CN102183219B

CN102183219B - 一种钢轨扭曲度在线检测系统

Info

Publication number: CN102183219B
Application number: CN 201110029284
Authority: CN
Inventors: 舒琦
Original assignee: WUHAN HUAKE NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: WUHAN HUAKE NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2031-01-27
Also published as: CN102183219A

Abstract

本发明公开了一种钢轨扭曲度在线检测系统，包括钢轨扭曲度在线检测装置、电气控制装置以及计算机控制装置，所述钢轨扭曲度在线检测装置与所述电气控制装置、与计算机控制装置连接在一起，其中，所述钢轨扭曲度在线检测装置包括有支架(1)、大理石标块(39)、第一电机(6)以及与其连接在一起的横向移动装置(3)；第二电机(18)以及与其连接在一起的纵向移动装置(23)；小电机(25)以及可转动测量架(29)；在所述纵向移动装置(23)上焊接有固定轴(27)，在所述固定轴(27)上设置所述可转动测量架(29)，所述可转动测量架(29)连接有一个测量台(32)；所述测量台(32)上固定有激光测量头(33)以及两个激光寻边器(38)。

Description

一种钢轨扭曲度在线检测系统

技术领域

本发明涉及一种专门为钢轨生产行业、测量钢轨扭曲度的检测设备，属于钢轨扭曲度在线检测领域。

背景技术

钢轨在生产过程中由于各种原因在轧制过程中会出现钢轨底面扭曲，出厂时要进行扭曲度测量，为了确保钢轨的产品质量，必须要用现代化的检测设备进行检测。

目前在钢轨生产行业，一般都是靠人工用钢轨扭曲度测量尺进行测量，但是由于生产速度快人工用钢轨扭曲度测量尺进行测量太慢，而且测量时需要二人配合才能测量并且测量精度不高，因此，使得钢轨扭曲度检测不能进行全面的检测，只能进行抽检检测，进而给钢轨的生产的推广带来了很大的困难。为了实现快速地生产，人们需要一种能够快速地进行在线检测的装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能直接在线检测钢轨扭曲度的测量装置。该种检测装置能够有利于提高出厂产品质量、大幅度地提高钢轨成品的精度。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下面所描述：

一种钢轨扭曲度在线检测系统，包括钢轨扭曲度在线检测装置、电气控制装置以及计算机控制装置，所述钢轨扭曲度在线检测装置包括有支架、大理石标块、电机以及与其连接在一起的横向移动装置、第一电机以及与其连接在一起的纵向移动装置、小电机以及可转动测量架；在所述纵向移动装置上焊接有固定轴，在所述固定轴上设置所述可转动测量架，所述可转动测量架连接有一个测量台；所述第一电机可驱动所述横向移动装置移动到大理石标块正下方；所述纵向移动装置在向上移动时，使可转动测量架上移从而使测量台上移；所述测量台上固定有激光测量头以及两个激光寻边器，其中，所述第一电机、第二电机和小电机、激光测量头、激光寻边器与所述电气控制装置连接，所述电气控制装置与计算机控制装置连接在一起。

进一步地，优选的结构是，所述电气控制装置包括有PLC控制器、激光控制器、激光寻边传感器、步进电器驱动器，所述PLC控制器、激光控制器、激光寻边传感器、步进电器驱动器设置在一个控制柜柜体之中。

进一步地，优选的结构是，所述支架上固定有两根导轨架，所述导轨架上设置有两根长导轨，所述长导轨上设置有四个第一滑块并可在所述长导轨上滑动。

进一步地，优选的结构是，在所述支架上还焊接有长丝杆固定架，所述第一电机通过第一联轴器和长丝杆一端连接，丝母和长丝杆配合安装，所述丝母通过第一连接块和电机固定座相连，所述电机固定座焊在所述横向移动装置上。

进一步地，优选的结构是，所述横向移动装置上通过螺丝还安装有四个第二滑块、两个短导轨和轴承固定座；所述第二电机通过螺丝安装在所述电机固定座上，并通过第二联轴器和短丝杆连接；所述短丝杆的一端安装有轴承，所述轴承安装在轴承固定座内；丝母和短丝杆配合并通过第二连接块和所述纵向移动装置相连在一起。

进一步地，优选的结构是，所述纵向移动装置上通过螺丝安装有两个第三滑块以及所述小电机和四个滚动轴承、固定轴；小齿轮和所述小电机轴配合安装并和扇形齿轮块齿配合，并且，所述可转动测量架中心开有一个孔，通过所述固定轴和纵向移动装置配合安装并可绕固定轴转动。

进一步地，优选的结构是，所述可转动测量架上焊有扇形齿轮块、三个弹簧固定柱；所述测量台上安装有三个钢球固定柱；所述钢球固定柱内安装有三个钢球并通过三根双头螺杆和三个弹簧固定柱相连；所述三根双头螺杆套有三根弹簧。

本发明在采取了上述技术方案以后具有的有益效果如下面所述：

第一，由于本发明利用激光光学检测原理检测，同时模拟钢轨扭曲度测量尺测量，并通过电器控制部分控制相关的机械控制，从而达到在线快速检测的目的；

第二，本发明装置结构简单、成本低，测量精度高，是极容易实施的在线检测钢轨扭曲度的检测装置，利用在线检测钢轨扭曲度的测量装置其意义是非常明显的，它可以保证检测的及时性和可靠性，具有非常好的技术效果。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为钢轨扭曲度在线检测装置的安装示意图；

图2为钢轨扭曲度在线检测装置的结构示意图；

图3A为钢轨扭曲度在线检测装置的正视示意图；图3B为钢轨扭曲度在线检测装置的剖视示意图；

图4A为钢轨扭曲度在线检测装置的俯视示意图；图4B为钢轨扭曲度在线检测装置的剖视示意图；

其中，各个附图中的组件依次为：1支架、2导轨架、3横向移动装置、4长导轨、5滑块、6电机、7长丝杆、8丝母、9轴承固定座、10轴承、11联轴器、12连接块、13电机固定座、14联轴器、15轴承固定座、16轴承、17短丝杆、18电机、19丝母、20连接块、21短导轨、22长丝杆固定架、23纵向移动装置、24滑块、25小电机、26小齿轮、27固定轴、28滚动轴承、29可转动测量架、30扇形齿轮块、31弹簧固定柱、32测量台、33激光测量头、34钢球固定柱、35、双头螺杆、36钢球、37弹簧、38激光寻边器、39大理石标块、40钢轨、41钢辊、42控制柜、43计算机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述。

本专利分为以下三大部分：

一、检测装置部分：

该检测装置利用激光光学检测原理检测，模拟钢轨扭曲度测量尺测量方式进行检测，其中，所述电器控制部分和相关的程序控制部分都是用来控制上述检测装置部分进行运行的。

二、电器控制部分：

主要包括设置在柜体之中的PLC控制器、激光控制器、激光寻边传感器、步进电机驱动器，以及开关电源和按键旋钮部件，所述部件与上述检测装置部分连接在一起。

三、程序控制部分

基于计算机及PLC控制器的程序控制，采用进口激光控制器，保证测量结果稳定性和精确性。

一边地，所述检测装置部分连接所述电器控制部分，同时，所述电器控制部分连接所述程序控制部分。

下面结合附图作进一步描述：

图1为钢轨扭曲度在线检测装置的安装示意图；

如图所示，在该优选的实施例之中，所述钢轨扭曲度在线检测系统，包括连接在一起的钢轨扭曲度在线检测装置41、电气控制装置以及计算机控制装置，其中，所述电气控制装置42采取的是一个控制柜42，所述计算机控制装置是一个内部装有控制程序的计算机43。

图2为钢轨扭曲度在线检测装置的结构示意图；

图3A为钢轨扭曲度在线检测装置的正视示意图；图3B为钢轨扭曲度在线检测装置的剖视示意图；图4A为钢轨扭曲度在线检测装置的俯视示意图；图4B为钢轨扭曲度在线检测装置的剖视示意图。

如图所示，所述钢轨扭曲度在线检测装置，包含下列的部件：支架1、两根导轨架2、横向移动装置3、两根长导轨4、四个滑块5、第一电机6、长丝杆7、丝母8、两个轴承固定座9、两个轴承10、联轴器11、连接块12、电机固定座13、联轴器14、轴承固定座15、轴承16、短丝杆17、第二电机18、丝母19、连接块20、两个短导轨21、长丝杆固定架22、纵向移动装置23、滑块24、小电机25、小齿轮26、固定轴27、滚动轴承28、可转动测量架29、扇形齿轮块30、三个弹簧固定柱31、测量台32、激光测量头33、三个钢球固定柱34、三根双头螺杆35、三个钢球36、三根弹簧37、两个激光寻边器38、大理石标块39组成。

其中，在由支架1上用螺栓和螺母固定有两根导轨架2，两根长导轨4安装在导轨架2上，四个第一滑块5和两根长导轨4配合在长导轨4上滑动。

第一电机6安装在支架1上，长丝杆固定架2 2焊在支架1上，长丝杆7两端安装有轴承10通过轴承固定座9安装在长丝杆固定架22上；并且，所述第一电机6通过第一联轴器11和长丝杆7一端连接，丝母8和长丝杆7配合安装，丝母8通过第一连接块12和电机固定座1 3相连，电机固定座13焊在横向移动装置3上。

同时，所述横向移动装置3上通过螺丝安装有四个第二滑块5、两个短导轨21和轴承固定座15。

所述第二电机18通过螺丝安装在电机固定座13上，并通过第二联轴器14和短丝杆17连接；短丝杆17的一端安装有轴承16，轴承16安装在轴承固定座15内；丝母19和短丝杆17配合并通过第二连接块20和纵向移动装置23相连；纵向移动装置23上通过螺丝安装有两个第三滑块24、小电机25和四个滚动轴承28；纵向移动装置23上焊有固定轴27。

所述小齿轮26和小电机25轴配合安装并和扇形齿轮块30齿配合；可转动测量架29中心开有一个孔，通过固定轴27和纵向移动装置23配合安装并可绕固定轴27转动；可转动测量架29上焊有扇形齿轮块30、三个弹簧固定柱31；

测量台32上安装有激光测量头33、两个激光寻边器38和三个钢球固定柱34；三个钢球固定柱34内安装有三个钢球36并通过三根双头螺杆35和三个弹簧固定柱31相连；三根双头螺杆35套有三根弹簧37；大理石标块39放置在支架1上。

其中，所述第一电机6、第二电机18、小电机25、激光测量头33和两个激光寻边器38通过导线和控制柜42相连；控制柜42内安装有PLC控制器、激光控制器、激光寻边传感器、步进电机驱动器、开关电源、按键旋钮；计算机43通过导线和控制柜42相连。

下面我们对上述检测装置的检测方法进行一个详细的描述：

首先，钢轨40在钢辊41运行到钢轨扭曲度在线检测装置支架1上方停止运行，需要检测扭曲度时按计算机43检测程序“测量”按钮，通过控制柜42中的PLC控制器给步进电机驱动器发出指令使第一电机6转动，第一电机6转动通过联轴器11使长丝杆7转动从而使丝母8移动，丝母8移动通过连接块12电机固定座13使横向移动装置3移动，横向移动装置3移动到大理石标块39正下方第一电机6停止转动。

接着，控制柜42中的PLC控制器给步进电机驱动器发出指令使第二电机18转动，第二电机18转动通过联轴器14使短丝杆17转动；短丝杆17转动使丝母19移动；丝母19移动通过连接块20使纵向移动装置23通过两个滑块24沿着两个短导轨21向上移动。

纵向移动装置23向上移动使可转动测量架29上移从而使测量台32上移；测量台32上移使三个钢球36通过三根弹簧37作用从而三个钢球36全部和大理石标块39底部接触，第二电机18停止转动。

这时，我们通过控制柜42中的PLC控制器给激光控制器发出指令使激光测量头33开始测量读值；激光测量头33读到的测量结果通过计算机43进入检测程序“原始测量值”栏；测量完毕纵向移动装置23回位。

接着，计算机内部的“检测程序”再通过控制柜42中的PLC控制器给步进电机驱动器发出指令使第一电机6转动，第一电机6转动通过联轴器11使长丝杆7转动从而使丝母8移动，丝母8移动通过连接块12电机固定座13使横向移动装置3继续向前移动，横向移动装置3向前移动一定位置后，两个激光寻边器38开始发挥作用，一个激光寻边器38找到钢轨40时，激光寻边传感器通过PLC控制器给步进电机驱动器发出指令使第一电机6停止转动。

这时，如果钢轨40偏斜，两个激光寻边器38寻边开始，激光寻边传感器通过PLC控制器给电机驱动器发出指令使第一电机6、小电机25配合两个激光寻边器38寻边。

小电机25转动通过小齿轮26和扇形齿轮块30使可转动测量架29左右转动从而使测量台32左右转动使两个激光寻边器38寻边。

所述激光寻边器38寻边结束后，通过PLC控制器给步进电机驱动器发出指令使第二电机18转动，第二电机18转动通过联轴器14使短丝杆17转动；短丝杆17转动使丝母19移动；丝母19移动通过连接块20使纵向移动装置23通过两个滑块24沿着两个短导轨21向上移动。

纵向移动装置23向上移动使可转动测量架29上移从而使测量台32上移；测量台32上移使三个钢球36通过三根弹簧37作用从而三个钢球36全部和钢轨40底部接触，第二电机18停止转动；

通过控制柜42中的PLC控制器给激光控制器发出指令使激光测量头33开始测量读值；激光测量头33读到的测量结果通过计算机43进入检测程序“测量值”栏测量值＝实测值-原始测量值；测量完毕纵向移动装置23回位；PLC控制器给步进电机驱动器发出指令使第一电机6转动从而使横向移动装置3回位。

测量完毕。等待下一次测量。下一次测量重复上述动作。

由于本发明利用激光光学检测原理检测，模拟钢轨扭曲度测量尺测量方式，结合电器控制部分和相关的程序控制部分控制相关的机械控制达到在线快速检测的目的，具有非常好的技术目的和技术效果。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种钢轨扭曲度在线检测系统，其特征在于，包括钢轨扭曲度在线检测装置、电气控制装置以及计算机控制装置，所述钢轨扭曲度在线检测装置包括有支架(1)、大理石标块(39)、第一电机(6)以及与其连接在一起的横向移动装置(3)、第二电机(18)以及与其连接在一起的纵向移动装置(23)、小电机(25)以及可转动测量架(29)；在所述纵向移动装置(23)上焊接有固定轴(27)，在所述固定轴(27)上设置所述可转动测量架(29)，所述可转动测量架(29)连接有一个测量台(32)；所述第一电机(6)可驱动所述横向移动装置(3)移动到大理石标块(39)正下方；所述纵向移动装置(23)在向上移动时，使可转动测量架(29)上移从而使测量台(32)上移；所述测量台(32)上固定有激光测量头(33)以及两个激光寻边器(38)，其中，所述第一电机(6)、第二电机(18)和小电机(25)、激光测量头(33)、激光寻边器(38)与所述电气控制装置连接，所述电气控制装置与计算机控制装置连接在一起。

2.根据权利要求1所述的钢轨扭曲度在线检测系统，其特征在于，所述电气控制装置包括有PLC控制器、激光控制器、激光寻边传感器、步进电器驱动器，所述PLC控制器、激光控制器、激光寻边传感器、步进电器驱动器设置在一个控制柜柜体之中。

3.根据权利要求1或2所述的钢轨扭曲度在线检测系统，其特征在于，其特征在于，所述支架上(1)固定有两根导轨架(2)，所述导轨架(2)上设置有两根长导轨(4)，所述长导轨(4)上设置有四个第一滑块(5)并可在所述长导轨(4)上滑动。

4.根据权利要求3所述的钢轨扭曲度在线检测系统，其特征在于，在所述支架(1)上还焊接有长丝杆固定架，所述第一电机(6)通过第一联轴器(11)和长丝杆(7)一端连接，丝母(8)和长丝杆(7)配合安装，所述丝母(8)通过第一连接块(12)和电机固定座(13)相连，所述电机固定座(13)焊在所述横向移动装置(3)上。

5.根据权利要求4所述的钢轨扭曲度在线检测系统，其特征在于，所述横向移动装置(3)上通过螺丝还安装有四个第二滑块(5)、两个短导轨(21)和轴承固定座(15)；所述第二电机(18)通过螺丝安装在所述电机固定座(13)上，并通过第二联轴器(14)和短丝杆(17)连接；所述短丝杆(17)的一端安装有轴承(16)，所述轴承(16)安装在轴承固定座(15)内；丝母(19)和短丝杆(17)配合并通过第二连接块(20)和所述纵向移动装置(23)相连在一起。

6.根据权利要求5所述的钢轨扭曲度在线检测系统，其特征在于，所述纵向移动装置(23)上通过螺丝安装有两个第三滑块(24)以及所述小电机(25)和四个滚动轴承(28)、固定轴(27)；小齿轮(26)和所述小电机(25)轴配合安装并和扇形齿轮块(30)齿配合，并且，所述可转动测量架(29)中心开有一个孔，通过所述固定轴(27)和纵向移动装置(23)配合安装并可绕固定轴(27)转动。

7.根据权利要求6所述的钢轨扭曲度在线检测系统，其特征在于，所述可转动测量架(29)上焊有扇形齿轮块(30)、三个弹簧固定柱(31)；所述测量台(32)上安装有三个钢球固定柱(34)；所述钢球固定柱(34)内安装有三个钢球(36)并通过三根双头螺杆(35)和三个弹簧固定柱(31)相连；所述三根双头螺杆(35)上套有三根弹簧(37)。