基于钢轨矫直曲线的自适应精磨作业控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于钢轨矫直曲线的自适应的精磨作业控制方法及系统，属于轨道加工领域。通过对钢轨矫直加工过程中测量的矫直曲线数据进行处理，获得钢轨焊接接头的平直度曲线；依据平直度曲线计算出精磨参数；利用精磨参数控制精磨机自动进行精磨作业；精磨参数至少包括精磨机打磨次数和进刀量。本发明专利技术通过利用精磨加工上位的矫直机对矫直加工中所获得的平直度曲线，来计算精磨加工的参数，与人工设定参数相比，所获得的可以获得精磨加工的参数更为精确的。同时利用数据通讯技术将该套参数自动传送到精磨机控制器内，由精磨机自动执行作业参数，执行打磨作业。执行打磨作业。执行打磨作业。

【技术实现步骤摘要】
基于钢轨矫直曲线的自适应精磨作业控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种轨道加工的方法，具体地是一种基于钢轨矫直曲线的自适应的精磨作业控制方法及系统。

技术介绍

[0002]我国钢轨基地焊接生产过程中，钢轨由100米定尺焊接至500米长轨。在基地焊接生产过程中，依序进行的粗磨(或粗铣)、矫直、精磨等作业工序的总体目的是将钢轨接头的外观尺寸尽可能与母材一致，以保证接头的平顺性。
[0003]其中，钢轨的精磨作业的目的是对轨头踏面和行车工作边进行精细磨削，打磨掉粗磨(或粗铣)剩下的焊缝留高，同时将不超标的轨头错牙进行平顺处理。精磨作业流程一般是按设定好的精磨参数，自动进行打磨作业，打磨过程中无法人工直接干预，打磨质量取决于预设参数和接头打磨前的状态。现有精磨机打磨的过程和其中的关键参数设定对于钢轨精磨作业的质量非常重要。
[0004]首先，精磨打磨的过程由多道打磨组成，机器每道打磨完成后，通过调整打磨头与钢轨的角度，进入下一道打磨。因此，现有的采用精磨机打磨的过程的关键参数是整个打磨过程的道数和每道的角度两个参数构成，而目前这两个参数由人工设定。精磨仅对钢轨轨头可能和车轮接触的面进行打磨，钢轨的其它表面不进行打磨。打磨道数和角度是根据钢轨廓形设定的。对同一种廓形的钢轨进行打磨作业时，这两个参数的设置是可以不变的。
[0005]其次，精磨的每一道打磨过程中，打磨作业沿钢轨轴向进行，打磨机构在焊缝的两侧快速往复运动，同时打磨机构在垂直于打磨面的方向上有进、退刀动作。这一打磨过程中一般有打磨次数、打磨进刀深度这些类型的参数，用以控制打磨的质量。其中，打磨次数是指打磨机构轴向往复的次数。打磨进刀深度是指达到这个打磨状态时设备认为打磨质量达到了需求，结束打磨过程。一般来说，打磨作业会设置一定的打磨次数冗余，靠打磨进刀深度来提前结束单道打磨。但是，由于打磨效率的原因，如果需打磨量较大时，可能出现打磨次数已到，但实际进刀深度没达到，此时设备也会停止此道磨削。这时就会出现磨削不够，剩余高度超标的情况。另外，还有可能由于焊缝和轨头踏面平直度起拱量过大的原因，导致打磨过程中打磨头和钢轨接触过于紧密，自动退刀也来不及处理，而出现打磨头憋停的情况。
[0006]中国专利CN102535279公开了“一种钢轨焊接接头数控精磨质量的控制方法”。该专利申请是基于钢轨的数控精磨设备所要解决的技术问题而提出。由于数控精磨设备床设备昂贵、自动化程度高，因此主要应用于钢轨现场精磨加工，需要将数控精磨设备移动至现场。因此该专利申请所要解决的技术问题是设备的现场移动误差和温度影响对打磨质量的问题。而本专利技术中所要解决的精磨加工控制，则是指焊轨厂使用的流水线上的大型系列设备中的精磨加工，设备运用环境是固定的。该专利提出的现场的温度参数和现场移动设备的误差性参数等参数，在本专利技术的基于厂内大型设备作业情况下根本无须考虑。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种自适应的精磨作业控制方法。通过利用精磨加工上位的矫直机对矫直加工中所获得的平直度曲线，来计算精磨加工的参数。并将该套参数自动传送到精磨机控制器内，由精磨机自动执行作业参数，执行打磨作业。通过这种方法，可以有效的细分每次打磨作业的磨削量，使设备的打磨效率得到提高。
[0008]本专利技术的另一个目的在于，通过有效的细分每次打磨作业的磨削量，使设备的打磨效率得到提高。同时，也防止了因一次吃刀过深导致的机器憋停和因待磨削量过大导致的无法一次作业完成的现象。
[0009]本专利技术的再一目的在于，精磨机作业前依据钢轨的平直度曲线自适应调节作业参数，可以降低对粗磨和矫直作业精度的要求，使得生产线设备间数据能互通互用，且提高了整条生产线的作业效率。
[0010]本专利技术的目的之四在于，本专利技术的目的在于提供一种自适应的精磨作业控制方法的控制系统。在现有焊轨基地生产设备基础上，以所需增加的软、硬件极少的代价，实现精磨加工作业实现自适应性的控制。本专利技术的目的是这样实现的：
[0011]为达到上述目的，本专利技术提出一种基于钢轨矫直曲线的自适应的精磨作业控制方法，其中，通过对所述的钢轨矫直加工过程中测量的矫直曲线数据进行处理，获得钢轨焊接接头的平直度曲线；依据所述的平直度曲线计算出精磨参数；利用所述的精磨参数控制精磨机自动进行精磨作业；所述的精磨参数至少包括精磨机打磨次数和进刀量。
[0012]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所诉钢轨矫直加工过程中测量的矫直曲线数据，由最后一条测量矫直平直度的曲线数据构成。
[0013]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述的钢轨矫直加工过程中测量的矫直曲线数据，由矫直机测量头测量的钢轨接头平直度曲线构成。
[0014]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述的钢轨矫直加工过程中采用任意一种常规的测量装置测量钢轨接头平直度曲线构成。
[0015]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述精磨参数的计算方法是，依据所述的平直度曲线，分别计算焊缝打磨区域的打磨高度H1和母材打磨区域的打磨高度H2；依据打磨高度H1和H2分别计算出焊缝打磨区域的打磨次数N1和母材打磨区域的打磨次数N2；依据打磨次数N1和N2分别计算出焊缝打磨区域和母材打磨区域的进刀量H
N1
和H
N2
，构成控制精磨机的精磨参数。
[0016]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述的母材打磨区域依据钢轨型号设定。
[0017]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述的焊缝打磨区域为粗打磨后焊缝留高处的宽度；所述的焊缝留高为平直度曲线中心突然跃升的小台阶。
[0018]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述的焊缝打磨区域的打磨高度H1，由焊缝留高处的最高点值H减去e点的计算高度值所得。
[0019]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述e点高度高于焊缝留高处的低点。
[0020]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述e点高度依据焊缝两侧曲线的延伸线交点计算为e点；所述的延伸线为焊缝两侧曲线的整体趋势线。
[0021]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述的焊缝打磨区域的打磨次数
[0022]其中，H1焊缝打磨区域的打磨高度；X1为设定的焊缝打磨区域的打磨效率。
[0023]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述母材打磨区域的打磨次数
[0024]其中，H2母材打磨区域的打磨高度；X2为设定的母材打磨区域的打磨效率。
[0025]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，所述的打磨效率X1和X2，依据实验中收集的数据而设定；所述的打磨效率为单位时间内的打磨深度。
[0026]如上所述的自适应的精磨作业控制方法，其中，打磨区域的进刀量H
N1
为H
N1
＝H1/N1；当所述打磨次数N1+N2为奇数时，打磨区域的进刀量H
N2<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钢轨矫直曲线的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，通过对所述的钢轨矫直加工过程中测量的矫直曲线数据进行处理，获得钢轨焊接接头的平直度曲线；依据所述的平直度曲线计算出精磨参数；利用所述的精磨参数控制精磨机自动进行精磨作业；所述的精磨参数至少包括精磨机打磨次数和进刀量。2.依据权利要求1的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的钢轨矫直加工过程中测量的矫直曲线数据，由最后一条测量矫直平直度的曲线数据构成。3.依据权利要求1或2所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的钢轨矫直加工过程中测量的矫直曲线数据，由矫直机测量头测量的钢轨接头平直度曲线构成。4.依据权利要求1或2所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的钢轨矫直加工过程中采用任意一种常规的测量装置测量钢轨接头平直度曲线构成。5.依据权利要求1所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的精磨参数的计算方法是，依据所述的平直度曲线，分别计算焊缝打磨区域的打磨高度H1和母材打磨区域的打磨高度H2；依据打磨高度H1和H2分别计算出焊缝打磨区域的打磨次数N1和母材打磨区域的打磨次数N2；依据打磨次数N1和N2分别计算出焊缝打磨区域和母材打磨区域的进刀量H
N1
和H
N2
，构成控制精磨机的精磨参数。6.依据权利要求5所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的母材打磨区域依据钢轨型号设定。7.依据权利要求5所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的焊缝打磨区域为粗打磨后焊缝留高处的宽度；所述的焊缝留高为平直度曲线中心突然跃升的小台阶。8.依据权利要求5所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的焊缝打磨区域的打磨高度H1，由焊缝留高处的最高点值H减去e点的计算高度值所得。9.依据权利要求8所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的e点高度高于焊缝留高处的低点。10.依据权利要求8所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的e点高度依据焊缝两侧曲线的延伸线交点计算为e点；所述的延伸线为焊缝两侧曲线的整体趋势线。11.依据权利要求5所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的焊缝打磨区域的打磨次数N1：N1＝H1/X1；其中，H1焊缝打磨区域的打磨高度；X1为设定的焊缝打磨区域的打磨效率。12.依据权利要求5所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的母材打磨区域的打磨次数N2：N2＝H2/X2；其中，H2母材打磨区域的打磨高度；X2为设定的母材打磨区域的打磨效率。13.依据权利要求11或12所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的打磨效率X1和X2，依据实验中收集的数据而设定；所述的打磨效率为单位时间内的打磨深度。14.依据权利要求1或5所述的自适应的精磨作业控制方法，其特征在于，所述的打磨区域的进刀量H
N1
为H
N1
＝H1/N1；当所述打磨次数N1+N2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国，刘颖鑫，李力，高振坤，胡玉堂，李金华，彭鹏，周烨，史雯，刘威，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京中铁科新材料技术有限公司铁科金化科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：