一种列车钩舌检测仪及其检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种列车钩舌检测仪及其检测方法，所述的检测仪包括专用夹具、双工位回转台、三维直角坐标导轨和电控箱，电控箱内部装有控制系统，控制系统包括PLC主机、定位模块、伺服驱动器、接触式测头和触摸屏。本发明将被测钩舌通过专用夹具装夹在双工位回转台上，实现了一次装夹多个表面的测量，提高了精度。本发明的控制系统通过使用两个定位模块来实现接触式测头所需行走的复杂路径，通过PLC主机做主要的逻辑控制，控制定位模块执行哪种路径操作，通过触摸屏作为上位机来实现指令的发出以及最终测量结果的处理，节约了大量空间，同时该触摸屏具有强大的数据处理以及先进的动画显示功能，可更直观的显示检测结果也更便于使用者操作。
【专利说明】
一种列车钩舌检测仪及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种列车专用检测设备，特别是一种用于检测工件表面尺寸的列车钩舌检测仪及其检测方法。
【背景技术】
[0002]钩舌作为列车车钩中的重要部件，在列车运行安全中有着重要影响，钩舌的外轮廓尺寸是钩舌的最基本指标，但钩舌的曲面结构复杂，测量难度很高。现有测量技术为通用量规或三坐标测量机测量，这两者不仅不能满足现场检测要求，而且检测效率较低，因此，设计一种造价低、好操作、检测效率高，又可移动至现场测量的小型曲面的仪器势在必行。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种造价低、易操作、检测效率高，又可进行现场测量的列车钩舌检测仪及其检测方法。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0005]一种列车钩舌检测仪，包括专用夹具、双工位回转台、三维直角坐标导轨和电控箱，所述的电控箱位于下部，双工位回转台和三维直角坐标导轨分别安装在电控箱的上端面，专用夹具安装在双工位回转台上。
[0006]所述的双工位回转台通过螺栓连接固定在电控箱的上端面上，所述的双工位回转台上通过平键和螺栓连接方式安装有两个定位销支架，所述的专用夹具包括两个定位销和一个三层调整垫铁，所述的两个定位销分别安装在两个定位销支架上，其中一个定位销为定位端定位销、另一个定位销为锁紧端定位销，三层调整垫铁通过螺栓连接在双工位回转台上。
[0007]所述的三维直角坐标导轨通过导轨支架安装在电控箱上端面上，导轨支架通过螺栓连接在电控箱上端面，三维直角坐标导轨找正后通过定位销和螺栓连接在导轨支架上面。所述的电控箱的底部安装有万向轮，电控箱两个侧面分别安装有扶手。
[0008]所述的电控箱内部装有控制系统，所述的控制系统包括PLC主机、定位模块、伺服驱动器、伺服电机、接触式测头和触摸屏，所述的触摸屏通过数据线与PLC主机连接，PLC主机通过电缆线与定位模块相连，所述定位模块通过数据线与伺服驱动器相连，所述伺服驱动器通过专用电缆线与伺服电机相连，所述的接触式测头作为一个常闭的开关连接在PLC主机的高速输入口。所述的伺服驱动器和定位模块连接数据线中包含多条信号线，其中定位模块端的SVRDY、SVEND, PGO、FP、RP和CLR针脚分别和伺服驱动器端的RD、INP、OP、PP、NP和CR针脚相连，对应的公共端相连构成回路实现通信。
[0009]本发明所述的PLC主机为三菱FX2N-48MT PLC主机，所述的定位模块为三菱FX2N-10GM/20GM定位模块，所述的伺服驱动器为三菱MR-J4-10A伺服驱动器，所述伺服电机为三菱MR-J4系列100W伺服电机，所述的接触式测头为雷尼绍MCP接触式测头，所述的触摸屏为昆仑通态MCGS1262Hi触摸屏。
[0010]一种列车钩舌检测仪的检测方法，包括以下步骤:
[0011]A、在车钩的小孔中插入一根铁杆，用吊绳穿在铁杆上将钩舌吊起，将钩舌后端平面置于三层调整垫铁上端面。
[0012]B、手动调整钩舌位置插入定位销。先插入定位端定位销，再将锁紧端定位销旋入，直至钩舌完成夹紧。
[0013]C、手动调节三层调整垫铁的高度，完成定位，开始测量。
[0014]D、PLC主机开机后根据三维直角坐标导轨的当前位置判定接触式测头是否在机械原点。
[0015]E、若在原点，原点指示灯亮，准备就绪；若不在原点，则返回步骤D执行回原点操作。
[0016]F、根据触摸屏上选项选择手动或自动模式，若选择手动模式，转步骤G，否则，转步骤H。
[0017]G、选择手动模式后，手动控制三维直角坐标导轨按任意轨迹运动。转步骤I。
[0018]H、选择自动模式后，根据触摸屏的提示选择想要测量的部分，三维直角坐标导轨会按照预设轨迹运动进行测量。
[0019]1、测量结束后，测试结果自动在触摸屏上显示并且及时存盘。
[0020]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0021]1、本发明将被测钩舌通过专用夹具装夹在双工位回转台上，双工位回转台的两个工位实现了工件两侧轮廓的测量，实现了一次装夹多个表面的测量，提高了精度；三维直角坐标导轨和接触式测头是主要的执行机构，通过三维直角坐标导轨上滑块的运动带动接触式测头实现工件表面的接触式测量；带万向轮和扶手的电控箱不仅用来安置电器元件还作为整个仪器的支撑机构，方便了使用者的操作。
[0022]2、本发明的控制系统则是通过使用三菱FX-2N 1GM和三菱FX-2N 20GM两个专用的定位模块来实现接触式测头所需行走的复杂的路径；通过三菱FX-2N 48MT型号的PLC主机做主要的逻辑控制，控制定位模块执行哪种路径操作；本发明使用昆仑通态MCGS1262Hi型号的12英寸触摸屏作为上位机来实现指令的发出以及最终测量结果的处理，替代了传统的工控机作为上位机，该触摸屏的外形尺寸323*246*50 (mm)，节约了大量空间，同时该触摸屏具有强大的数据处理以及先进的动画显示功能，可以更直观的显示检测结果也更便于使用者操作。
[0023]3、由于本发明体积小，处理能力强，易于移动到现场进行测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]本发明共有附图5幅。其中:
[0025]图1是列车钩舌示意图。
[0026]图2是钩舌检测仪的机械结构示意图。
[0027]图3是控制系统总体图。
[0028]图4是定位模块与伺服驱动器连接示意图。
[0029]图5是本发明的方法流程图。
[0030]具体实施方法
[0031]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1-2所示，首先要将钩舌装夹的专用夹具上，通过调节三层调整垫铁的高度完成钩舌定位。在完成定位后开始对工件A面的曲面进行测量，A面曲面测量完成后手动转动回转台，转至B面进行测量。各段圆弧的测量均有单独按键单独程序控制，所以各曲面间没有具体的测量顺序，也可单独测量某一曲面。具体控制过程如图5所示。
[0032]如图3-4所示，钩舌检测仪控制系统的是驱动钩舌检测仪机械部分完成规定操作检测钩舌外形尺寸是否合格的控制系统。操作者通过触摸屏上按钮控制接触式测头运动，当触碰规定按钮后PLC主机将执行相应逻辑控制调用定位模块中的路径子程序，模块执行该子程序驱动三台三菱MR-J4-10A伺服驱动器运动，通过三维直角坐标导轨来带动接触式测头按规定路径运动触碰钩舌表面，当接触式测头触碰后会反馈中断信号给PLC主机的高速输入口来控制系统采集下一点直至结束，每次中断反馈后控制系统记录触碰点位置传输给触摸屏完成最后的运算，并最终通过触摸屏显示出测量结果。
【权利要求】
1.一种列车钩舌检测仪，其特征在于:包括专用夹具、双工位回转台、三维直角坐标导轨和电控箱，所述的电控箱位于下部，双工位回转台和三维直角坐标导轨分别安装在电控箱的上端面，专用夹具安装在双工位回转台上； 所述的双工位回转台通过螺栓连接固定在电控箱的上端面上，所述的双工位回转台上通过平键和螺栓连接方式安装有两个定位销支架，所述的专用夹具包括两个定位销和一个三层调整垫铁，所述的两个定位销分别安装在两个定位销支架上，其中一个定位销为定位端定位销、另一个定位销为锁紧端定位销，三层调整垫铁通过螺栓连接在双工位回转台上; 所述的三维直角坐标导轨通过导轨支架安装在电控箱上端面上，导轨支架通过螺栓连接在电控箱上端面，三维直角坐标导轨找正后通过定位销和螺栓连接在导轨支架上面；所述的电控箱的底部安装有万向轮，电控箱两个侧面分别安装有扶手； 所述的电控箱内部装有控制系统，所述的控制系统包括PLC主机、定位模块、伺服驱动器、伺服电机、接触式测头和触摸屏，所述的触摸屏通过数据线与PLC主机连接，PLC主机通过电缆线与定位模块相连，所述定位模块通过数据线与伺服驱动器相连，所述伺服驱动器通过专用电缆线与伺服电机相连，所述的接触式测头作为一个常闭的开关连接在PLC主机的高速输入口 ；所述的伺服驱动器和定位模块连接数据线中包含多条信号线，其中定位模块端的SVRDY、SVEND, PGO、FP、RP和CLR针脚分别和伺服驱动器端的RD、INP、OP、PP、NP和CR针脚相连，对应的公共端相连构成回路实现通信。
2.根据权利要求1所述的一种列车钩舌检测仪，其特征在于:所述的PLC主机为三菱FX2N-48MT PLC主机，所述的定位模块为三菱FX2N-10GM/20GM定位模块，所述的伺服驱动器为三菱MR-J4-10A伺服驱动器，所述伺服电机为三菱MR-J4系列10W伺服电机，所述的接触式测头为雷尼绍MCP接触式测头，所述的触摸屏为昆仑通态MCGS1262Hi触摸屏。
3.一种列车钩舌检测仪的检测方法，其特征在于:包括以下步骤: A、在车钩的小孔中插入一根铁杆，用吊绳穿在铁杆上将钩舌吊起，将钩舌后端平面置于三层调整垫铁上端面； B、手动调整钩舌位置插入定位销；先插入定位端定位销，再将锁紧端定位销旋入，直至钩舌完成夹紧； C、手动调节三层调整垫铁的高度，完成定位，开始测量； D、PLC主机开机后根据三维直角坐标导轨的当前位置判定接触式测头是否在机械原占.V， E、若在原点，原点指示灯亮，准备就绪；若不在原点，则返回步骤D执行回原点操作； F、根据触摸屏上选项选择手动或自动模式，若选择手动模式，转步骤G，否则，转步骤H； G、选择手动模式后，手动控制三维直角坐标导轨按任意轨迹运动；转步骤I; H、选择自动模式后，根据触摸屏的提示选择想要测量的部分，三维直角坐标导轨会按照预设轨迹运动进行测量； l、测量结束后，测试结果自动在触摸屏上显示并且及时存盘。
【文档编号】G01B21/20GK104515495SQ201510027535
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月20日 优先权日:2015年1月20日
【发明者】杨亮, 林盛, 王春, 施志辉, 邱彦博, 王正晋 申请人:大连交通大学