用于合金钢辙叉关键零部件在线自动检测设备及自动检测方法与流程

本发明涉及一种能够对合金钢心轨、镶块及翼轨等加工在线自动检测的用于合金钢辙叉关键零部件在线自动检测方法，属铁路道岔制造。

背景技术：

1、目前，合金钢辙叉关键零部件配件断面铣削精度的检查大多依赖传统手工检测设备进行离线检测和人工统计，具有效率低、劳动强度大、数据录入工作繁琐等弊端，不利于对合金钢心轨铣削精度进行在线评判、数据管理与维护，随着计算机和传感器技术的不断发展，激光摄像传感器在轨件检测领域得到越来越广泛的应用，提出一种合金钢心轨断面铣削精度在线检测方案，采用高精度的检测技术和数字处理技术，实现心轨断面尺寸的在线自动化检测和精细化管理。另外，以智能制造为核心的新一代信息技术与制造业的不断融合，已成为全球先进制造业发展的突出趋势。目前，我国已探索形成了一批较成熟、可复制、可推广的智能制造新模式，智能制造推进体系也基本形成，未来要进一步在供给侧加强技术创新，智能制造是制造技术与信息技术的深度融合与创新集成，是生产组织方式和商业模式的变革；公司也在逐步向智能制造、自动化的方向不断迈进。

技术实现思路

1、设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种合金钢辙叉产品中的心轨、镶块及轨件等关键零部件在加工过程中，能够实现在线自动检测目标同时，降低工人劳动强度的同时，提高加工效率，保证加工精度的用于合金钢辙叉关键零部件在线自动检测设备及自动检测方法。

2、设计方案：随着高速铁路运营速度和密度的不断提升，轮轨冲击载荷也将随之增大，合金钢辙叉因其结构和承载方式有所差异，合金钢心轨的磨损尤为突出，直接影响列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适性以及合金钢心轨使用寿命，因此，合金钢辙叉心轨、镶块铣削过程中，强化加工工艺的同时，应采用科学的检测技术，依照相关标准，严格控制和管理配件的断面尺寸，保证零部件的加工尺寸符合工艺要求，逐步提高车间产品的质量。

3、为此，本发明在现有铣床的基础上，一是设置机架用于安装线激光器，实现激光器的整体移动。 线激光器，设置于机架上，用于对合金钢心轨、镶块轮廓进行测量，得到轮廓测量数据； 数据接收与存储模块，分别与所述轮廓测量模块、所述距离测量模块连接，用于接收所述轮廓测量数据和所述距离测量数据并进行存储，同时调取道岔轨件标准数据并进行存储； 数据处理模块，与所述数据接收与存储模块连接，用于调用所述轮廓测量数据、得到所述合金钢心轨、镶块的三维轮廓数据，并调用所述合金钢心轨、镶块标准数据与所述三维轮廓数据进行对比，形成检测报表；吹扫模块，设置于机床滑枕的前端，用于对所述合金钢心轨、镶块加工过程中残留的铁屑进行吹扫处理；二是高度调节单元，用一套单独的工控机，控制伺服电机带动丝杠进行旋转，对所述机架的高度进行调节； 三是水平位置调节单元，用一套单独的工控机，控制伺服电机带动丝杠进行旋转，对所述机架的水平位置进行调节。

4、为此本发明在用于合金钢辙叉关键零部件加工在线自动检测方法设计上，数据接收与存储模块包括数据接收单元和数据存储单元，所述数据接收单元与所述数据存储单元连接，同时所述数据接收单元与所述轮廓测量模块连接；所述数据接收单元用于接收所述轮廓测量数据和所述距离测量数据；所述数据存储单元用于对所述轮廓测量数据进行存储，并调取所述合金钢心轨、镶块标准数据进行存储。

5、所述数据处理单元包括：移动端和终端；所述移动端用于实时显示所述轮廓测量数据并在线监测；所述终端用于根据所述轮廓测量数据得到所述三维轮廓数据，并调用所述标准数据与所述三维轮廓数据进行对比，生成所述检测报表。

6、将合金钢心轨、镶块置于数控铣床进行第一刀加工；

7、利用轮廓测量模块对第一刀加工后的合金钢心轨、镶块进行测量，从而得到轮廓测量数据；

8、利用数据接收与存储模块接收对所述轮廓测量数据进行存储，同时调取合金钢心轨、镶块标准数据并进行存储；

9、利用所述数据处理模块对所述轮廓测量数据进行处理，得到所述合金钢心轨、镶块第一刀加工后的三维轮廓数据，同时调用所述合金钢心轨、镶块标准数据与所述三维轮廓数据进行对比，从而计算得到所述合金钢心轨进行第二刀加工的刀具进给量；并将进给量反馈给数控系统，实现在线自动加工。重复上述步骤，直到所述合金钢心轨、镶块的三维轮廓符合预设条件；

10、利用所述数据处理模块对加工完成后的合金钢心轨最终的轮廓测量数据进行处理，从而得到检测报表。

11、本发明与背景技术相比，一是满足不同轨型结构的轨件、心轨及镶块铣削断面轮廓的几何尺寸的测量需求，检测精度满足行业标准要求；同时具有检测数据的处理、存储、传输及实时显示等功能，并可与用户信息化系统进行交互；二是基于测距技术，轮廓扫描技术的自动检测装置，配合完成合金钢心轨、镶块及轨件尺寸的在线自动检测工作，提高检测精确度；三是以自动测量替代人工检测，降低劳动强度，结合信息化等渠道，快速、高效且准确的完成合金钢辙叉关键零部件尺寸的检测任务，降低工人劳动强度；四是多种轨型结构检测有效整合，提高加工效率，实现自动化连续高效检测；且在较短的时间内，完成工件轮廓尺寸的扫描及比对工作，减少辅助时间，提高机加工效率；五是数据库建立及数据及时分析。用于标准数据库建立，实现检测数据对比分析，并将检测数据存储至数据库中，达到产品质量全过程、全生命周期溯源效果，便于后期技术人员进行分析验证，为后期产品的追踪提供有力保障，并对最终的在线检测技术进行推广应用。

技术特征：

1.一种与铣床匹配的合金钢辙叉关键零部件加工在线自动检测设备，其特征在于工控机中com1接口接y向电机驱动器信号输入端，y向电机驱动器信号输出端接y向电机信号输入端；工控机中com2接口接z向电机驱动器信号输入端，z向电机驱动器信号输出端接z向电机信号输入端；工控机中com3接口接左侧喷气装置信号输入端；工控机中com4接口接右侧喷气装置信号输入端；工控机中网口2与机床通信端口连接；工控机中网口1与交换机通信接口连接，交换机通信接口分别与线激光器ⅰ和线激光器ⅱ信号输入端连接；工控机中usbⅰ接口与交换机通信接口连接、usbⅱ接口与显示器信号输入端连接；工控机中hdmⅰ与显示器信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的合金钢辙叉关键零部件加工在线自动检测设备，其特征在于：包括机架、线激光器、数据接收模块与存储模块、数据处理模块和吹扫模块；

3.根据权利要求1所述的合金钢辙叉关键零部件加工在线自动检测方法，其特征在于：高度调节单元属权利1里面的com2相关部分，工控机中com2接口接z向电机驱动器信号输入端，z向电机驱动器信号输出端接z向电机信号输入端；高度调节单元用一套单独的工控机，控制伺服电机带动丝杠进行旋转，对机架的高度进行调节；

4.根据权利要求2所述的用于合金钢辙叉关键零部件加工在线自动检测方法，其特征在于：所述数据接收与存储模块包括数据接收单元和数据存储单元，所述数据接收单元与所述数据存储单元连接，同时所述数据接收单元分别与所述轮廓测量模块连接； 所述数据接收单元用于接收所述轮廓测量数据； 所述数据存储单元用于对所述轮廓测量数据进行存储，并调取所述合金钢心轨、镶块标准数据进行存储。

5. 根据权利要求4所述的用于合金钢辙叉关键零部件加工在线自动检测方法，其特征在于：所述数据处理单元包括：移动端和终端； 所述移动端用于实时显示所述轮廓测量数据并在线监测； 所述终端用于根据所述轮廓测量数据得到所述三维轮廓数据，并调用所述标准数据与所述三维轮廓数据进行对比，生成所述检测报表。

6.一种自动化在线检测设备用于合金钢辙叉关键零部件加工在线自动检测方法，其特征在于：

7.重复上述步骤，直到所述合金钢心轨、镶块的三维轮廓符合预设条件；

技术总结
本发明涉及一种用于合金钢辙叉关键零部件加工在线自动检测设备及自动检测方法，包括线激光器、机架、丝杠、吹扫装置、伺服电机等，线激光器安装在机架上，用来测量合金钢心轨、镶块的轮廓，得到轮廓测量数据，伺服电机驱动Y、Z方向丝杠的运动，编码器记录整体运行的位移，确保线激光器位于恰当的检测位置，使得检测结果更准确，吹扫模块设置于机架上，用于对道岔轨件进行吹扫处理。优点：方便实现合金钢辙叉关键零件加工在线自动检测需求，满足不同结构的合金钢心轨及镶块铣削断面轮廓的几何尺寸的测量需求；同时具有检测数据的处理、存储、传输及实时显示等功能，并可与用户信息化系统进行交互。

技术研发人员：王磊,李毅,李志龙,郑会锋,马廷文
受保护的技术使用者：中铁宝桥集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12