重轨头宽与冠状饱满度的参数化公差判定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轧钢领域，尤其涉及一种重轨头宽与冠状饱满度的参数化公差判定方 法。
【背景技术】
[0002] 在钢轨生产中，重轨断面规格是其质量的一个重要方面。自动测量装置，例如钢轨 断面轮廓测量仪的使用使重轨断面轮廓参数得到及时精确的测量，得到钢轨断面轮廓的一 系列坐标，例如S1 (X1, y)、S2 (x2, y3)、S3 (x3, y3)、S4 (x4, y4)......这些坐标点形成参数化的重 轨扫描断面轮廓。
[0003] 重轨扫描断面轮廓头宽包括上头宽和下头宽，现有的上头宽计算方法是：计算轨 底上一定高度的水平线通过的轨头的两个点之间的距离，将该距离作为上头宽，这样的计 算方法误差很大，与实际测量可比性差。对于下头宽，采用轨头两侧最外侧两点之间的距 离，存在误差大的问题。总之，现有的头宽计算方法在重轨扫描断面有细节变化不能随动变 化，测量值误差大。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的第一个技术问题是：提供一种重轨头宽参数化公差判定方法，解 决现有的头宽计算方法在重轨扫描断面有细节变化不能随动变化，测量误差大的问题。
[0005] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：重轨头宽的参数化公差判定方法， 包括以下步骤：
[0006] 步骤一：确定中心线
[0007] (1)、计算轨底拟合直线方程
[0008] 在重轨扫描断面轮廓轨底选取η个点，分别记为S1Usl, ysl)、S2(xs2, ys2)…… Sn(Xsn，ysn)，其中η > 2,根据选取点计算得到重轨扫描断面轮廓轨底拟合线直线方程：yd= a! · Xfb1，式中：
【主权项】
1.重轨头宽的参数化公差判定方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一：确定中心线 (1)、计算轨底拟合直线方程 在重轨扫描断面轮廓轨底选取n个点，分别记为Si (xsl，ysl)、S2 (xs2, ys2)......Sn(xsn，ysn)， 其中n多2,根据选取点计算得到重轨扫描断面轮廓轨底拟合线直线方程：yd= ai ? Xd+bp式中：
(2)、确定左腹区和右腹区 将步骤一第（1)步得到的轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧下切点以上 至少2mm，将轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧上切点以下至少2mm，所述两次 平移的轨底拟合直线分别与左侧轨腰圆弧和右侧轨腰圆弧相交并形成左腹区和右腹区； (3)、确定中心线拟合点 在左腹区选取m个点Kxu，ytl)、T2(xt2, yt2)......Tm(xtm，ytm);在右腹区选取m个点： Ui (xui，yui)、U2 (xu2，yu2)......Um (x- yj，其中m多2，并且点(xti，yti)和点Ui (xui，yui) (1< i < m，且i为正整数）的纵坐标值相等或者最接近； 确定中心线拟合点为A (xwl，ywl)、W2 (xw2, yw2)......Wm(xwm，yj，其中点1(xwi，ywi)为点 Ti(xti，y?)和点Ui(xui，yui)的中点（1彡i彡m，且i为正整数）； (4)、计算中心线拟合直线方程 根据A (xwl，ywl)、W2 (xw2, yw2)......Wm (x^，yj，计算得到重轨扫描断面轮廓中心线拟合直 线方程：yz= a2 ? xz+b2，式中：
步骤二：轨头上头宽的判定 (1)、在重轨踏面找到A(xa，yA)、B(xb，yB)两点，要求A(xa，yA)和B(xb，yB)到所述中心 线拟合直线的距离均为TC ; 其中TC为标准重轨Ab、Bb两点距离的一半，A b、Bb分别为标准重轨断面连接顶端弧线 两侧的圆弧段的下端点； ⑵、建立过A(xa，yA)、B(xb，yB)两点的直线方程，再向轨底方向平移TD与重轨扫描轮 廓相交于C(xc，yc)、D(xd，yD)两点，再计算C(xc，yc)和D(xd，yD)之间的距离作为轨头上头 宽TB，； 其中TD为钢轨测量标准中轨头AbBb连线与CbDb连线之间的距离，Cb、Db分别为标准重 轨断面，连接Ab、Bb两点另一圆弧段的下端点； (3) 轨头上头宽的比较判断 若0^ -TB)>TBup或-TB)〈TBdown，则轨头上头宽不合格； 若TBdownY彡-TB)彡TBupY，则轨头上头宽合格； 否则警告合格； 其中：TB为轨头上宽度标准尺寸、TBdown为轨头上头宽下公差，TBup为轨头上头宽上 公差，TBdownY轨头上头宽警告下公差，TBupY为轨头上头宽警告上公差； 步骤三：轨头下头宽的判定 (1) 、在重轨踏面找到A(xa，yA)、B(xb，yB)两点，要求A(xa，yA)和B(xb，yB)到所述中心 线拟合直线的距离均为TC; 其中TC为标准重轨Ab、Bb两点距离的一半，Ab、Bb分别为标准重轨断面连接顶端弧线 两侧的圆弧段的下端点； (2) 、建立轨头下宽选点区 建立过A(xa，yA)、B(xB，yB)两点的直线方程，将直线AB平移至左侧或右侧轨头最宽点 以上至少2mm，将直线AB平移至左侧或右侧轨头最宽点以下至少4mm，所述直线AB两次平 移与重轨断面扫描轮廓相交形成轨头下宽选点区； ⑶、在所述轨头下宽选点区找出横坐标值最大和最小的两个点N(xn，yN)、M(%，yM)，再 计算M(xm，yM)到中心线拟合直线的距离，计算N(xn，yN)到中心线拟合直线的距离，将M到 中心线拟合直线的距离与N到中心线拟合直线的距离的和作为轨头下宽度TA'; (4) 、轨头下头宽的比较判断 若（TA' -TA)>TAup或（TA' -TA)〈TAdown，则轨头下头宽不合格； 若TAdownY彡-TA)彡TAupY，则轨头下头宽合格； 否则警告合格； 其中：TA为轨头上宽度标准尺寸、TAdown为轨头上头宽下公差，TAup为轨头上头宽上 公差，TAdownY轨头上头宽警告下公差，TAupY为轨头上头宽警告上公差。
2. 如权利要求1所述的重轨头宽的参数化公差判定方法，其特征在于：所述步骤一的 第（1)步中，在重轨扫描断面轮廓轨底选取的n个点中，任意一点到重轨扫描轮廓轨底左侧 边或轨底右侧边的距离均不少于5mm。
3. 如权利要求1所述的重轨头宽的参数化公差判定方法，其特征在于：所述步骤一的 第（1)步中，在重轨扫描断面轮廓轨底选取的n个点中，相邻两点之间的间距相等。
4. 如权利要求1所述的重轨头宽的参数化公差判定方法，其特征在于：所述步骤一第 (2)步中，轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧下切点以上2-6mm。
5. 如权利要求1所述的重轨头宽的参数化公差判定方法，其特征在于：所述步骤一第 (2)步中，轨底拟合直线向上平移至左侧或右侧轨腰圆弧上切点以下2-6mm。
6. 重轨轨头冠状饱满度参数化的判定方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤一：确定中心线 该步骤与上述权利要求1至5任一权利要求所述的步骤一相同； 步骤二：轨头冠状饱满度的判定 (1) 、在重轨踏面找到A(xa，yA)、B(xb，yB)两点，A(xa，yA)和B(xb，yB)到所述中心线拟 合直线的距离均为TC; 其中TC为标准重轨Ab、Bb两点距离的一半，Ab、Bb分别为标准重轨断面连接顶端弧线 两侧的圆弧段的下端点； (2) 、分别在A(xA，yA)、B(xB，yB)两点远离中心线拟合直线的一侧找到A' (xA,，yA,)和 (xB,，yB,)两点，要求A与A'的横坐标之差、B与B'的横坐标之差均为d; 其中d为标准重轨的Ab、Bb两处的测量凸起物的横坐标差，Ab、Bb分别为标准重轨断面 连接顶端弧线两侧的圆弧段的下端点； (3) 、根据A(xa，yA)、B(xb，yB)和A' （xA,，yA, )、B' (xB,，yB,)确定A" (xA〃，yA")、 B" (xB〃，yB" )，A"和B"的坐标确定方法如下： 若 彡yA_h，则xA" =xA、yA" =yA; 若 >yA_h，则xA" =xA,、yA" =yA,+h; 若yB，彡yfh，则XB" =xB、yB" =yB; 若yB，>yfh，则XB" =xB,、yB" =yB,+h; 其中h为标准重轨Ab、Bb两处的测量凸起物的纵坐标差，Ab、Bb分别为标准重轨断面连 接顶端弧线两侧的圆弧段的下端点； (4) 、建立过A" (xA"，yA")和B" (xB"，yB")两点的直线方程； (5) 、将重轨扫描断面轮廓冠状顶端距离中心线拟合直线（yz=a2 ?xz+b2)的距离不超 过5. 5mm的所有点作为冠状取点区； 在冠状取点区选取多个点并计算各点到A"B"直线方程的距离，取最大值记为TH'; (6) 轨头冠状饱满度的判定 若（TH' -TH)>THup或（TH' -TH)〈THdown，则不合格； 若THdownY彡（TH' -TH)彡THupY，则合格； 否则警告合格； 其中：TH为重轨冠状标准高度、THdown为冠状高度下公差，THup为冠状高度上公差，THdownY为冠状高度告下公差，THupY为冠状高度警告上公差。
【专利摘要】本发明公开了一种重轨头宽与冠状饱满度的参数化公差判定方法，解决现有判断方法在重轨扫描断面有细节变化不能随动变化，误差大的问题。重轨头宽的参数化公差判定方法：先拟合计算轨底直线方程，根据该方程确定左腹区和右腹区，然后分别在左腹区和右腹区选点并计算中心线拟合直线方程；在上述基础上分别计算轨头上头宽和轨头下头宽，并进行轨头上头宽和下头宽的公差比较判断；分别得出轨头上头宽和下头宽合格、不合格、警告合格的结论。重轨轨头冠状参数化判定方法，先用上述相同方法确定中心线拟合直线方程，再通过在重轨扫描断面轮廓冠状顶端选点、建立直线方程和计算，最后对轨头冠状饱满度公差比较判断。本方法具有测算精度高的优点。
【IPC分类】G06F19-00, G01B21-00, G01B21-02
【公开号】CN104778379
【申请号】CN201510229492
【发明人】陶功明, 朱华林, 吕攀峰, 范红平
【申请人】攀钢集团攀枝花钢钒有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年5月7日