一种数控车轮车床自动装夹对中系统的制作方法

本实用新型涉及数控车床技术领域，尤其涉及一种数控车轮车床自动装夹对中系统。

背景技术：

数控车轮车床是用于铁路列车轮对的加工与维修的专用车床，在对铁路列车轮对的加工与维修过程中，需要实现车轮车床装夹轮对的对中。

现有车轮车床装夹轮对基本都是手动方式，主要通过将加工轮对推至车床轮对装夹位置处，通过人工操作千斤顶托住轮对上升，用眼观察轮对的轴中心孔与左右顶尖位置高度对齐后，停止千斤顶上升，手动左右套筒顶尖伸出，顶紧轮对轴中心孔，再手动千斤顶下降，完成轮对装夹的对中。

上述车轮车床装夹轮对方式通过人工目测判断，容易出现无法对中的情况，进而增加工人的工作量，无法实现机床的自动化装夹，工作效率极低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中车轮车床装夹轮对对中困难、工作效率低的问题，提供一种数控车轮车床自动装夹对中系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种数控车轮车床自动装夹对中系统，系统具体包括左床头箱、右床头箱、千斤顶和机床基座，所述左床头箱、右床头箱和千斤顶设于机床基座上，所述千斤顶设于左床头箱、右床头箱之间，所述千斤顶上方用于放置待加工轮对，所述左床头箱、右床头箱靠近千斤顶的侧面均设有顶尖；其特征在于：所述系统还包括液压伺服驱动装置、第一高度定位单元、第二高度定位单元和数控单元；所述液压伺服驱动装置与所述数控单元输出端连接，液压伺服驱动装置动力输出端与千斤顶连接；所述第一高度定位单元、第二高度定位单元输出端与数控单元连接，所述第一高度定位单元设于床头箱靠近待加工轮对侧面的上部，所述第二高度定位单元设于千斤顶上。

具体地，所述第一高度定位单元包括信号发射模块和信号接收模块，所述信号发射模块具体为光电发射器，所述信号接收单元具体为光电接收器。

具体地，所述第二高度定位单元具体为编码传感器，用于检测千斤顶的升降高度。

具体地，所述第一高度定位单元具体为光电收发模块e3z-lt81，所述第二高度定位单元具体为编码器6fx2001-5fd25-0aa0。

具体地，所述系统还包括变压器、开关电源，所述变压器与市电输出端连接，所述变压器输出端与所述开关电源连接，所述开关电源与所述第一高度定位单元、数控单元连接。

具体地，所述数控单元包括控制模块所述控制模块具体为plc；所述第一高度定位单元、第二高度定位单元输出端与控制模块连接，所述液压伺服驱动装置与所述控制模块输出端连接。

具体地，所述控制单元还包括报警模块，所述报警模块与所述控制单元输出端连接。

具体地，待加工轮对还包括待加工轮对中心轴，用于与床头箱上的顶尖对齐。

具体地，所述液压伺服驱动装置具体为液压伺服驱动装置as850t。

具体地，机床具体为卧式和/或门式数控车轮车床，适用范围广。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

(1)本实用新型第一高度定位单元设于床头箱靠近待加工轮对侧面的上部，用于检测轮对是否到达预设高度h1；第二高度定位单元用于检测千斤顶的上升高度h3，数控单元根据高度h1、h3信息控制液压伺服驱动装置工作，进而调整千斤顶的高度，实现待加工轮对的自动对中，降低了工人的工作量，整个过程自动完成，对中准确率、效率高。

(2)本实用新型数控单元还包括报警模块，报警模块能够在轮对超出预设高度或超时时发出声光报警，方便整个轮对自动对中工作。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型实施例1的卧式数控车轮车床对中示意图；

图2为本实用新型实施例1的门式数控车轮车床对中示意图；

图3为本实用新型实施例1的卧式数控车轮车床对中电气原理图；

图4为本实用新型实施例2的卧式数控车轮车床对中方法流程图。

图中：待加工轮对1、待加工轮对中心轴1a、左床头箱21、第一顶尖211、右床头箱22、千斤顶3、机床基座4、第一高度定位单元5、光电发射器51、光电接收器52、第二高度定位单元6、左刀架71、右刀架72、变压器8、开关电源9、数控单元12、液压伺服驱动装置13

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

在实施例1中，一种数控车轮车床自动装夹对中系统，该系统可应用于卧式或门式数控车轮车床中，如图1所示，卧式数控车轮车床具体包括左床头箱21、右床头箱22、千斤顶3和机床基座4。床头箱和千斤顶3设于机床基座4上，左床头箱21靠近待千斤顶3的侧面设有第一顶尖211，右床头箱22靠近千斤顶31的侧面设有第二顶尖。进一步地，千斤顶3上方用于放置待加工轮对1，待加工轮对1设于左床头箱21、右床头箱22之间，待加工轮对1包括待加工轮对中心轴1a。

进一步地，如图2所示，门式数控车轮车床具体包括左床头箱21、右床头箱22、千斤顶3、机床基座4、左刀架71和右刀架72。床头箱和千斤顶3设于机床基座4上，左刀架71和右刀架72经一横向固定结构设于左床头箱21与右床头箱22顶端构成平面上，该横向固定结构底面与左床头箱21与右床头箱2顶面接触；左床头箱21靠近待千斤顶3的侧面设有第一顶尖211，右床头箱22靠近千斤顶3的侧面设有第二顶尖。进一步地，千斤顶3上方用于放置待加工轮对1，待加工轮对1设于左床头箱21、右床头箱22之间，待加工轮对1包括待加工轮对中心轴1a。

进一步地，系统还包括第一高度定位单元5、第二高度定位单元6、数控单元12、液压伺服驱动装置13。数控单元12与第一高度定位单元5、第二高度定位单元6输出端连接，数控单元12输出端与液压伺服驱动装置13连接。

进一步地，液压伺服驱动装置具体为液压伺服驱动装置as850t，其动力输出端与千斤顶3底部连接，用于使千斤顶上下运动。第一高度定位单元5包括信号发射模块和信号接收模块，其具体型号为e3z-lt81，信号发射模块具体为光电发射器51，信号接收单元具体为光电接收器51，设于床头箱靠近待加工轮对1侧面的上部，用于检测轮对的上升高度是否到达预定高度范围，以适用不同型号大小的待加工轮对1。第二高度定位单元6具体为具有drivecliq接口的绝对值编码器6fx2001-5fd25-0aa0，设于千斤顶上，用于检测千斤顶3的升降高度。

进一步地，系统还包括变压器8、开关电源9。变压器8与市电输出端连接，变压器8输出端与开关电源9连接，开关电源9与第一高度定位单元5、数控单元12连接。

进一步地，数控单元12包括控制模块和报警模块，控制模块具体为西门子s7-200plc，第一高度定位单元5、第二高度定位单元6输出端与控制模块连接，液压伺服驱动装置13、报警模块与控制模块输出端连接。报警模块具体为声光报警，包括发光二极管smd0805和蜂鸣器cy-12055。报警单元能够在轮对超出预设高度或超时时发出声光报警，方便整个轮对自动对中工作。

本实用新型第一高度定位单元设于床头箱靠近待加工轮对侧面的上部，用于检测轮对是否到达预设高度h1；第二高度定位单元用于检测千斤顶的上升高度h3，数控单元根据高度h1、h3信息控制液压伺服驱动装置工作，进而调整千斤顶的高度，实现待加工轮对的自动对中，降低了工人的工作量，整个过程自动完成，对中准确率、效率高。报警模块能够在轮对超出预设高度或超时时发出报警声，方便整个轮对自动对中工作。

实施例2

如图4所示，本实施例与实施例1具有相同的实用新型构思，在实施例1一种数控车轮车床自动装夹对中系统的基础上，提供了一种控车轮车床自动装夹对中方法，需要说明的是，在本方法中，卧式数控车轮车床的机床坐标设定具体为千斤顶升降以机床床身基座的上表面为基准零点，向上移动为正方向，方法具体包括：

s01：第一高度定位单元5检测轮对是否到达预设高度，若未到达，数控单元12控制液压伺服驱动装置13使千斤顶继续上升，若到达，数控单元12控制液压伺服驱动装置13停止在当前高度；其中，预设高度为机床床身基座上表面至左右床头箱上部光电发射器、光电接收器的中心线高度h1。

s02：数控单元根据第二高度定位单元获取千斤顶的上升高度h3；其中，h3表示千斤顶以机床床身基座上表面为基点的升降高度；

s03：数控单元计算待加工轮对中心轴1a轴线与床头箱上两个顶尖的水平线相同时千斤顶3的上升的高度h4；其中，图4中l1表示床头箱上两个顶尖的水平线，l2表示待加工轮对中心轴轴线。

s04：数控单元根据千斤顶以机床床身基座上表面为基点的升降高度h3、待加工轮对中心轴轴线与床头箱上两个顶尖的水平线相同时千斤顶上升的高度h4判断待加工轮对是否对中，如未对中，控制液压伺服驱动装置调节千斤顶的高度，若对中，第一顶尖、第二顶尖伸出顶紧轮对，千斤顶下降。

进一步地，在步骤s03中还具体包括：

s031：计算待加工轮对的轮缘半径；具体地，待加工轮对的轮缘半径计算公式为：其中，h3千斤顶以机床床身基座上表面为基点的升降高度。

s032：根据待加工轮对的轮缘半径计算千斤顶3的上升的高度h4；具体地，h4＝h2-r。其中，h2为机床床身基座上表面至顶尖中心的高度。

进一步地，在步骤s04中数控单元判断待加工轮对是否对中还包括：

s041：当所述数控单元12判断千斤顶3以机床基座4上表面为基点的升降高度h3大于待加工轮对中心轴1a轴线与床头箱上两个顶尖的水平线相同时千斤顶上升的高度h4时，控制液压伺服驱动装置使千斤顶3下降，直至h3等于h4。

s042：当所述数控单元12判断千斤顶3以机床基座4上表面为基点的升降高度h3小于待加工轮对中心轴1a轴线与床头箱上两个顶尖的水平线相同时千斤顶3上升的高度h4时，控制液压伺服驱动装置13使千斤顶3上升，直至h3等于h4。

本实用新型数控单元根据第一高度定位单元检测待加工轮对是否到达预设高度h1，根据第二高度定位单元获取千斤顶的上升高度h3，根据高度h1、h3控制液压伺服驱动装置调整千斤顶的高度，实现待加工轮对的对中，整个过程自动完成，对中准确率、效率高。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。