì)量也相應(yīng)的有較大的提高。事實上，高速鐵路的建設(shè)中大量使用了無縫鋼軌，所謂無縫鋼軌就是先將一節(jié)一節(jié)25M或100M的標準鋼軌，在焊軌基地焊接成500M長的鋼軌，然后由鋼軌運輸列車運送到一些鋪設(shè)現(xiàn)場，再經(jīng)現(xiàn)場焊接和打磨后投入使用。然而，當鋼軌焊接在一起時，焊縫周圍會形成一圈焊瘤，需經(jīng)粗銑和精銑將焊瘤除掉。由于各鐵路局設(shè)備陳舊，傳統(tǒng)去除焊瘤的方法多是人工使用手砂輪和數(shù)控加工去除的方式，但人工手砂輪的方式勞動強度高，效率極低，磨削的沙礫和金屬粉塵被人體大量吸入，對人體危害極大;數(shù)控銑床加工的方式無法解決鋼軌焊接時挫頭的現(xiàn)象，這樣很容易損傷原軌而且每次加工均需要對刀，效率低、加工失誤造成報廢率高。目前，國內(nèi)十多家焊軌廠多是從國外引用先進的焊縫精磨機，這些先進的精磨機大大改善了工作環(huán)境和操作人員的勞動強度，也提高了焊縫的磨削質(zhì)量，但是，進口精磨機的價格高昂，故障維修和配件更換十分不便，受人制約，代價巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題中存在的不足之處，本發(fā)明公開了鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備及精銑方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，包括:底座行走組件，設(shè)置在底座行走組件上的外殼門組件、兩套鋼軌夾持機構(gòu)和數(shù)控精銑機構(gòu)；
[0005]所述外殼門組件上設(shè)有操作盒組件、電柜、液壓系統(tǒng)和空壓機，所述操作盒組件與所述電柜內(nèi)的控制電路和可編程控制器PLC相連，控制電路和可編程控制器PLC用于控制空壓機、液壓系統(tǒng)、鋼軌夾持機構(gòu)和數(shù)控精銑機構(gòu);所述鋼軌夾持機構(gòu)和數(shù)控精銑機構(gòu)設(shè)置在所述外殼門組件內(nèi)部，且所述數(shù)控精銑機構(gòu)設(shè)置在左右兩套鋼軌夾持機構(gòu)之間；
[0006]所述數(shù)控精銑機構(gòu)包括加工機構(gòu)支撐組件，設(shè)置在加工機構(gòu)支撐組件上的垂直伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)、銑刀頭組件和水平伺服進刀機構(gòu)；
[0007]所述銑刀頭組件包括用于對被精銑鋼軌進行精銑的仿形銑裝置;所述銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)與所述銑刀頭組件固定連接，帶動所述仿形銑裝置作360°圓周運動;所述垂直伺服進刀機構(gòu)與所述銑刀頭組件相連，帶動所述仿形銑裝置作垂直方向運動;所述水平伺服進刀機構(gòu)與所述銑刀頭組件相連，帶動所述仿形銑裝置作前后水平方向運動;三套伺服機構(gòu)相互配合使仿形銑裝置沿被精銑鋼軌的載面輪廓運動并始終與載面輪廓保持垂直；
[0008]所述液壓系統(tǒng)與所述鋼軌夾持機構(gòu)、底座行走組件相連，用于提供鋼軌夾持機構(gòu)、底座行走組件所需的驅(qū)動力。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述數(shù)控精銑機構(gòu)還包括配重機構(gòu)和鐵肩收集漏斗；
[0010]所述配重機構(gòu)分別與所述銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)和銑刀頭組件相連，用于抵消銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)和銑刀頭組件的重力；所述配重機構(gòu)包括配重氣缸和活動端，所述活動端與所述配重氣缸相連，所述配重氣缸與所述空壓機相連;所述鐵肩收集漏斗設(shè)置在所述銑刀頭組件的下方并安裝在所述配重機構(gòu)的支架上，用于收集銑刀頭組件銑削被精銑鋼軌而產(chǎn)生的鐵肩；
[0011]所述排廢料機構(gòu)包括安裝座、支撐柱、渣箱、升降底板和升降電機，所述安裝座固定在所述底座行走組件上，所述支撐柱固定在所述安裝座上;所述支撐柱上安裝有升降電機，所述升降電機通過鏈條帶動升降底板上下運動;所述渣箱固定在所述升降底板上且所述渣箱位于所述鐵肩收集漏斗下方；由鐵肩收集漏斗收集的鐵肩漏入渣箱中，渣箱通過升降電機控制升降進行收廢料與排廢料。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述銑刀頭組件還包括銑刀加壓氣缸、銑刀頭固定座和仿形銑裝置安裝座；
[0013]所述銑刀頭固定座上可上下移動式安裝有仿形銑裝置安裝座，所述仿形銑裝置安裝在仿形銑裝置安裝座上;所述仿形銑裝置安裝座固定在銑刀加壓氣缸的頂桿上;所述銑刀加壓氣缸與所述空壓機相連，銑刀加壓氣缸通氣使仿形銑裝置壓緊在被精銑鋼軌上；
[0014]所述銑刀頭固定座的下平面和側(cè)面上安裝有用于阻擋銑削廢料的廢料擋板；
[0015]所述銑刀頭固定座的上平面上安裝有銑削主動電機、主動齒輪座和銑刀加壓氣缸;所述主動齒輪座上安裝有主動斜齒輪、中間斜齒輪和從動斜齒輪;所述銑削主動電機通過皮帶與所述主動斜齒輪相連，所述主動斜齒輪依次通過中間斜齒輪、從動斜齒輪與所述仿形銑裝置相連，通過銑削主動電機帶動仿形銑裝置轉(zhuǎn)動。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，所述垂直伺服進刀機構(gòu)與水平伺服進刀機構(gòu)的結(jié)構(gòu)完全相同，其結(jié)構(gòu)包括伺服進刀機構(gòu)安裝架、進給伺服、絲桿、固定接板和活動接板；
[0017]所述伺服進刀機構(gòu)安裝架上平面上固定安裝有進給伺服座，所述進給伺服座上安裝有進給伺服;所述進給伺服通過進給伺服聯(lián)軸器與所述絲桿相連，所述絲桿通過絲桿固定支柱固定;所述活動接板的中部環(huán)套并固定在所述絲桿上，所述絲桿的轉(zhuǎn)動帶動所述活動接板作上下或前后運動;所述活動接板的兩端分別通過浮動接頭與所述固定接板固定連接，所述活動接板的上下或前后運動帶動固定接板作上下或前后運動。
[0018]作為本發(fā)明的進一步改進，所述銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤、旋轉(zhuǎn)大齒輪、上下移載滑板、大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤、旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)安裝支架、旋轉(zhuǎn)伺服安裝座和旋轉(zhuǎn)軸承；
[0019]所述轉(zhuǎn)盤與所述大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤左右平行設(shè)置并通過連接橫梁固定連接，所述大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤相對應(yīng)轉(zhuǎn)盤的一側(cè)安裝有所述旋轉(zhuǎn)大齒輪，所述轉(zhuǎn)盤與所述旋轉(zhuǎn)大齒輪之間安裝所述銑刀頭組件;所述轉(zhuǎn)盤、旋轉(zhuǎn)大齒輪、連接橫梁、大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤和銑刀頭組件連接成一個整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)的左右兩側(cè)轉(zhuǎn)動固定在所述旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈上，所述旋轉(zhuǎn)軸承的外圈上固定安裝有所述上下移載滑板；
[0020]所述上下移載滑板通過旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)安裝支架與所述旋轉(zhuǎn)伺服安裝座固定連接，所述旋轉(zhuǎn)伺服安裝座上固定安裝有旋轉(zhuǎn)伺服和旋轉(zhuǎn)減速機;所述旋轉(zhuǎn)伺服與所述旋轉(zhuǎn)減速機相連，所述旋轉(zhuǎn)減速機通過旋轉(zhuǎn)主動小齒輪與所述旋轉(zhuǎn)大齒輪嚙合;其中:旋轉(zhuǎn)伺服帶動旋轉(zhuǎn)大齒輪轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)大齒輪帶動銑刀頭組件中的仿形銑裝置作360°圓周運動；
[0021]所述上下移載滑板頂端通過拉力角碼與垂直伺服進刀機構(gòu)中的固定接板連接固定;其中:垂直伺服進刀機構(gòu)中的進給伺服帶動固定接板上下運動，所述固定接板帶動上下移載滑板上下運動，所述上下移載滑板通過旋轉(zhuǎn)軸承帶動銑刀頭組件中的仿形銑裝置作垂直上下運動；
[0022]所述上下移載滑板底端通過拉力角碼與配重機構(gòu)的活動端連接固定。
[0023]作為本發(fā)明的進一步改進，所述加工機構(gòu)支撐組件包括前后移載滑板和加工機構(gòu)支撐架；
[0024]所述加工機構(gòu)支撐架設(shè)置在所述銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)的左右兩側(cè)，且固定安裝在所述底座行走組件上；
[0025]所述加工機構(gòu)支撐架與所述上下移載滑板之間設(shè)有所述前后移載滑板，所述前后移載滑板與所述上下移載滑板平行設(shè)置;所述前后移載滑板前后滑動安裝在所述加工機構(gòu)支撐架上，所述上下移載滑板上下滑動安裝在所述前后移載滑板上；
[0026]所述前后移載滑板的頂端通過長拉力角碼與垂直伺服進刀機構(gòu)中的伺服進刀機構(gòu)安裝架連接固定，作為垂直上下運動中的固定部分；
[0027]所述前后移載滑板的側(cè)端通過拉力角碼與水平伺服進刀機構(gòu)中的固定接板連接固定;其中:水平伺服進刀機構(gòu)中的進給伺服帶動固定接板前后運動，所述固定接板帶動前后移載滑板前后運動，所述前后移載滑板通過上下移載滑板、旋轉(zhuǎn)軸承帶動銑刀頭組件中的仿形銑裝置作水平前后運動；
[0028]所述加工機構(gòu)支撐架的側(cè)端通過長拉力角碼與水平伺服進刀機構(gòu)中的伺服進刀機構(gòu)安裝架連接固定，作為水平運動中的固定部分。
[0029]作為本發(fā)明的進一步改進，所述鋼軌夾持機構(gòu)包括夾持機構(gòu)支架、下壓油缸支架、下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸和橫向油缸支座；
[0030]所述夾持機構(gòu)支架固定安裝在所述底座行走組件上；
[0031]所述夾持機構(gòu)支架上平面上靠近所述數(shù)控精銑機構(gòu)的一端固定安裝有橫向油缸支座和下壓油缸支架;所述橫向油缸支座上安裝有前后相對頂出的橫向壓緊小油缸和橫向定位大油缸，所述下壓油缸支架上安裝有向下頂出的下壓緊油缸;所述下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸和橫向定位大油缸相互配合從上方、前方、后方三個方向壓緊被精銑鋼軌；
[0032]所述夾持機構(gòu)支架上平面上遠離所述數(shù)控精銑機構(gòu)的一端固定安裝有前后導向輪架和進軌導向輪架;所述進軌導向輪架上安裝有鋼軌下定位滾輪和進軌導向輪，所述鋼軌下定位滾輪設(shè)置在被精銑鋼軌的下方;所述鋼軌下定位滾輪的前后兩側(cè)設(shè)有前后導向輪，所述前后導向輪固定安裝在所述前后導向輪架上;所述鋼軌下定位滾輪、進軌導向輪和前后導向輪形成供被精銑鋼軌通過的通道，起到支撐和導向的作用。
[0033]作為本發(fā)明的進一步改進，所述底座行走組件包括整機底座、移載到位緩沖機構(gòu)、行走輪架、行走油馬達；
[0034]所述整機底座上平面上固定安裝兩套鋼軌夾持機構(gòu)、外殼門組件和數(shù)控精銑結(jié)構(gòu)，所述整機底座的左右兩側(cè)分別固定安裝有移載到位緩沖機構(gòu)，所述整機底座下平面上左右安裝固定有兩個行走輪架；
[0035]—個行走輪架上安裝有行走從動輪軸，所述行走從動輪軸的兩端安裝有兩個行走輪;另一個行走輪架上安裝有行走主動輪軸、所述行走油馬達、行走從動齒輪和行走主動齒輪，所述行走主動輪軸的兩端安裝有兩個行走輪；
[0036]所述行走油馬達與所述行走主動齒輪相連，所述行走主動齒輪所述行走從動齒輪相連，所述行走從動齒輪與所述行走主動輪軸相連;通過行走油馬達驅(qū)動行走輪，實現(xiàn)底座行走組件左右移動尋找被精銑鋼軌的焊縫。
[0037]作為本發(fā)明的進一步改進，所述液壓系統(tǒng)包括液壓站、主分流塊、小分流塊；
[0038]所述液壓站通過油管與所述主分流塊相連，所述小分流塊和一套鋼軌夾持機構(gòu)的下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸分別通過油管與所述主分流塊相連；
[0039]所述行走油馬達和另一套鋼軌夾持機構(gòu)的下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸分別通過油管與所述小分流塊相連。
[0040]本發(fā)明還提供一種鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備的精銑方法，包括:
[0041 ]步驟一、尋找被精銑鋼軌的焊縫并定位夾緊:
[0042]啟動鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，行走油馬達、下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸處于初始狀態(tài)，垂直伺服進刀機構(gòu)、水平伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺候機構(gòu)處于原點狀態(tài)，配重機構(gòu)的配重氣缸通氣頂起；
[0043]啟動行走油馬達，鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備左右移動;找到被精銑鋼軌的焊縫位置后，行走油馬達停止并鎖定，下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸均頂出壓緊被精銑鋼軌；
[0044]步驟二、對被精銑鋼軌進行銑削加工:
[0045]啟動銑削主動電機，帶動仿形銑裝置轉(zhuǎn)動;銑刀加壓氣缸頂出，在整個銑削過程中保持加壓;垂直伺服進刀機構(gòu)、水平伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺候機構(gòu)控制仿形銑裝置按電柜內(nèi)預(yù)定的軌跡動作，仿形銑裝置銑出焊縫后回到原始位；
[0046]步驟三、松開鋼軌，尋找下一處焊縫:
[0047]行走油馬達、下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸、銑刀加壓氣缸、配重氣缸退回，松開鋼軌，行走油馬達鎖定解除，尋找下一處焊縫，開始第二個循環(huán)。
[0048]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0049]本發(fā)明公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備及精銑方法，對鋼焊瘤自動仿形精銑的設(shè)計理念使去除焊瘤的加工這一環(huán)節(jié)有了一種全新加工方式，解決了人工去除焊瘤勞動強度高、效率極低、磨削的沙礫和金屬粉塵被人體大量吸入，對人體危害極大等問題;這種新的加工方式的成功研發(fā)將大大改善工人的工作環(huán)境和操作人員的勞動強度，也提高了鋼軌焊縫的加工質(zhì)量；
[0050]銑刀頭組件的設(shè)計使仿形銑裝置能始終緊貼鋼軌進行仿形銑削，精確微量進給控制使銑削面表面光潔度高；
[0051]本設(shè)備的成功開發(fā)，促進了國外進口機的國產(chǎn)化趨勢，解決進口精磨機的價格高昂，故障維修和配件更換十分不便，受人制約等弊端；
[0052]建立了具有微量精確進給仿形機構(gòu)參數(shù)設(shè)計模型及數(shù)據(jù)庫的可編程控制器PLC，為后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)提供支持。
【附圖說明】
[0053]圖1為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備的前立體圖；
[0054]圖2為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備的后立體圖；
[0055]圖3為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備的主視圖；
[0056]圖4為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備的俯視圖；
[0057]圖5為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0058]圖6為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備加工機構(gòu)的主視圖；
[0059]圖7為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備加工機構(gòu)的俯視圖；
[0060]圖8為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備銑刀頭組件的主視圖；
[0061 ]圖9為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備銑刀頭組件的左視圖；
[0062]圖10為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備伺服進刀機構(gòu)的主視圖；
[0063]圖11為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備伺服進刀機構(gòu)的俯視圖；
[0064]圖12為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)的主視圖；
[0065]圖13為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)的左視圖；
[0066]圖14為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備加工機構(gòu)支撐組件的主視圖；
[0067]圖15為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備加工機構(gòu)支撐組件的左視圖；
[0068]圖16為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備鋼軌夾持機構(gòu)主視圖；
[0069]圖17為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備鋼軌夾持機構(gòu)左視圖；
[0070]圖18為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備底座行走機構(gòu)主視圖；[0071 ]圖19為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備底座行走機構(gòu)仰視圖；
[0072]圖20為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0073]圖21為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備銑削加工行走路線示意圖；
[0074]圖22為本發(fā)明一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備銑削面分段示意圖。
[0075]圖23為本發(fā)明中一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備排廢料機構(gòu)主視圖；
[0076]圖24為本發(fā)明中一種實施例公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備排廢料機構(gòu)左視圖。
[0077]圖中:1、外殼門組件;2、底座行走組件;3、被精銑鋼軌;4、操作盒組件;5、電柜;6、液壓系統(tǒng);7、空壓機;8、起重吊鉤;9、鋼軌夾持機構(gòu)；10、數(shù)控精銑機構(gòu)；11、垂直伺服進刀機構(gòu)；12、配重機構(gòu)；13、加工機構(gòu)支撐組件；14、銑頭刀旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)；15、銑刀頭組件；16、水平伺服進刀機構(gòu)；17、鐵肩收集漏斗；18、仿形銑裝置;19、銑刀加壓氣缸;20、銑刀頭固定座；21、銑削主動電機;22、皮帶;23、主動斜齒輪;24、中間斜齒輪;25、從動斜齒輪;26、主動齒輪座;27、廢料擋板;28、仿形銑裝置安裝座;29、進給伺服;30、進給伺服座;31、進給伺服聯(lián)軸器;32、伺服進刀機構(gòu)安裝架;33、絲桿;34、浮動接頭;35、絲桿固定支柱;36、固定接板;37、活動接板;38、連接橫梁；39、旋轉(zhuǎn)大齒輪;40、轉(zhuǎn)盤;41、旋轉(zhuǎn)伺服;42、旋轉(zhuǎn)減速機;43、旋轉(zhuǎn)主動小齒輪;44、拉力角碼;45、上下移載滑板;46、大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤;47、旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)安裝支架；48、旋轉(zhuǎn)伺服安裝座；49、旋轉(zhuǎn)軸承；50、豎移滑塊;51、豎移滑軌；52、前后移載滑板；53、前后行程極限限位板;54、上下行程極限限位板;55、加工機構(gòu)支撐架;56、橫移滑軌;57、橫移滑塊;58、下壓緊油缸;59、下壓緊塊;60、下壓導向塊;61、橫向壓緊小油缸;62、橫向定位大油缸;63、定位調(diào)整環(huán);64、橫向油缸支座;65、下壓油缸支架;66、夾持機構(gòu)支架;67、鋼軌下定位滾輪;68、前后導向輪架;69、前后導向輪;70、進軌導向輪;71、進軌導向輪架;72、整機底座;73、移載到位緩沖機構(gòu);74、行走輪;75、行走輪架;76、行走主動輪軸;77、行走油馬達；78、行走從動齒輪；79、行走主動齒輪;80、行走從動輪軸；81、液壓站；82、主分流塊；83、油管;84、小分流塊;85、長拉力角碼;86、排廢料機構(gòu);87、渣箱;88、升降底板;89、升降導柱;90、安裝座;91、升降電機;92、鏈條;93、導柱固定板;94、支撐柱。
【具體實施方式】
[0078]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0079]本發(fā)明基于精銑加工的設(shè)計理念，設(shè)計一種對鋼軌在焊接后對焊接焊瘤部分進行自動仿形精銑的一種鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，減少人為因素對打磨質(zhì)量的影響，實現(xiàn)打磨作業(yè)的精確微量進給控制。該設(shè)備包括:底座行走組件，設(shè)置在底座行走組件上的外殼門組件、兩套鋼軌夾持機構(gòu)和數(shù)控精銑機構(gòu)；
[0080]外殼門組件上設(shè)有操作盒組件、電柜、液壓系統(tǒng)和空壓機，操作盒組件與電柜相連，電柜內(nèi)安裝有控制空壓機、液壓系統(tǒng)、鋼軌夾持機構(gòu)和數(shù)控精銑機構(gòu)的控制電路和可編程控制器PLC;鋼軌夾持機構(gòu)和數(shù)控精銑機構(gòu)設(shè)置在外殼門組件內(nèi)部，且數(shù)控精銑機構(gòu)設(shè)置在左右兩套鋼軌夾持機構(gòu)之間；
[0081 ]數(shù)控精銑機構(gòu)包括加工機構(gòu)支撐組件，設(shè)置在加工機構(gòu)支撐組件上的垂直伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)、銑刀頭組件、水平伺服進刀機構(gòu)、配重機構(gòu)和鐵肩收集漏斗；銑刀頭組件包括用于對被精銑鋼軌進行精銑的仿形銑裝置;銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)與銑刀頭組件固定連接，帶動仿形銑裝置作360°圓周運動;垂直伺服進刀機構(gòu)與銑刀頭組件相連，帶動仿形銑裝置作垂直方向運動；水平伺服進刀機構(gòu)與銑刀頭組件相連，帶動仿形銑裝置作前后水平方向運動;三套伺服機構(gòu)相互配合使仿形銑裝置沿被精銑鋼軌的載面輪廓運動并始終與載面輪廓保持垂直;配重機構(gòu)分別與銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)和銑刀頭組件相連，用于抵消銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)和銑刀頭組件的重力；配重機構(gòu)包括配重氣缸和活動端，活動端與配重氣缸相連，配重氣缸與空壓機相連;鐵肩收集漏斗設(shè)置在銑刀頭組件的下方并安裝在配重機構(gòu)的支架上，用于收集銑刀頭組件銑削被精銑鋼軌而產(chǎn)生的鐵肩，排廢料機構(gòu)與整機底座后側(cè)面相連，用于排出由鐵肩收集漏斗收集的鐵肩。液壓系統(tǒng)與鋼軌夾持機構(gòu)、底座行走組件相連，用于提供鋼軌夾持機構(gòu)、底座行走組件所需的驅(qū)動力。
[0082]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述:
[0083]實施例1:如圖1-5所示，本發(fā)明提供一種鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，該設(shè)備由以下幾大部件組裝而成，該設(shè)備的安裝連接主要采用螺釘及定位銷緊固方式，本設(shè)備所需外部三相電源380V;具體包括:控制該設(shè)備左右運動的底座行走組件2及設(shè)置在底座行走組件2上的外殼門組件1、兩套鋼軌夾持機構(gòu)9和數(shù)控精銑機構(gòu)10。其中:外殼門組件I上設(shè)有操作盒組件4、電柜5、液壓系統(tǒng)6和空壓機7，操作盒組件4與電柜5相連，操作盒組件4為本設(shè)備的操作系統(tǒng)，可實現(xiàn)人機界面，只需一人操作，操作時只需左右移動尋焊縫即可，焊縫找正后，按下啟動鍵，其它如夾緊松開鋼軌、數(shù)控鋼軌精銑機動作流程全部為自動。所以操作非常簡單。電柜5內(nèi)安裝有設(shè)備所有控制電路及可編程控制器PLC，可編程控制器PLC內(nèi)存儲有為鋼軌截面形式特寫的加工控制程序;加工時，操作者通過操作盒組件4操作本機，數(shù)控精銑機構(gòu)10按照加工控制程序相互配合，即可加工出鋼軌焊縫;空壓機7用于提供氣缸的壓力，液壓系統(tǒng)6用于提供油缸的驅(qū)動力。鋼軌夾持機構(gòu)9和數(shù)控精銑機構(gòu)10設(shè)置在外殼門組件I內(nèi)部，且數(shù)控精銑機構(gòu)10的左右兩側(cè)分別設(shè)置有一套鋼軌夾持機構(gòu)9，鋼軌夾持機構(gòu)9用于夾持被精銑鋼軌3，數(shù)控精銑機構(gòu)10在可編程控制器PLC的控制下完成被精銑鋼軌3的數(shù)控精銑。操作盒組件4的頂部固定安裝有起重吊鉤8，方便起重機調(diào)動本設(shè)備。
[0084]下面結(jié)合附圖對本設(shè)備主要部件的結(jié)構(gòu)以及工作原理作具體說明:
[0085]如圖6-7所示，同時參閱上述附圖；數(shù)控精銑機構(gòu)10包括加工機構(gòu)支撐組件13，設(shè)置在加工機構(gòu)支撐組件13上的垂直伺服進刀機構(gòu)11、配重機構(gòu)12、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)14、銑刀頭組件15、水平伺服進刀機構(gòu)16和鐵肩收集漏斗17;銑刀頭組件15包括用于對被精銑鋼軌進行精銑的仿形銑裝置，仿形銑裝置可實現(xiàn)被精銑鋼軌3的仿形銑削;銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)14與銑刀頭組件15固定連接，銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)14帶動仿形銑裝置作360°圓周運動，在對鋼軌作圓周任意角度加工時，可及時保證仿形銑裝置的加壓方向與被精銑鋼軌3的銑削面垂直;垂直伺服進刀機構(gòu)11與銑刀頭組件15相連，垂直伺服進刀機構(gòu)11帶動仿形銑裝置作垂直方向運動；水平伺服進刀機構(gòu)16與銑刀頭組件15相連，水平伺服進刀機構(gòu)16帶動仿形銑裝置作前后水平方向運動;三套伺服機構(gòu)相互配合使仿形銑裝置沿被精銑鋼軌的載面輪廓運動并始終與載面輪廓保持垂直;配重機構(gòu)12分別與銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)14和銑刀頭組件15相連，用于抵消銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)14和銑刀頭組件15的重力，使整個機構(gòu)在加工過程中不受重力的制約而更加平穩(wěn);配重機構(gòu)12包括配重氣缸和活動端，活動端與配重氣缸相連，配重氣缸與空壓機相連;鐵肩收集漏斗17設(shè)置在銑刀頭組件15的下方并安裝在配重機構(gòu)12的支架上，用于收集銑刀頭組件15銑削被精銑鋼軌而產(chǎn)生的鐵肩。
[0086]如圖8-9所示，同時參閱上述附圖；銑刀頭組件15包括、仿形銑裝置18、銑刀加壓氣缸19、銑刀頭固定座20、銑削主動電機21、皮帶22、主動斜齒輪23、中間斜齒輪24、從動斜齒輪25主動齒輪座26、廢料擋板27和仿形銑裝置安裝座28;銑刀頭固定座20的下平面上可上下移動式安裝有仿形銑裝置安裝座28，仿形銑裝置18安裝在仿形銑裝置安裝座28上；仿形銑裝置安裝座28固定在銑刀加壓氣缸19的頂桿上;銑刀加壓氣缸19與空壓機7相連，銑刀加壓氣缸19通氣使仿形銑裝置18壓緊在被精銑鋼軌上;壓緊后不論是伸還是縮都留有1mm的余量，保證加工時能像彈簧一樣不管加工面是否平整，都能保證銑刀緊壓在鋼軌上，從而加工出平整的焊接面。銑刀頭固定座20的下平面和側(cè)面上安裝有用于阻擋銑削廢料的廢料擋板27，銑刀頭固定座20的上平面上安裝有銑削主動電機21、主動齒輪座26和銑刀加壓氣缸19;主動齒輪座26上安裝有主動斜齒輪23、中間斜齒輪24和從動斜齒輪25;銑削主動電機21通過皮帶22與主動斜齒輪23相連，主動斜齒輪23依次通過中間斜齒輪24、從動斜齒輪25與仿形銑裝置18相連;上述結(jié)構(gòu)中銑削主動電機21通過主動斜齒輪23、中間斜齒輪24、從動斜齒輪25相互傳遞扭矩使仿形銑裝置18轉(zhuǎn)動從而進行銑削加工。
[0087]如圖10-11所示，同時參閱上述附圖；伺服進刀機構(gòu)有兩套，分別為垂直伺服進刀機構(gòu)11和水平伺服進刀機構(gòu)16，其中垂直伺服進刀機構(gòu)11與水平伺服進刀機構(gòu)16的結(jié)構(gòu)完全相同，分別用于垂直伺服進刀和水平伺服進刀；其結(jié)構(gòu)包括進給伺服29、進給伺服座30、進給伺服聯(lián)軸器31、伺服進刀機構(gòu)安裝架32、絲桿33、浮動接頭34、絲桿固定支柱35、固定接板36和活動接板37;伺服進刀機構(gòu)安裝架32上平面上固定安裝有進給伺服座30，進給伺服座30與伺服進刀機構(gòu)安裝架32連接為一個整體，進給伺服座30上安裝有進給伺服29;進給伺服29通過進給伺服聯(lián)軸器31與絲桿33相連，絲桿33通過絲桿固定支柱35固定；活動接板37的中部環(huán)套并固定在絲桿33上，絲桿33的轉(zhuǎn)動帶動活動接板37作上下或前后運動，活動接板37的兩端分別通過浮動接頭34與固定接板36固定連接，活動接板37的上下或前后運動帶動固定接板36作上下或前后運動。
[0088]如圖12-13所示，同時參閱上述附圖；銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)14包括連接橫梁38、旋轉(zhuǎn)大齒輪39、轉(zhuǎn)盤40、旋轉(zhuǎn)伺服41、旋轉(zhuǎn)減速機42、旋轉(zhuǎn)主動小齒輪43、拉力角碼44、上下移載滑板45、大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤46、旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)安裝支架47、旋轉(zhuǎn)伺服安裝座48和旋轉(zhuǎn)軸承49;轉(zhuǎn)盤40與大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤46左右平行設(shè)置并通過連接橫梁38固定連接，大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤46相對應(yīng)轉(zhuǎn)盤40的一側(cè)安裝有旋轉(zhuǎn)大齒輪39，轉(zhuǎn)盤40與旋轉(zhuǎn)大齒輪39之間安裝銑刀頭組件15;轉(zhuǎn)盤40、旋轉(zhuǎn)大齒輪39、連接橫梁38、大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤46和銑刀頭組件15連接成一個整體結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)的左右兩側(cè)轉(zhuǎn)動固定在旋轉(zhuǎn)軸承49的內(nèi)圈上，可作360°旋轉(zhuǎn)；左右旋轉(zhuǎn)軸承49的外圈上分別固定安裝有上下移載滑板45。上下移載滑板45通過旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)安裝支架47與旋轉(zhuǎn)伺服安裝座48安裝固定為一體，旋轉(zhuǎn)伺服安裝座48上固定安裝有旋轉(zhuǎn)伺服41和旋轉(zhuǎn)減速機42;旋轉(zhuǎn)伺服41與旋轉(zhuǎn)減速機42相連，旋轉(zhuǎn)減速機42通過旋轉(zhuǎn)主動小齒輪43與旋轉(zhuǎn)大齒輪39相連。上述結(jié)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)伺服41帶動旋轉(zhuǎn)大齒輪39轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)大齒輪39帶動銑刀頭組件中的仿形銑裝置18作360°圓周運動，從而對鋼軌截面周邊進行銑削。
[0089]上下移載滑板45頂端通過拉力角碼44與垂直伺服進刀機構(gòu)11中的固定接板連接固定;上述結(jié)構(gòu)中，垂直伺服進刀機構(gòu)11中的進給伺服帶動固定接板上下運動，固定接板帶動上下移載滑板45上下運動，上下移載滑板45帶動旋轉(zhuǎn)軸承49內(nèi)圈上的銑刀頭組件中的仿形銑裝置18作垂直上下運動;上下移載滑板45底端通過拉力角碼44與配重機構(gòu)12的活動端連接固定，從而使在加工中不受重力的制約。
[0090]如圖14-15所示，同時參閱上述附圖；加工機構(gòu)支撐組件13包括拉力角碼44、豎移滑塊50、豎移滑軌51、前后移載滑板52、前后行程極限限位板53、上下行程極限限位板54、加工機構(gòu)支撐架55、橫移滑軌56、橫移滑塊57和長拉力角碼85;加工機構(gòu)支撐架55設(shè)置在銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)14的左右兩側(cè)，且固定安裝在底座行走組件2上，保證了加工時穩(wěn)定可靠；加工機構(gòu)支撐架55與上下移載滑板45之間設(shè)有前后移載滑板52，且前后移載滑板52與上下移載滑板45平行設(shè)置。前后移載滑板52前后滑動安裝在加工機構(gòu)支撐架55上，上下移載滑板45上下滑動安裝在前后移載滑板52上。其中:前后移載滑板52、上下移載滑板45和加工機構(gòu)支撐架55的具體連接關(guān)系為:上下移載滑板45上固定有豎移滑塊50，前后移載滑板52上固定有豎移滑軌51，豎移滑塊50在豎移滑軌51上進行上下滑動，上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計保證了上下移載滑板45在前后移載滑板52上實現(xiàn)上下運動；前后移載滑板52上固定有橫移滑塊57，加工機構(gòu)支撐架55上固定有橫移滑軌56，橫移滑塊57在橫移滑軌56上進行前后滑動，上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計保證了前后移載滑板52在加工機構(gòu)支撐架55上實現(xiàn)水平前后運動。為了對上下或前后運動進行限位，在加工機構(gòu)支撐架55上固定設(shè)有前后行程極限限位板53，在前后移載滑板52上固定設(shè)有上下行程極限限位板54。
[0091]前后移載滑板52的頂端通過長拉力角碼85與垂直伺服進刀機構(gòu)11中的伺服進刀機構(gòu)安裝架連接固定，作為垂直上下運動中的固定部分。前后移載滑板52的側(cè)端通過拉力角碼44與水平伺服進刀機構(gòu)16中的固定接板連接固定。上述結(jié)構(gòu)中，水平伺服進刀機構(gòu)16中的進給伺服帶動固定接板前后運動，固定接板帶動前后移載滑板52前后運動，前后移載滑板52通過上下移載滑板45帶動旋轉(zhuǎn)軸承49內(nèi)圈上的銑刀頭組件中的仿形銑裝置18作水平前后運動;加工機構(gòu)支撐架55的側(cè)端通過長拉力角碼85與水平伺服進刀機構(gòu)16中的伺服進刀機構(gòu)安裝架連接固定，作為水平運動中的固定部分。這樣使得原來垂直運動中的固定組件成為水平運動中的活動部分，這樣才能使銑刀頭組件15在鋼軌截面上任意位置銑削。
[0092]如圖16-17所示，同時參閱上述附圖；鋼軌夾持機構(gòu)9包括下壓緊油缸58、下壓緊塊59、下壓導向塊60、橫向壓緊小油缸61、橫向定位大油缸62、定位調(diào)整環(huán)63、橫向油缸支座64、下壓油缸支架65、夾持機構(gòu)支架66、鋼軌下定位滾輪67、前后導向輪架68、前后導向輪69、進軌導向輪70和進軌導向輪架71;夾持機構(gòu)支架66固定安裝在底座行走組件2上;保證了加工時穩(wěn)定可靠。夾持機構(gòu)支架66上平面上靠近數(shù)控精銑機構(gòu)10的一端固定安裝有橫向油缸支座64和下壓油缸支架65;橫向油缸支座64上安裝有前后相對頂出的橫向壓緊小油缸61和橫向定位大油缸62，下壓油缸支架65上安裝有向下頂出的下壓緊油缸58;下壓緊油缸58的頂出端設(shè)有用于向下壓緊被精銑鋼軌的下壓緊塊59;下壓油缸支架65上安裝有用于導向下壓緊塊的下壓導向塊60;橫向定位大油缸62上設(shè)有用于調(diào)整橫向定位大油缸62行程終位置的定位調(diào)整環(huán)63;下壓緊油缸58、橫向壓緊小油缸61和橫向定位大油缸62相互配合從上方、前方、后方三個方向壓緊被精銑鋼軌。橫向壓緊小油缸61、橫向定位大油缸62同時向中間夾緊鋼軌，因橫向定位大油缸62比橫向壓緊小油缸61缸徑大，所以當兩油缸相對推時，即使橫向壓緊小油缸61先動作到位，橫向定位大油缸62再動作，壓緊橫向壓緊小油缸61也會被壓縮到后縮，后縮位置以橫向定位大油缸62到位為準。而橫向定位大油缸62裝有定位調(diào)整環(huán)63，行程終位置可調(diào)整，以確保鋼軌夾持后的精確定位。而橫向壓緊小油缸61就緊緊的將鋼軌壓在橫向定位大油缸62上。然后下壓緊油缸58再動作，將鋼軌壓緊在鋼軌下定位滾輪67上。如此實現(xiàn)在鋼軌在精銑加工前的精確定位夾緊。使精銑加工起來安全可靠。
[0093]夾持機構(gòu)支架66上平面上遠離數(shù)控精銑機構(gòu)10的一端固定安裝有前后導向輪架68和進軌導向輪架71;進軌導向輪架71上安裝有鋼軌下定位滾輪67和進軌導向輪70，鋼軌下定位滾輪67和進軌導向輪70可相對轉(zhuǎn)動，鋼軌下定位滾輪67在鋼軌進軌時可隨轉(zhuǎn)動，保證進軌順利并在鋼軌到位到起到下支承作用，進軌導向輪70的安裝高度比鋼軌下定位滾輪67低100_，可防止鋼軌因塑性變形下垂時隨機托起，再沿進軌導向輪架71上斜面導向進入鋼軌下定位滾輪67的定位高度。鋼軌下定位滾輪67的前后兩側(cè)分別設(shè)有前后導向輪69，前后導向輪69固定安裝在前后導向輪架68上，距離300mm，可防止鋼軌因塑性變形左右扭曲時隨機導正；鋼軌下定位滾輪67、進軌導向輪70和前后導向輪69形成供被精銑鋼軌通過的通道，起到支撐和導向的作用;這樣鋼軌順利進入到精銑機加工位置附近因送軌有誤差，焊縫尋找完成后下步尋焊縫，此機構(gòu)導向夾持。
[0094]如圖18-19所示，同時參閱上述附圖；底座行走組件2包括整機底座72、移載到位緩沖機構(gòu)73、行走輪74、行走輪架75、行走主動輪軸76、行走油馬達77、行走從動齒輪78、行走主動齒輪79和行走從動輪軸80;整機底座72上平面上固定安裝兩套鋼軌夾持機構(gòu)9、外殼門組件I和數(shù)控精銑結(jié)構(gòu)10，整機底座72的左右兩側(cè)分別固定安裝有移載到位緩沖機構(gòu)73，保證在尋鋼軌焊縫時，在撞到地基時起到緩沖作用。整機底座72下平面上左右安裝固定有兩個行走輪架75，一個行走輪架75上安裝有行走從動輪軸80，行走從動輪軸80的兩端安裝有兩個行走輪74，可在尋焊縫時隨動。另一個行走輪架75上安裝有行走主動輪軸76、行走油馬達77、行走從動齒輪78和行走主動齒輪79，行走主動輪軸76的兩端安裝有兩個行走輪74。行走油馬達77與行走主動齒輪79相連，行走主動齒輪79行走從動齒輪78相連，行走從動齒輪78與行走主動輪軸76相連;通過行走油馬達77驅(qū)動行走輪74，達到整機左右移動尋找焊縫的目的，當焊縫找到后停止并自鎖油馬達77鎖定。
[0095]如圖20所示，同時參閱上述附圖；液壓系統(tǒng)6包括液壓站81、主分流塊82、油管83、小分流塊84;液壓站81通過油管83與主分流塊82相連，小分流塊84和一套鋼軌夾持機構(gòu)的下壓緊油缸58、橫向壓緊小油缸61、橫向定位大油缸62分別通過油管83與主分流塊82相連；行走油馬達77和另一套鋼軌夾持機構(gòu)的下壓緊油缸58、橫向壓緊小油缸61、橫向定位大油缸62分別通過油管83與小分流塊84相連。上述結(jié)構(gòu)中，液壓站81在可編程控制器PLC的控制下驅(qū)動行走油馬達77、下壓緊油缸58、橫向壓緊小油缸61和橫向定位大油缸62。
[0096]實施例2:如圖21-22所示，同時參閱上述附圖；本發(fā)明提供一種鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備的精銑方法，包括:
[0097]第一部分:焊縫找尋與鋼軌定位夾緊
[0098]第一步:啟動鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，行走油馬達、下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸處于初始狀態(tài)，垂直伺服進刀機構(gòu)、水平伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺候機構(gòu)處于原點狀態(tài)，配重機構(gòu)的配重氣缸通氣頂起，無需控制縮回。
[0099]第二步:尋找焊縫:啟動行走油馬達，能人為手動控制左右行走互換，并迅速停止，期間除行走油馬達外所有部件均鎖定不能動作。
[0100]第三步:行走油馬達停止，在以后所有動作中行走油馬達均鎖定不能動作，下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸均頂出壓緊被精銑鋼軌。
[0101]第四步:前后四個夾緊油缸伸出夾緊鋼軌，在其后銑削過程中，第三步、第四步中油缸均為加壓狀態(tài)。
[0102]第二部分:鋼軌焊縫銑削加工
[0103]第一步:啟動銑削主動電機，帶動仿形銑裝置轉(zhuǎn)動，在整個銑削過程中仿形銑裝置保持轉(zhuǎn)動不停。
[0104]第二步:銑刀加壓氣缸頂出，在整個銑削過程中保持加壓。
[0105]第三步:垂直伺服進刀機構(gòu)、水平伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺候機構(gòu)控制仿形銑裝置按電柜內(nèi)預(yù)定的軌跡動作，仿形銑裝置銑出焊縫后回到原始位。其具體操作如下，如圖21-22所示:
[0106]第I步、上下移動伺服進給機構(gòu)帶動仿形銑裝置向下運動，在銑到鋼軌后繼續(xù)向下移動，(此步前面可快進，在仿形銑裝置快要接觸到鋼軌時為工進，使仿形銑裝置緩慢均帶切入鋼軌焊縫)ο使銑刀加壓氣缸壓回1mm;
[0107]第2步、上下伺服與前后伺服同時動作，帶動銑刀作如圖第2步所示軌跡，旋轉(zhuǎn)伺服也同時動作，使仿形銑裝置壓緊氣缸在軌跡任一點上均保持法面垂直。
[0108]第3步、退刀，使仿形銑裝置離開鋼軌銑削面。
[0109]第4步、快速進刀，使仿形銑裝置快速到達圖中第6步起始位，保持法面垂直。
[0110]第5步、同上第3步，也如圖中第I步。
[0111]第6步、同上第4步。
[0112]第7步、同上第5步。
[0113]第8步、快退刀，使仿形銑裝置到圖中第10步起始點。
[0114]第9步、同上第I步。
[0115]第10步、同上第2步，只是軌跡相反。
[0116]第11步、同上第3步。
[0117]第12步、快進刀，使仿形銑裝置到第14步起始點位，保持法面垂直。
[0118]第13步、同上第I步。
[0119]第14步、銑削圖中第14段軌跡，重點同上第2步。
[0120]第15步、退刀，同上第3步。
[0121]第16步、快速退刀回原點位。銑削完成。
[0122]第三部分:松開鋼軌，待下次加工。
[0123]第一步:行走油馬達、下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸、銑刀加壓氣缸、配重氣缸退回，松開鋼軌。
[0124]第二步:行走油馬達鎖定解除，尋找下一處焊縫，開始第二個循環(huán)。
[0125]如圖23-24所示，同時參閱上述附圖；排廢料機構(gòu)86包括渣箱87、安裝座90、升降底板88、升降導柱89、升降電機91、支撐柱94、導柱固定板93、鏈條92;所述安裝座90固定在所述底座行走組件2上，所述支撐柱94固定在所述安裝座90上;所述支撐柱94上安裝有升降電機91，所述升降電機91通過鏈條92帶動升降底板88上下運動，所述渣箱87固定在所述升降底板88上且所述渣箱87位于所述鐵肩收集漏斗17下方，升降電機91通過升降底板88帶動渣箱87上下運動。其中，為了保證運動的平穩(wěn)性，本發(fā)明在支撐柱94上安裝有升降導柱89和導柱固定板93，起到升降底板88上下運動的導向作用；當精銑機工作時，渣箱87位于下位，鐵肩通過鐵肩收集漏斗17的收集進入渣箱87，一個工作日完成后，渣箱87通過升降電機91而置于上位進行排廢料鐵肩。
[0126]本發(fā)明公開的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備及精銑方法，對鋼焊瘤自動仿形精銑的設(shè)計理念使去除焊瘤的加工這一環(huán)節(jié)有了一種全新加工方式，解決了人工去除焊瘤勞動強度高、效率極低、磨削的沙礫和金屬粉塵被人體大量吸入，對人體危害極大等問題;這種新的加工方式的成功研發(fā)將大大改善工人的工作環(huán)境和操作人員的勞動強度，也提高了鋼軌焊縫的加工質(zhì)量;銑刀頭組件的設(shè)計使仿形銑裝置能始終緊貼鋼軌進行仿形銑削，精確微量進給控制使銑削面表面光潔度高;本設(shè)備的成功開發(fā)，促進了國外進口機的國產(chǎn)化趨勢，解決進口精磨機的價格高昂，故障維修和配件更換十分不便，受人制約等弊端;建立了具有微量精確進給仿形機構(gòu)參數(shù)設(shè)計模型及數(shù)據(jù)庫的可編程控制器PLC，為后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)提供支持。
[0127]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，包括:底座行走組件(2)，設(shè)置在底座行走組件(2)上的外殼門組件(I)、排廢料機構(gòu)(86)、兩套鋼軌夾持機構(gòu)(9)和數(shù)控精銑機構(gòu)(10)； 所述外殼門組件(I)上設(shè)有操作盒組件(4)、電柜(5)、液壓系統(tǒng)(6)和空壓機(7)，所述操作盒組件(4)與所述電柜(5)內(nèi)的控制電路和可編程控制器PLC相連，控制電路和可編程控制器PLC用于控制空壓機(7)、液壓系統(tǒng)(6)、鋼軌夾持機構(gòu)(9)和數(shù)控精銑機構(gòu)(10);所述鋼軌夾持機構(gòu)(9)和數(shù)控精銑機構(gòu)(10)設(shè)置在所述外殼門組件(I)內(nèi)部，且所述數(shù)控精銑機構(gòu)(10)設(shè)置在左右兩套鋼軌夾持機構(gòu)(9)之間； 所述數(shù)控精銑機構(gòu)(10)包括加工機構(gòu)支撐組件(13)，設(shè)置在加工機構(gòu)支撐組件(I 3)上的垂直伺服進刀機構(gòu)(11)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)(14)、銑刀頭組件(15)和水平伺服進刀機構(gòu)(16); 所述銑刀頭組件(15)包括用于對被精銑鋼軌進行精銑的仿形銑裝置(18);所述銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)(14)與所述銑刀頭組件(15)固定連接，帶動所述仿形銑裝置(18)作360°圓周運動;所述垂直伺服進刀機構(gòu)(11)與所述銑刀頭組件(15)相連，帶動所述仿形銑裝置(18)作垂直方向運動;所述水平伺服進刀機構(gòu)(16)與所述銑刀頭組件(15)相連，帶動所述仿形銑裝置(18)作前后水平方向運動;三套伺服機構(gòu)相互配合使仿形銑裝置(18)沿被精銑鋼軌的載面輪廓運動并始終與載面輪廓保持垂直； 所述液壓系統(tǒng)(6)與所述鋼軌夾持機構(gòu)(9)、底座行走組件(2)相連，用于提供鋼軌夾持機構(gòu)(9)、底座行走組件(2)所需的驅(qū)動力。2.如權(quán)利要求1所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)控精銑機構(gòu)(10)還包括配重機構(gòu)(12)和鐵肩收集漏斗(17); 所述配重機構(gòu)(12)分別與所述銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)(14)和銑刀頭組件(15)相連，用于抵消銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)(14)和銑刀頭組件(15)的重力;所述配重機構(gòu)(12)包括配重氣缸和活動端，所述活動端與所述配重氣缸相連，所述配重氣缸與所述空壓機(7)相連;所述鐵肩收集漏斗(17)設(shè)置在所述銑刀頭組件(15)的下方并安裝在所述配重機構(gòu)(12)的支架上，用于收集銑刀頭組件(15)銑削被精銑鋼軌而產(chǎn)生的鐵肩； 所述排廢料機構(gòu)(86)包括安裝座(90)、支撐柱(94)、渣箱(87)、升降底板(88)和升降電機(91)，所述安裝座(90)固定在所述底座行走組件(2)上，所述支撐柱(94)固定在所述安裝座(90)上;所述支撐柱(94)上安裝有升降電機(91)，所述升降電機(91)通過鏈條(92)帶動升降底板(88)上下運動;所述渣箱(87)固定在所述升降底板(88)上且所述渣箱(87)位于所述鐵肩收集漏斗(17)下方；由鐵肩收集漏斗(17)收集的鐵肩漏入渣箱(87)中，渣箱(87)通過升降電機(91)控制升降進行收廢料與排廢料。3.如權(quán)利要求1所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，所述銑刀頭組件(15)還包括銑刀加壓氣缸(19)、銑刀頭固定座(20)和仿形銑裝置安裝座(28); 所述銑刀頭固定座(20)上可上下移動式安裝有仿形銑裝置安裝座(28)，所述仿形銑裝置(18)安裝在仿形銑裝置安裝座(28)上;所述仿形銑裝置安裝座(28)固定在銑刀加壓氣缸(19)的頂桿上;所述銑刀加壓氣缸(19)與所述空壓機(7)相連，銑刀加壓氣缸(19)通氣使仿形銑裝置(18)壓緊在被精銑鋼軌上； 所述銑刀頭固定座(20)的下平面和側(cè)面上安裝有用于阻擋銑削廢料的廢料擋板(27); 所述銑刀頭固定座(20)的上平面上安裝有銑削主動電機(21)、主動齒輪座(26)和銑刀加壓氣缸(19);所述主動齒輪座(26)上安裝有主動斜齒輪(23)、中間斜齒輪(24)和從動斜齒輪(25);所述銑削主動電機(21)通過皮帶(22)與所述主動斜齒輪(23)相連，所述主動斜齒輪(23)依次通過中間斜齒輪(24)、從動斜齒輪(25)與所述仿形銑裝置(18)相連，通過銑削主動電機(21)帶動仿形銑裝置(18)轉(zhuǎn)動。4.如權(quán)利要求1所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，所述垂直伺服進刀機構(gòu)(11)與水平伺服進刀機構(gòu)(16)的結(jié)構(gòu)完全相同，其結(jié)構(gòu)包括伺服進刀機構(gòu)安裝架(32)、進給伺服(29)、絲桿(33)、固定接板(36)和活動接板(37); 所述伺服進刀機構(gòu)安裝架(32)上平面上固定安裝有進給伺服座(30)，所述進給伺服座(30)上安裝有進給伺服(29);所述進給伺服(29)通過進給伺服聯(lián)軸器(31)與所述絲桿(33)相連，所述絲桿(33)通過絲桿固定支柱(35)固定;所述活動接板(37)的中部環(huán)套并固定在所述絲桿(33)上，所述絲桿(33)的轉(zhuǎn)動帶動所述活動接板(37)作上下或前后運動;所述活動接板(37)的兩端分別通過浮動接頭(34)與所述固定接板(36)固定連接，所述活動接板(37)的上下或前后運動帶動固定接板(36)作上下或前后運動。5.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，所述銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)(14)包括轉(zhuǎn)盤(40)、旋轉(zhuǎn)大齒輪(39)、上下移載滑板(45)、大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤(46),旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)安裝支架(47)、旋轉(zhuǎn)伺服安裝座(48)和旋轉(zhuǎn)軸承(49); 所述轉(zhuǎn)盤(40)與所述大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤(46)左右平行設(shè)置并通過連接橫梁(38)固定連接，所述大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤(46)相對應(yīng)轉(zhuǎn)盤(40)的一側(cè)安裝有所述旋轉(zhuǎn)大齒輪(39)，所述轉(zhuǎn)盤(40)與所述旋轉(zhuǎn)大齒輪(39)之間安裝所述銑刀頭組件(15);所述轉(zhuǎn)盤(40)、旋轉(zhuǎn)大齒輪(39)、連接橫梁(38)、大齒輪安裝轉(zhuǎn)盤(46)和銑刀頭組件(15)連接成一個整體結(jié)構(gòu)，所述整體結(jié)構(gòu)的左右兩側(cè)轉(zhuǎn)動固定在所述旋轉(zhuǎn)軸承(49)的內(nèi)圈上，所述旋轉(zhuǎn)軸承(49)的外圈上固定安裝有所述上下移載滑板(45); 所述上下移載滑板(45)通過旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)安裝支架(47)與所述旋轉(zhuǎn)伺服安裝座(48)固定連接，所述旋轉(zhuǎn)伺服安裝座(48)上固定安裝有旋轉(zhuǎn)伺服(41)和旋轉(zhuǎn)減速機(42);所述旋轉(zhuǎn)伺服(41)與所述旋轉(zhuǎn)減速機(42)相連，所述旋轉(zhuǎn)減速機(42)通過旋轉(zhuǎn)主動小齒輪(43)與所述旋轉(zhuǎn)大齒輪(39)嚙合;其中:旋轉(zhuǎn)伺服(41)帶動旋轉(zhuǎn)大齒輪(39)轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)大齒輪(39)帶動銑刀頭組件中的仿形銑裝置(18)作360°圓周運動； 所述上下移載滑板(45)頂端通過拉力角碼(44)與垂直伺服進刀機構(gòu)(11)中的固定接板連接固定;其中:垂直伺服進刀機構(gòu)(11)中的進給伺服帶動固定接板上下運動，所述固定接板帶動上下移載滑板(45)上下運動，所述上下移載滑板(45)通過旋轉(zhuǎn)軸承(49)帶動銑刀頭組件中的仿形銑裝置(18)作垂直上下運動； 所述上下移載滑板(45)底端通過拉力角碼(44)與配重機構(gòu)(12)的活動端連接固定。6.如權(quán)利要求5所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，所述加工機構(gòu)支撐組件(13)包括前后移載滑板(52)和加工機構(gòu)支撐架(55); 所述加工機構(gòu)支撐架(55)設(shè)置在所述銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺服機構(gòu)(14)的左右兩側(cè)，且固定安裝在所述底座行走組件(2)上； 所述加工機構(gòu)支撐架(55)與所述上下移載滑板(45)之間設(shè)有所述前后移載滑板(52)，且所述前后移載滑板(52)與所述上下移載滑板(45)平行設(shè)置;所述前后移載滑板(52)前后滑動安裝在所述加工機構(gòu)支撐架(55)上，所述上下移載滑板(45)上下滑動安裝在所述前后移載滑板(52)上； 所述前后移載滑板(52)的頂端通過長拉力角碼(85)與垂直伺服進刀機構(gòu)(11)中的伺服進刀機構(gòu)安裝架連接固定，作為垂直上下運動中的固定部分； 所述前后移載滑板(52)的側(cè)端通過拉力角碼(44)與水平伺服進刀機構(gòu)(16)中的固定接板連接固定;其中:水平伺服進刀機構(gòu)(16)中的進給伺服帶動固定接板前后運動，所述固定接板帶動前后移載滑板(52)前后運動，所述前后移載滑板(52)通過上下移載滑板(45)、旋轉(zhuǎn)軸承(49)帶動銑刀頭組件中的仿形銑裝置(18)作水平前后運動； 所述加工機構(gòu)支撐架(55)的側(cè)端通過長拉力角碼(85)與水平伺服進刀機構(gòu)(16)中的伺服進刀機構(gòu)安裝架連接固定，作為水平運動中的固定部分。7.如權(quán)利要求1所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，所述鋼軌夾持機構(gòu)(9)包括夾持機構(gòu)支架(66)、下壓油缸支架(65)、下壓緊油缸(58)、橫向壓緊小油缸(61)、橫向定位大油缸(62)和橫向油缸支座(64); 所述夾持機構(gòu)支架(66)固定安裝在所述底座行走組件(2)上； 所述夾持機構(gòu)支架(66)上平面上靠近所述數(shù)控精銑機構(gòu)(10)的一端固定安裝有橫向油缸支座(64)和下壓油缸支架(65);所述橫向油缸支座(64)上安裝有前后相對頂出的橫向壓緊小油缸(61)和橫向定位大油缸(62)，所述下壓油缸支架(65)上安裝有向下頂出的下壓緊油缸(58);所述下壓緊油缸(58)、橫向壓緊小油缸(61)和橫向定位大油缸(62)相互配合從上方、前方、后方三個方向壓緊被精銑鋼軌； 所述夾持機構(gòu)支架(66)上平面上遠離所述數(shù)控精銑機構(gòu)(10)的一端固定安裝有前后導向輪架(68)和進軌導向輪架(71);所述進軌導向輪架(71)上安裝有鋼軌下定位滾輪(67)和進軌導向輪(70)，所述鋼軌下定位滾輪(67)設(shè)置在被精銑鋼軌的下方;所述鋼軌下定位滾輪(67)的前后兩側(cè)設(shè)有前后導向輪(69)，所述前后導向輪(69)固定安裝在所述前后導向輪架(68)上;所述鋼軌下定位滾輪(67)、進軌導向輪(70)和前后導向輪(69)形成供被精銑鋼軌通過的通道，起到支撐和導向的作用。8.如權(quán)利要求1所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，所述底座行走組件(2)包括整機底座(72)、移載到位緩沖機構(gòu)(73)、行走輪架(75)、行走油馬達(77); 所述整機底座(72)上平面上固定安裝兩套鋼軌夾持機構(gòu)(9)、外殼門組件(I)和數(shù)控精銑結(jié)構(gòu)(10)，所述整機底座(72)的左右兩側(cè)分別固定安裝有移載到位緩沖機構(gòu)(73)，所述整機底座(72)下平面上左右安裝固定有兩個行走輪架(75); 一個行走輪架(75)上安裝有行走從動輪軸(80)，所述行走從動輪軸(80)的兩端安裝有兩個行走輪(74);另一個行走輪架(75)上安裝有行走主動輪軸(76)、所述行走油馬達(77)、行走從動齒輪(78)和行走主動齒輪(79)，所述行走主動輪軸(76)的兩端安裝有兩個行走輪(74); 所述行走油馬達(77)與所述行走主動齒輪(79)相連，所述行走主動齒輪(79)所述行走從動齒輪(78)相連，所述行走從動齒輪(78)與所述行走主動輪軸(76)相連;通過行走油馬達(77)驅(qū)動行走輪(74)，實現(xiàn)底座行走組件(2)左右移動尋找被精銑鋼軌的焊縫。9.如權(quán)利要求1、7?8中任一項所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)(6)包括液壓站(81)、主分流塊(82)、小分流塊(84); 所述液壓站(81)通過油管(83)與所述主分流塊(82)相連，所述小分流塊(84)和一套鋼軌夾持機構(gòu)的下壓緊油缸(58)、橫向壓緊小油缸(61)、橫向定位大油缸(62)分別通過油管(83)與所述主分流塊(82)相連； 所述行走油馬達(77)和另一套鋼軌夾持機構(gòu)的下壓緊油缸(58)、橫向壓緊小油缸(61)、橫向定位大油缸(62)分別通過油管(83)與所述小分流塊(84)相連。10.—種如權(quán)利要求1?9中任一項所述的鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備的精銑方法，其特征在于，包括: 步驟一、尋找被精銑鋼軌的焊縫并定位夾緊: 啟動鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備，行走油馬達、下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸處于初始狀態(tài)，垂直伺服進刀機構(gòu)、水平伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺候機構(gòu)處于原點狀態(tài)，配重機構(gòu)的配重氣缸通氣頂起； 啟動行走油馬達，鋼軌焊縫數(shù)控精銑設(shè)備左右移動;找到被精銑鋼軌的焊縫位置后，行走油馬達停止并鎖定，下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸均頂出壓緊被精銑鋼軌； 步驟二、對被精銑鋼軌進行銑削加工: 啟動銑削主動電機，帶動仿形銑裝置轉(zhuǎn)動;銑刀加壓氣缸頂出，在整個銑削過程中保持加壓;垂直伺服進刀機構(gòu)、水平伺服進刀機構(gòu)、銑刀頭旋轉(zhuǎn)伺候機構(gòu)控制仿形銑裝置按電柜內(nèi)預(yù)定的軌跡動作，仿形銑裝置銑出焊縫后回到原始位； 步驟三、松開鋼軌，尋找下一處焊縫: 行走油馬達、下壓緊油缸、橫向壓緊小油缸、橫向定位大油缸、銑刀加壓氣缸、配重氣缸退回，松開鋼軌，行走油馬達鎖定解除，尋找下一處焊縫，開始第二個循環(huán)。
【文檔編號】B23C3/00GK106041182SQ201610472602
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】曹振海, 馮清溪, 鄭海軍
【申請人】深圳市高能精密機械有限公司