不落轮车床全轮廓自动测量方法技术

本发明专利技术公开了一种不落轮车床全轮廓自动测量方法，属于数控机床领域，采用连续接触扫描方式测量轮对踏面的实际轮廓，测量点数据可在50‑800个之间进行调整，采用全圆周接触方式自动测量轮对和内侧面跳动，并根据测量数据自动确定轮对起刀位置，实现自动对刀。解决现有不落轮车床在轮对的加工过程中测量其加工结果数据值为间接比较值或依靠人工测量方式，造成被加工轮对轮缘、踏面及踏面直径的加工数据无法直接测量、网络传输、分析管理的问题。本发明专利技术可用于高速动车、铁路列车、城市轻轨列车及地铁列车轮对的不落轮轮对加工前与加工后结果数据测量、网络传输和分析管理，提高轮对几何精度和加工效率，保证列车运行平稳度。

Automatic measuring method for full outline of no turning lathe

The invention discloses a method for automatic measurement of the contour of the underfloor wheel lathe, which belongs to the field of CNC machine tools, with the continuous contact scanning measuring wheel tread actual contour, the measurement data can be adjusted in 50 between 800, automatic measurement of wheelset and the inner side of the circumference beating contact mode, and automatically determine the wheelset the knife position according to the measured data, realize the automatic tool. The underfloor wheel lathe processing results in the process of measuring the wheel data values in the indirect comparison or rely on manual measurement, data processing is processing the wheelset flange and tread, the tread diameter can not be measured directly, network transmission, analysis of management problems caused by. The invention can be used for high speed train, train, train city light rail and metro train wheel of wheelset before processing data and processing results of measurement, network transmission and analysis management, improve the wheelset geometric accuracy and machining efficiency, ensure the smooth operation of the train.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术涉及数控车床
，具体而言，涉及一种不落轮车床全轮廓自动测量方法。
技术介绍
我国铁路运输系统已经进了几次大面积提速，高速铁路运营占比大幅度扩大，运营里程稳居世界第一。由于高速铁路发展时间短、速度快，普速列车、地铁列车运用量巨大，维护装备相对落后，因此高速列车、动车组、机车、客货车车辆、地铁列车、城市轻轨列车的运输安全面临许多新的课题，其中高速列车轮对加工的几何精度，直接关系高速列车运行品质和乘坐舒适度等运行平稳度；特别是几何精度不合格的轮对运行，严重威胁人民群众的生命安全和国家财产安全。现有的不落轮车床加工轮对采用轮形样板、轮径尺等测量工具人工对该轮对轮缘、踏面及直径进行测量；或者部分车床设置有测量装置的，也只是有针对性地设置了4-5个测量点，定点测量轮缘厚、内侧距、踏面及直径数据值。这样测量所得的数据值仅仅是几个“点”的值，不是车床全轮廓的“全覆盖”值，其准确度不全面、也不高，因而不能有效地配合提高车床加工轮对的几何精度。本专利技术代之采用的不落轮车床全轮廓的自动测量的方法，通过全自动测量装置的水平(Z向)方向滑动位移和垂直(X向)方向滑动位移组成的坐标系；结合轮对的自动旋转，可持续测量轮对全轮廓50-800个点，完成对轮对的轮廓、轮缘高度、轮缘厚度、磨耗量及Qr值的测量；该测量方法经车床强大的数控系统运算，可显示出全面准确的数据值，有力地配合车床提高轮对加工几何精度，以适应我国高速铁路发展要求，特别是确保我国动车组列车、高速列车的运行安全，降低或杜绝人民群众生命和财产损失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不落轮车床全轮廓自动测量方法，采用连续接触扫描方式测量轮对踏面的实际轮廓，测量点数据可在50-800个之间进行调整，采用全圆周接触方式自动测量轮对和内侧面跳动，并根据测量数据自动确定轮对起刀位置，实现自动对刀；以达到列车轮对的不落轮轮对加工前与加工后结果数据测量、网络传输和分析管理、实现了车床加工管理自动化、提高轮对加工几何精度和效率、保证列车运行平稳度的目的，解决现有不落轮车床在不解体轮对和带轴箱轮对的加工过程中测量其加工结果数据值为间接比较值或依靠人工测量的方式，造成被加工轮对轮缘、踏面及踏面直径的加工数据无法直接快捷地精确测量、网络传输和分析管理的问题。为实现本专利技术目的，采用的技术方案为：一种不落轮车床全轮廓自动测量方法，包括车轮轮对、机床、以及位于机床上的X、Z向坐标，其特征在于，采用驱动装置、回位装置、X、Z向线性位移传感器直线尺、X、Z向精密直线导轨副、盘型接触轮、可弹性压缩测量头以及数控系统以组成不落轮车床的全轮廓自动测量装置，本专利技术的不落轮车床全轮廓自动测量方法采用连续接触扫描方式测量轮对踏面的实际轮廓，测量点数据可在50-800个之间进行调整，采用全圆周接触方式自动测量轮对和内侧面跳动，并根据测量数据自动确定轮对起刀位置，实现自动对刀；具体包括以下内容：(1)X向线性位移传感器直线尺定位在X向精密直线导轨副上，Z向线性位移传感器直线尺定位在Z向精密直线导轨副上；(2)Z向运动：全轮廓自动测量装置在机床的Z轴方向上移动，Z向线性位移传感器直线尺将Z向的位置信息反馈到数控系统，数控系统接收到反馈信息后，使位于全轮廓自动测量装置的测量头移动至车轮轮对的Z向测量点对应位置上；X向运动：测量头在机床的X向精密直线导轨副上移动，X向线性位移传感器直线尺将X向的位置信息反馈到数控系统，数控系统接收到反馈信息后，使测量头移动至车轮轮对的X向测量点对应位置上；通过全轮廓自动测量装置在X、Z两个方向上的运动，使测量头与车轮轮对的测量位置相接触，测量头完成数据测量，并将测量数据反馈到数控系统；(3)数控系统将接收的测量数据进行处理，运算出车轮轮对直径、踏面跳动、轮廓、轮缘高度、轮缘厚度、磨耗量及Qr值，通过屏幕显示及远程网络传输、打印测量结果。进一步地，所述的测量头包括盘型接触轮和可弹性压缩测量头；其中：测量轮对直径时，盘型接触轮抵住轮对，并跟随轮对同时旋转，通过测量轮对的周长来计算出轮对的直径；在轮对旋转的同时，由轮缘顶部向轮对外侧移动，通过测量轮对的周长来计算出轮对的直径以及可连续接触扫描方式测量轮对踏面的实际轮廓；位于机床上的车轮轮对做高速转动，机床带动刀架拖板使全轮廓自动测量装置在机床的Z轴方向上移动，此过程中Z向线性位移传感器直线尺将Z向的位置信息反馈到数控系统，使盘型接触轮位移至车轮轮对的测量点对应位置上；数控系统接收到反馈信息后，控制驱动装置使盘型接触轮在机床的X向精密直线导轨副上移动，X向线性位移传感器直线尺将X向的位置信息反馈到数控系统，使盘型接触轮与车轮轮对的测量位置相接触，车轮轮对带动盘型接触轮转动，盘型接触轮完成数据测量，并将测量数据反馈到数控系统；测量轮对内侧面时，可弹性压缩测量头始终贴靠轮对内侧面，在轮对旋转的状态下测量内侧面全圆周的跳动量，使跳动值真实可信；数控系统控制驱动装置使全轮廓自动测量装置在机床的X向精密直线导轨副上移动，X向线性位移传感器直线尺将X向的位置信息反馈到数控系统，使盘型接触轮脱离轮对车轮的轮廓踏面；机床带动刀架拖板使全轮廓自动测量装置在机床的Z轴方向上移动，此过程中Z向线性位移传感器直线尺将Z向的位置信息反馈到数控系统，使可弹性压缩测量头位移与车轮轮对的内侧面相贴靠的位置，可弹性压缩测量头完成数据测量后，通过回位装置使可弹性压缩测量头复位，并将测量数据反馈到数控系统；测量轮廓磨耗及轮廓时，盘型接触轮始终抵住轮对轮廓，在轮对旋转的同时，由轮缘顶部向轮对外侧移动，可连续接触扫描方式测量轮对踏面的实际轮廓；所述测量头在与轮对受力接触且轮对旋转的情况下工作时，测量结果不会受表面质量、污染物影响，测量数据精准。进一步地，所述的全轮廓自动测量装置位于机床的刀架拖板上；所述Z向运动通过机床的刀架拖板完成，所述X向运动通过驱动装置完成。进一步地，所述的测量头包括盘型接触轮和可弹性压缩测量头。进一步地，所述全轮廓自动测量装置完成所述Z向运动后，使测量头的盘型接触轮移动至车轮轮对的Z向测量点对应位置上，数控系统接收到反馈信息后，数控系统使驱动装置进行所述X向运动，使测量头的盘型接触轮与车轮轮对的测量位置相接触，车轮轮对带动盘型接触轮转动，盘型接触轮完成车轮轮对的轮廓数据测量，并将测量数据反馈到数控系统；所述驱动装置完成所述X向运动后，使测量头的可弹性压缩测量头移动至车轮轮对的X向测量点对应位置上，数控系统接收到反馈信息后，数控系统使机床的刀架拖板带动全轮廓自动测量装置进行所述Z向运动，使测量头的可弹性压缩测量头与车轮轮对内侧面的测量位置相贴靠，可弹性压缩测量头完成车轮轮对的内侧面数据测量，并将测量数据反馈到数控系统；进一步地，所述全轮廓自动测量装置的外部设有防护罩盒，防护罩盒的顶部设有活动门，活动门连接有液压缸。本专利技术还提供了一种不落轮车床的全轮廓自动测量装置，包括刀架拖板，其特征在于，所述刀架拖板上设有X向精密直线导轨副和Z向精密直线导轨副，X向精密直线导轨副上滑动设置有滑座，滑座上固定连接有固定块，固定块的X轴方向上设有驱动装置，固定块上设有Z向精密直线导轨副，Z向精密直线导轨副滑动设置有滑块，滑块上设有支架，支架连接有回位装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不落轮车床全轮廓自动测量方法，包括车轮轮对、机床、以及位于机床上的X、Z向坐标，其特征在于，采用驱动装置、X、Z向线性位移传感器直线尺、X、Z向精密直线导轨副、测量头以及数控系统以组成不落轮车床的全轮廓自动测量装置，本专利技术的不落轮车床全轮廓自动测量方法采用连续接触扫描方式测量轮对踏面的实际轮廓，测量点数据可在50‑800个之间进行调整，采用全圆周接触方式自动测量轮对和内侧面跳动，并根据测量数据自动确定轮对起刀位置，实现自动对刀；具体包括以下内容：(1)X向线性位移传感器直线尺定位在X向精密直线导轨副上，Z向线性位移传感器直线尺定位在Z向精密直线导轨副上；(2)Z向运动：全轮廓自动测量装置在机床的Z轴方向上移动，Z向线性位移传感器直线尺将Z向的位置信息反馈到数控系统，数控系统接收到反馈信息后，使位于全轮廓自动测量装置的测量头移动至车轮轮对的Z向测量点对应位置上；X向运动：测量头在机床的X向精密直线导轨副上移动，X向线性位移传感器直线尺将X向的位置信息反馈到数控系统，数控系统接收到反馈信息后，使测量头移动至车轮轮对的X向测量点对应位置上；通过全轮廓自动测量装置在X、Z两个方向上的运动，使测量头与车轮轮对的测量位置相接触，测量头完成数据测量，并将测量数据反馈到数控系统；(3)数控系统将接收的测量数据进行处理，运算出车轮轮对的各项参数，通过屏幕显示及远程网络传输、打印测量结果。...

【技术特征摘要】
1.一种不落轮车床全轮廓自动测量方法，包括车轮轮对、机床、以及位于机床上的X、Z向坐标，其特征在于，采用驱动装置、X、Z向线性位移传感器直线尺、X、Z向精密直线导轨副、测量头以及数控系统以组成不落轮车床的全轮廓自动测量装置，本发明的不落轮车床全轮廓自动测量方法采用连续接触扫描方式测量轮对踏面的实际轮廓，测量点数据可在50-800个之间进行调整，采用全圆周接触方式自动测量轮对和内侧面跳动，并根据测量数据自动确定轮对起刀位置，实现自动对刀；具体包括以下内容：(1)X向线性位移传感器直线尺定位在X向精密直线导轨副上，Z向线性位移传感器直线尺定位在Z向精密直线导轨副上；(2)Z向运动：全轮廓自动测量装置在机床的Z轴方向上移动，Z向线性位移传感器直线尺将Z向的位置信息反馈到数控系统，数控系统接收到反馈信息后，使位于全轮廓自动测量装置的测量头移动至车轮轮对的Z向测量点对应位置上；X向运动：测量头在机床的X向精密直线导轨副上移动，X向线性位移传感器直线尺将X向的位置信息反馈到数控系统，数控系统接收到反馈信息后，使测量头移动至车轮轮对的X向测量点对应位置上；通过全轮廓自动测量装置在X、Z两个方向上的运动，使测量头与车轮轮对的测量位置相接触，测量头完成数据测量，并将测量数据反馈到数控系统；(3)数控系统将接收的测量数据进行处理，运算出车轮轮对的各项参数，通过屏幕显示及远程网络传输、打印测量结果。2.根据权利要求1所述的不落轮车床全轮廓自动测量方法，其特征在于，所述的测量头包括盘型接触轮和可弹性压缩测量头；其中：测量轮对直径时，盘型接触轮抵住轮对，并跟随轮对同时旋转，通过测量轮对的周长来计算出轮对的直径；测量轮对内侧面时，可弹性压缩测量头始终贴靠轮对内侧面，在轮对旋转的状态下测量内侧面全圆周的跳动量，使跳动值真实可信；测量轮廓磨耗及轮廓时，盘型接触轮始终抵住轮对轮廓，在轮对旋转的同时，由轮缘顶部向轮对外侧移动，可连续接触扫描方式测量轮对踏面的实际轮廓。3.根据权利要求1所述的不落轮车床全轮廓自动测量方法，其特征在于，所述的全轮廓自动测量装置位于机床的刀架拖板上；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙新，
申请(专利权)人：广汉快速铁路设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51