本發(fā)明涉及鋼軌焊接領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于鋼軌焊縫成形銑的測量裝置及測量方法。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)長鋼軌焊接基地或長鋼軌焊接生產(chǎn)線上，對鋼軌焊接后的粗打磨工位，普遍仍采用簡單的人工手提砂輪機打磨，對于焊縫處的精度及鋼軌整體的外觀都是憑借工人的經(jīng)驗來操作，這樣的操作方式與現(xiàn)代化高速發(fā)展的鐵路焊軌要求不符，還存在著以下的缺點：

1.目前對國內(nèi)大多數(shù)廠家都使用人工手動測量、打磨方式，粗銑后溫度對人是很容易造成灼傷、不僅速度慢、人工的成本高，且影響整線的加工時間。

2.隨著高鐵的速度的快速發(fā)展，測量工具的老化，去除多余工位，減少人員、手動檢測已經(jīng)無法適應(yīng)這個節(jié)奏了，無法做到數(shù)控設(shè)備所檢測的精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于鋼軌焊縫成形銑的測量裝置及測量方法，無需再通過人工進行干預(yù)，能夠自動運算出需去除焊瘤的尺寸精度，從而保證鋼軌母材表面不被傷及。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一方面，一種用于鋼軌焊縫成形銑的測量裝置，包括軌頂檢測機構(gòu)、軌腰檢測機構(gòu)、第一放大器、第二放大器、可編程控制器、GP和PC機，軌頂檢測機構(gòu)設(shè)于鋼軌的軌頂上方，軌腰檢測機構(gòu)設(shè)于鋼軌的軌腰兩側(cè)，軌頂檢測機構(gòu)連接第一放大器，軌腰檢測機構(gòu)連接第二放大器，第一放大器和第二放大器都與可編程控制器相連，可編程控制器分別與GP和PC機相連；

所述軌頂檢測機構(gòu)包括軌頂測量小車、軌頂水平氣缸、軌頂測量架、軌頂安裝板、軌頂垂直氣缸、軌頂安裝固定架和數(shù)個軌頂位移傳感器，軌頂水平氣缸與軌頂測量小車相連，用以驅(qū)動軌頂測量小車的移動，軌頂測量架與軌頂測量小車相連，軌頂垂直氣缸設(shè)于軌頂測量架上，其頂升的一端與軌頂安裝板的上表面相連，軌頂安裝板的下表面與軌頂安裝固定架相連，軌頂安裝固定架上連接數(shù)個軌頂位移傳感器，數(shù)個軌頂位移傳感器均與第一放大器相連，第一放大器與可編程控制器相連；

所述軌腰檢測機構(gòu)包括軌腰測量小車、軌腰水平氣缸、軌腰測量架、軌腰安裝板、軌腰垂直氣缸、軌腰安裝固定架、軌腰檢測氣缸和數(shù)個軌腰位移傳感器，軌腰水平氣缸與軌腰測量小車相連，用以驅(qū)動軌腰測量小車的移動，軌腰測量架與軌腰測量小車相連，軌腰垂直氣缸設(shè)于軌腰測量架上，其頂升的一端與軌腰安裝板的下表面相連，軌腰安裝固定架設(shè)為一對，對稱滑動設(shè)于軌腰安裝板上表面的兩端，軌腰檢測氣缸設(shè)有兩個，并設(shè)于一對軌腰安裝固定架之間，且分別與相應(yīng)的一軌腰安裝固定架相連，軌腰檢測氣缸用以驅(qū)動一對軌腰安裝固定架在軌腰安裝板上表面作相對滑移運動，軌腰安裝固定架上連接數(shù)個軌腰位移傳感器，數(shù)個軌腰位移傳感器均與第二放大器相連，第二放大器與可編程控制器相連。

所述的軌頂位移傳感器和軌腰位移傳感器均設(shè)置了四個。

所述的軌頂位移傳感器和軌腰位移傳感器均為ZX-EM07M位移傳感器。

另一方面，一種用于鋼軌焊縫成形銑的測量方法，包括以下的步驟：

S1.軌頂水平氣缸驅(qū)動軌頂測量小車將軌頂檢測機構(gòu)移動至鋼軌焊接處頂部的焊縫瘤位置；

S2.通過軌頂垂直氣缸推動軌頂安裝板向下，使軌頂安裝固定架上的軌頂位移傳感器靠近焊縫瘤的檢測位置；

S3.軌腰水平氣缸驅(qū)動軌腰測量小車將軌腰檢測機構(gòu)移動至鋼軌焊接處腰部兩側(cè)的焊縫瘤位置；

S4.通過軌腰垂直氣缸頂升軌腰安裝板向上，使兩軌腰安裝固定架上的軌腰位移傳感器分別位于軌腰兩側(cè)的焊縫瘤位置，再通過軌腰檢測氣缸拉動兩軌腰安裝固定架，使軌腰位移傳感器分別靠近軌腰兩側(cè)的焊縫瘤的檢測位置；

S5.當(dāng)軌頂位移傳感器和軌腰位移傳感器都到達檢測位置后，將軌頂位移傳感器和軌腰位移傳感器都調(diào)整零位；

S6.軌頂位移傳感器檢測到的數(shù)據(jù)通過第一放大器輸送至可編程控制器進行處理，而軌腰位移傳感器檢測到的數(shù)據(jù)通過第二放大器也輸送至可編程控制器進行處理，通過可編程控制器運算出需去除焊縫瘤的尺寸精度，并將運算結(jié)果在GP上顯示出。

所述的步驟S5中，調(diào)整零位是將軌頂位移傳感器和軌腰位移傳感器的檢測距離調(diào)整至距標(biāo)準軌位置3.5mm作為中間零位置。

在上述的技術(shù)方案中，本發(fā)明無需再通過人工經(jīng)驗來判斷鋼軌焊縫瘤是否需要打磨，只需通過軌頂位移傳感器和軌腰位移傳感器所檢測到的距離參數(shù)，再通過與可編程控制器，以及與其相連的上位機監(jiān)控顯示(即GP和PC機)組合自動控制運算，自動運算出需要去除焊縫瘤的準確尺寸，從而使得銑削設(shè)備上的刀盤能夠根據(jù)本發(fā)明的測量裝置所檢測的數(shù)據(jù)再準確的進行銑削工作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中軌頂檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中軌腰檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明軌頂檢測的流程圖；

圖5是本發(fā)明軌腰檢測的流程圖；

圖6是本發(fā)明軌腰下刀計算方式的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

請結(jié)合圖1至圖3所示，本發(fā)明所提供的一種用于鋼軌焊縫成形銑的測量裝置，包括軌頂檢測機構(gòu)1、軌腰檢測機構(gòu)2、第一放大器3、第二放大器4、可編程控制器5、GP(Generic Programming)6和PC機7，軌頂檢測機構(gòu)設(shè)于鋼軌8的軌頂上方，軌腰檢測機構(gòu)2設(shè)于鋼軌8的軌腰兩側(cè)，軌頂檢測機構(gòu)1連接第一放大器3，軌腰檢測機構(gòu)2連接第二放大器4，第一放大器3和第二放大器4都與可編程控制器5相連，可編程控制器5分別與GP6和PC機7相連。軌頂檢測機構(gòu)1通過第一放大器3將檢測出的距離值傳輸至可編程控制器5進行處理，同樣的，軌腰檢測機構(gòu)2通過第二放大器4也將檢測出的距離值傳輸至可編程控制器5進行處理。

較佳的，所述軌頂檢測機構(gòu)1包括軌頂測量小車101、軌頂水平氣缸102、軌頂測量架103、軌頂安裝板104、軌頂垂直氣缸105、軌頂安裝固定架106和數(shù)個軌頂位移傳感器107，軌頂水平氣缸102與軌頂測量小車101相連，用以驅(qū)動軌頂測量小車101移動至鋼軌8軌頂?shù)乃铚y量的焊縫瘤10位置，軌頂測量架103與軌頂測量小車101相連，軌頂垂直氣缸105設(shè)于軌頂測量架103上，其頂升的一端與軌頂安裝板104的上表面相連，軌頂安裝板104的下表面與軌頂安裝固定架106相連，軌頂安裝固定架106上連接數(shù)個軌頂位移傳感器107，數(shù)個軌頂位移傳感器107均與第一放大器相連，通過軌頂垂直氣缸105將軌頂安裝板104縱向逐漸靠近焊縫瘤，也使軌頂安裝固定架106上的軌頂位移傳感器107逐漸靠近焊縫瘤10，并檢測出焊縫瘤10相關(guān)的距離值，本實施例中，軌頂安裝板104上對稱設(shè)有兩個軌頂安裝固定架106，每個軌頂安裝固定架106上均設(shè)置了兩個軌頂位移傳感器107。

較佳的，所述軌腰檢測機構(gòu)2包括軌腰測量小車201、軌腰水平氣缸202、軌腰測量架203、軌腰安裝板204、軌腰垂直氣缸205、軌腰安裝固定架206、軌腰檢測氣缸207和數(shù)個軌腰位移傳感器208，軌腰水平氣缸202與軌腰測量小車201相連，用以驅(qū)動軌腰測量小車202移動至鋼軌8軌腰的所需測量的焊縫瘤10位置，軌腰測量架203與軌腰測量小車201相連，軌腰垂直氣缸205設(shè)于軌腰測量架203上，其頂升的一端與軌腰安裝板204的下表面相連，軌腰安裝固定架206設(shè)為一對，對稱滑動設(shè)于軌腰安裝板204上表面的兩端，軌腰檢測氣缸207設(shè)有兩個，可以呈上下疊放設(shè)置，也可以呈前后平行設(shè)置，并設(shè)于一對軌腰安裝固定架206之間，且分別與相應(yīng)的一軌腰安裝固定架206相連，通過軌腰檢測氣缸207用以驅(qū)動一對軌腰安裝固定架206在軌腰安裝板204上表面作相對滑移運動，使一對軌腰安裝固定架206分別逐漸靠近在鋼軌8軌腰的兩側(cè)，軌腰安裝固定架206上連接數(shù)個軌腰位移傳感器208，本實施例中，每個軌腰安裝固定架206上均設(shè)有兩個軌腰位移傳感器208，當(dāng)軌腰安裝固定架206向鋼軌8軌腰兩側(cè)逐漸靠近時，軌腰位移傳感器208也就逐漸向焊縫瘤10位置靠近，并檢測出焊縫瘤10相關(guān)的距離值，軌腰位移傳感器208均與第二放大器相連。

較佳的，所述的軌頂位移傳感器107和軌腰位移傳感器208均為ZX-EM07M位移傳感器，此位移傳感器具有較高的檢測準確性和可靠性，較高的抗干擾性和良好的環(huán)境適應(yīng)性，對被檢測的物體，具有較高的檢測靈敏度，呈模擬量連續(xù)輸出，利用紅色光點使檢測情況一目了然(紅色光點是定位焊縫銑削點提供準確位置作用)，并且具備安全開關(guān)功能，可滿足現(xiàn)場控制的要求。

請結(jié)合圖4和圖5所示，本發(fā)明所提供的一種用于鋼軌焊縫成形銑的測量方法，包括以下的步驟：

S1.軌頂水平氣缸102驅(qū)動軌頂測量小車101將軌頂檢測機構(gòu)1移動至鋼軌8焊接處頂部的焊縫瘤10位置；

S2.通過軌頂垂直氣缸105推動軌頂安裝板104向下，使連接在軌頂安裝板104上的一對軌頂安裝固定架106，以及設(shè)置在軌頂安裝固定架106上的軌頂位移傳感器107逐漸靠近焊縫瘤10的檢測位置；

S3.軌腰水平氣缸202驅(qū)動軌腰測量小車201將軌腰檢測機構(gòu)2移動至鋼軌8焊接處腰部兩側(cè)的焊縫瘤10位置；

S4.通過軌腰垂直氣缸205頂升軌腰安裝板204向上，使連接在軌腰安裝板204上的一對軌腰安裝固定架206，以及設(shè)置在軌腰安裝固定架206上的軌腰位移傳感器208分別位于鋼軌8軌腰兩側(cè)的焊縫瘤10位置，再通過軌腰檢測氣缸207分別拉動與其相應(yīng)連接的軌腰安裝固定架206作向內(nèi)靠攏的滑動，使軌腰位移傳感器208分別逐漸靠近鋼軌8軌腰兩側(cè)的焊縫瘤10的檢測位置；

S5.當(dāng)軌頂位移傳感器107和軌腰位移傳感器208都到達檢測位置后，再將軌頂位移傳感器107和軌腰位移傳感器208都調(diào)整零位；

S6.軌頂位移傳感器107檢測到的數(shù)據(jù)通過第一放大器3輸送至可編程控制器5進行處理，而軌腰位移傳感器208檢測到的數(shù)據(jù)通過第二放大器4也輸送至可編程控制器5進行處理，通過可編程控制器5運算出需去除焊縫瘤10的尺寸精度，并將運算結(jié)果在GP6上顯示出。

較佳的，所述的步驟S5中，調(diào)整零位是將軌頂位移傳感器107和軌腰位移傳感器208的檢測距離調(diào)整至距標(biāo)準軌位置3.5mm作為中間零位置。因傳感器的總檢測距離是7mm，但檢測距離需要在7mm范圍之內(nèi)，就是將標(biāo)準軌的位置調(diào)整在3.5mm，當(dāng)軌的檢測距離低于3.5mm，銑削尺寸是H1>H2＝H1+D(固定調(diào)節(jié)值)，當(dāng)檢測距離高于于3.5mm，銑削尺寸是H1<H2＝H2+D(固定調(diào)節(jié)值)。

請結(jié)合圖6所示的軌腰下刀時的計算方式，如當(dāng)鋼軌的錯邊出現(xiàn)在E至F段時，計算如下：

(F點-C點)＝H1，即為右邊焊縫檢測距離F(mm)減去標(biāo)準軌距離C(mm)等于實際相差距離H1(mm)；

(E點-C點)＝H2，左邊焊縫檢測距離E(mm)減去標(biāo)準軌距離C(mm)等于實際相差距離H2(mm)；

補刀量＝(H1＞H2)＝(H1+D)；

如當(dāng)鋼軌的錯邊出現(xiàn)在E1至F1段時，計算如下：

(F1點-C點)＝H1

(E1點-C點)＝H2

補刀量＝(H1＜H2)＝(H2+D)；

需注意的是檢測刀與標(biāo)準鋼軌之間的距離，和檢測架檢測的鋼軌是同一根，以及檢測位置也是在同一點，計算如下：

(H1＞H2)由前向后銑1180+30，即為龍門架移動固定距離(mm)加焊縫固定距離(mm)；

(H1＜H2)由后向前銑1180-30，即為龍門架移動固定距離(mm)加焊縫固定距離(mm)。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。