CN105695988A - 轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末 - Google Patents

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CN105695988A CN201610221927.7A CN201610221927A CN105695988A CN 105695988 A CN105695988 A CN 105695988A CN 201610221927 A CN201610221927 A CN 201610221927A CN 105695988 A CN105695988 A CN 105695988A
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Abstract

本发明提供了轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末，车轮为CL60车轮，铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成：铁：75～85，铬：10～20，硅：0～2，镍：0.5～5，磷：0～0.05，硫：0～0.05，碳：0～0.6。本发明提供了一种轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末，该粉末与CL60基材有良好的匹配性，熔覆层润湿性好，无气孔和裂纹产生，熔覆层耐磨性好。其修复后的车轮完全满足TB/T 2078-1996标准技术中的金相组织和无损检测要求，具有良好的耐磨性，且在使用过程中不易产生疲劳裂纹，能够延长车轮使用寿命，能减少车轮的更换频率。

Description

轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆的修复领域，尤其是一种轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末。
背景技术
轨道车辆对车辆的运行速度和承载能力以及安全可靠性起着决定性作用，随着车辆车速的提高，轮轨间的动力作用增加，轮轨磨耗和滚动接触疲劳现象随之加剧。车轮和钢轨因疲劳、剥离磨损等导致的失效，给高速车辆的安全带来极大的隐患，甚至发生安全事故。美国的铁路协会数据库称，在每年报废的上百万车轮有16％的因磨损而淘汰，36％的车轮经修复后再投入使用。
以铁路车轮为例，根据ISO1005/6－1994，通常铁路车轮在设计时选择高强度、高耐磨性、低热裂敏感性的钢材。在80年代，车轮一般采用的是铸钢件，在生产过程中由于铸件处存在气孔或夹杂，质量不稳定，安全有隐患。不断改进为锻件，锻件再经过热处理组织细化，表面淬火，以提高硬度和耐磨性。国内外通过调整车轮材料的碳含量以及进行微合金化来提高其综合性，我国列车车轮主要采用CL60钢。同时，表面处理技术上也出现一些如激光强化，堆焊等工艺。然而，多数情况下车轮在使用一段时间后也容易磨损，甚至出现裂纹。
现有的修复技术主要是经旋削车轮后采用堆焊的方法。激光熔覆技术可显著改善金属表面的耐磨、耐热、耐蚀、抗氧化等性能。与堆焊、热喷涂、电镀等传统表面处理技术相比，它具有诸多优点,如适用的材料体系广泛、熔覆层稀释率可控、熔覆层与基体为冶金结合、基体热变形小、工艺易于实现自动化、修复后的加工量小等。因此，近年来激光熔覆技术得到了国内外的广泛重视,并已在航空航天、石油工业、汽车等诸多工业领域获得应用。
以激光作为热源，在基体表面直接熔覆高强度、高耐磨性的金属材料，可以实现受损车轮的增材制造。激光熔覆是快速凝固方法，具有组织快速冷凝的典型特征，其热影响区较小、熔覆层与基体呈冶金结合，无明显微观缺陷。直接熔化同轴同步输送于零件表面的合金粉末(激光熔覆)和快速凝固，从而获得成分、组织及性能完全不同于零件基材并优于基材的快速凝固非平衡组织。修复后的车轮微观组织细小、致密，熔覆层与基材结合好，无气孔、微观裂纹、夹杂等缺陷，使用性能达到或超过新品的使用性能。激光修复受损铁路车轮作为一种新兴的再制造技术，蕴含着材料、能源和加工附加值，减小了更换新车轮的费用，产生巨大的经济效益。
在铁路车轮的激光修复方面，国内相关标准和专利较少。其中，CN104878380A公开了一种矿车轮对基体材质为ZG45的激光熔覆再制造及强化方法；CN101181858A涉及一种采用镍基合金对车轮裂纹的激光修复方法。国内对CL60锻造车轮的激光修复材料和工艺还末见相关专利。选择合适的合金粉末和优化工艺参数可以使得车轮表面的熔覆层耐磨性能优于基体，从而大大提高车轮的服役寿命，减少车轮的更换频率。国外对修复用粉末材料做了一些尝试，如钢材，镍基合金，钴铬合金等。采用激光修复铁路车轮的工艺在国外已经得到工程应用。我国在使用的车轮超过300百万件，修复再制造带来可观的经济效益。针对CL60锻造车轮的服役条件配置的修复材料和修复工艺是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对CL60锻造车轮提供一种修复用金属粉末、修复设备及修复方法，以延长车轮使用寿命、减少车轮的更换频率。
为了达到上述目的，本发明提供了一种铁基合金粉末，用于修复轨道车辆车轮，所述车轮为CL60车轮，所述铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成：铁：75～85，铬：10～20，硅：0～2，镍：0.5～5，磷：0～0.05，硫：0～0.05，碳：0～0.6。
进一步地，所述铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成：铁：80，铬：18，硅：1，镍：0.55，磷：0.02，硫：0.03，碳：0.4。
本发明还提供了一种轨道车辆车轮的修复设备，采用所述的铁基合金粉末修复车轮，且包括：
支撑模块和第一电机，分别用于支撑车轮和用于驱动车轮旋转；
激光修复模块，包括机器人、激光头、激光器和送粉单元，所述激光头分别与激光器、送粉单元和机器人连接；
切削加工模块，包括机械手臂、夹持刀架和刀具，所述刀具通过夹持刀架固定在机械手臂上；
PLC控制单元、三维扫描仪和计算机，所述PLC控制单元分别与所述计算机、激光器、送粉单元、机器人、机械手臂和第一电机连接，所述三维扫描仪与计算机连接；
其中，所述计算机通过三维扫描仪获取所述车轮的待修复区域的信息，并与参考轮子模型比对且处理生成修复运动参数，所述PLC控制单元根据该修复运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制机器人带动激光头对车轮进行修复，通过所述激光器为激光头提供能源，通过所述送粉单元提供所述铁基合金粉末，所述计算机还通过三维扫描仪获取经激光修复后该车轮的信息，并与参考轮子模型比对且处理生成切削运动参数，所述PLC控制单元根据该切削运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制切削加工模块对车轮切削，以切削成与参考轮子模型相同的车轮。
进一步地，所述支撑模块包括支撑单元、工作台和导轨，所述车轮为具有轴和两个轮子的轮对结构，所述轴架设在支撑单元上且轮子悬设在工作台上方，所述支撑单元固定在工作台上，所述工作台与导轨滑动连接，所述修复设备还包括第二电机，所述PLC控制单元和第二电机连接，通过所述第二电机驱动工作台在导轨上滑动对轮对结构中的两个轮子完成修复操作。
进一步地，所述支撑单元包括支撑架、辅助轴箱和辅助轴承，所述支撑架与辅助轴箱可拆卸连接，所述辅助轴承与辅助轴箱可拆卸连接。
进一步地，所述支撑架为V型支撑架或U型支撑架，所述机器人为六轴机器人，所述激光器为光纤激光器或半导体激光器。
进一步地，所述激光器的激光功率为1000～6000W，所述激光头的扫描速度为3～30mm/s，所述激光头的离焦量为10～14mm，多道熔覆中相邻两道熔覆宽度的搭接率为45％～50％，所述送粉单元的送粉量为10～250g/min，所述送粉单元的送粉气流的流速为5～20g/min，所述惰性气体输送单元用于在所述激光修复模块进行激光修复时为修复区域提供惰性气体保护，所述惰性气体输送单元送出的保护气流的流速为5～20g/min。
进一步地，还包括用于打磨待修复的车轮表面的打磨设备和用于清洗打磨后的车轮表面的清洗设备。
本发明还提供了一种轨道车辆车轮的修复方法，应用在所述的修复设备上，包括：
将所述车轮架设在支撑模块上；
通过所述三维扫描仪对车轮的待修复区域进行扫描，并将获得的三维信息输送至计算机，所述计算机将该三维信息与参考轮子模型比对，并处理生成修复运动参数；
所述PLC控制单元根据该修复运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制机器人带动激光头对车轮进行修复，通过所述激光器为激光头提供能源，通过所述送粉单元提供所述铁基合金粉末；
通过三维扫描仪对经激光修复后的该车轮进行扫描，并将获得的三维信息输送至计算机，所述计算机将该三维信息与参考轮子模型比对，并处理生成切削运动参数；
所述PLC控制单元根据该切削运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制切削加工模块对车轮切削，以切削成与参考轮子模型相同的车轮。
进一步地，所述支撑模块包括支撑单元、工作台和导轨，所述车轮为具有轴和两个轮子的轮对结构，所述轴架设在支撑单元上且轮子悬设在工作台上方，所述支撑单元固定在工作台上，所述工作台与导轨滑动连接，所述修复设备还包括第二电机，所述PLC控制单元和第二电机连接，先完成对一个轮子的切削，再通过所述第二电机驱动工作台在导轨上滑动以对另一个轮子进行激光修复和切削，在对车轮切削后，所述修复方法还包括：对完成修复的车轮进行金相分析和硬度测试。
本发明提供了一种轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末，该粉末与CL60基材有良好的匹配性，熔覆层润湿性好，无气孔和裂纹产生，熔覆层耐磨性好。其修复后的车轮完全满足TB/T2078-1996标准技术中的金相组织和无损检测要求，具有良好的耐磨性，且在使用过程中不易产生疲劳裂纹，能够延长车轮使用寿命，能减少车轮的更换频率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的轨道车辆车轮的修复设备的结构示意图；
图2示意出了本发明实施例提供的支撑模块的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的经金相分析获得的基体组织的示意图；
图4为本发明实施例提供的经金相分析获得的过渡区组织的示意图；
图5为本发明实施例提供的经金相分析获得的熔覆层组织的示意图；
图6为本发明实施例提供的显微硬度测试的结果示意图。
图中，1、计算机；2、光纤激光器；3、PLC控制单元；4、送粉单元；5、机器人；6、激光头；7、三维扫描仪；8、机械手臂；9、第一电机；10、第二电机；11、支撑架；12、工作台；13、导轨；14、车轮；15、惰性气体输送单元；16、氧气输送单元。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
CL60车轮激光修复的粉末选择除了考虑粉末自身特性外，还要考虑粉末与车轮基体材料的热膨胀系数、熔点等物理参数的匹配性。
本发明提供了一种铁基合金粉末，用于修复轨道车辆车轮，所述车轮为CL60车轮，所述铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成：铁：75～85，铬：10～20，硅：0～2，镍：0.5～5，磷：0～0.05，硫：0～0.05，碳：0～0.6。该粉末优点在于：与基材有良好的匹配性，熔覆层润湿性好，无气孔和裂纹产生，熔覆层耐磨性好。
其中，铁的质量百分比可为75、76、77、78、79、80、81、82、83、84或85，铬的质量百分比可为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20，硅的质量百分比可为0、0.5、1、1.5或2，镍的质量百分比可为0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5，磷的质量百分比可为0、0.01、0.02、0.03、0.04或0.05，硫的质量百分比可为0、0.01、0.02、0.03、0.04或0.05，碳的质量百分比为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或0.6。例如，所述铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成：铁：80，铬：18，硅：1，镍：0.55，磷：0.02，硫：0.03，碳：0.4，但本发明并不以此为限。
如图1～2所示，本发明还提供了一种轨道车辆车轮的修复设备，采用所述的铁基合金粉末修复车轮，且包括：
支撑模块和第一电机9，分别用于支撑车轮14和用于驱动车轮14旋转；
激光修复模块，包括机器人5、激光头6、激光器2和送粉单元4，所述激光头6分别与激光器2、送粉单元4和机器人5连接；
切削加工模块，包括机械手臂8、夹持刀架(图未标注)和刀具(图未标注)，所述刀具通过夹持刀架固定在机械手臂8上，刀具用于切削待加工的轨道车辆车轮；
PLC控制单元3、三维扫描仪7和计算机1，所述PLC控制单元3分别与所述计算机1、激光器2、送粉单元4、机器人5、机械手臂8和第一电机9连接，所述三维扫描仪7与计算机1连接；
其中，所述计算机1通过三维扫描仪7获取所述车轮14的待修复区域的信息，并与参考轮子模型比对且处理生成修复运动参数，所述PLC控制单元3根据该修复运动参数控制第一电机9带动车轮14旋转和控制机器人5带动激光头6对车轮14进行修复，通过所述激光器2为激光头6提供能源，通过所述送粉单元4提供所述铁基合金粉末，所述计算机1还通过三维扫描仪7获取经激光修复后该车轮14的信息，并与参考轮子模型比对且处理生成切削运动参数，所述PLC控制单元3根据该切削运动参数控制第一电机9带动车轮14旋转和控制切削加工模块对车轮14切削，以切削成与参考轮子模型相同的车轮。
在本实施例中，请参考图2，所述支撑模块包括支撑单元、工作台12和导轨13，所述车轮14为具有轴和两个轮子的轮对结构，所述轴架设在支撑单元上且轮子悬设在工作台12上方，所述支撑单元固定在工作台12上，所述工作台12与导轨13滑动连接，所述修复设备还包括第二电机10，所述PLC控制单元3和第二电机10连接，通过所述第二电机10驱动工作台12在导轨13上滑动对轮对结构中的两个轮子完成修复操作(包括激光修复操作和切削操作)。
在本实施例中，所述支撑单元包括支撑架11、辅助轴箱(未图示)和辅助轴承(未图示)，所述支撑架11与辅助轴箱可拆卸连接，所述辅助轴承与辅助轴箱可拆卸连接。其优点是：可装载已拆卸轴承的轮对，或未拆卸轴箱的轮对，并且对不同型号的轮对具有很好的通用性。进一步地，所述支撑架为V型支撑架或U型支撑架，所述激光器为光纤激光器或半导体激光器，所述轮对14的轴头架设在所述支撑单元上，通过所述第一电机9驱动所述轴位于两个轮子之间的部分使得轮对旋转，所述机器人5为六轴机器人。
在本实施例中，三维扫描仪7固定在激光头6上，但不以此为限。三维扫描仪7的设置位置只要使得该三维扫描仪7能够实现扫描功能即可。
在本实施例中，所述激光器的激光功率为1000～6000W，所述激光头的扫描速度为3～30mm/s，所述激光头的离焦量为10～14mm，多道熔覆中相邻两道熔覆宽度的搭接率为45％～50％，所述送粉单元的送粉量为10～250g/min，所述送粉单元的送粉气流的流速为5～20g/min。
优选地，所述送粉单元包括送粉机和惰性气体输送单元，所述惰性气体输送单元用于在所述激光修复模块进行激光修复时为修复区域提供惰性气体保护，例如输送氩气，但不限于此。对惰性气体输送单元的输送，可以通过人工控制其输送，也可设置电磁阀，通过PLC控制单元3控制电磁阀开关进而通过电磁阀控制惰性气体输送单元的输送情况。在本实施例中，所述惰性气体输送单元送出的保护气流的流速为5～20g/min。
其中，送粉机具有送粉的功能，为了驱动送粉机中的粉从送粉机的喷嘴喷出，送粉机需要包括气流产生单元，该气流产生单元可以采用惰性气体输送单元实现对粉末的驱动。也就是，在本实施例中，通过惰性气体输送单元的一路产生保护气流，还惰性气体输送单元的另一路产生送粉气流，但不限于此。
在本实施例中，所述修复设备还包括打磨设备(未图示)，用于打磨待修复的轮子的表面。具体地，对轮子的表面打磨以去除杂物和氧化皮等。所述修复设备还包括清洗设备(未图示)，用于清洗打磨后的轮子的表面。通过打磨和清洗能够排除基体残留缺陷对熔覆层组织造成的不利影响；防止在激光熔覆过程中油污、氧化物等杂质对熔覆层组织造成的夹杂、气孔、裂纹等缺陷，从而提高修复质量。
本发明还提供了一种轨道车辆车轮的修复方法，应用在所述的修复设备上，包括：
将所述车轮14架设在支撑模块上；
通过所述三维扫描仪7对车轮14的待修复区域进行扫描，并将获得的三维信息输送至计算机1，所述计算机1将该三维信息与参考轮子模型比对，并处理生成修复运动参数；
所述PLC控制单元3根据该修复运动参数控制第一电机9带动车轮14旋转和控制机器人5带动激光头6对车轮14进行修复，通过所述激光器2为激光头6提供能源，通过所述送粉单元4提供所述铁基合金粉末；
通过三维扫描仪7对经激光修复后的该车轮14进行扫描，并将获得的三维信息输送至计算机1，所述计算机1将该三维信息与参考轮子模型比对，并处理生成切削运动参数；
所述PLC控制单元3根据该切削运动参数控制第一电机9带动车轮14旋转和控制切削加工模块对车轮14切削，以切削成与参考轮子模型相同的车轮。
进一步地，先完成对一个轮子的切削，再通过所述第二电机驱动工作台在导轨上滑动以对另一个轮子进行激光修复和切削，在对车轮切削后，所述修复方法还包括：对完成修复的车轮进行金相分析和硬度测试。
优选地，金属粉末搅拌预热，加热至80～120度保温1小时，例如100度，目的是为了除去粉末中的水份，提高粉末流动性，防止水份进入熔覆组织。
所述激光器可以采用光纤激光器或半导体激光器，通过激光器产生高能量密度的光斑扫描车轮修复区域基体，形成熔池。例如，采用光纤激光器通过激光头输出的圆形光斑，光斑直径在2-4mm内调节；或者半导体激光器直接输出长方形光斑，长度10-20mm内可调，宽度1-4mm可调。同时高纯氩气将粉材从喷嘴吹出进入熔池修复车轮。保护气采用高纯氩气作为惰性气体保护熔覆区域的冶金质量。
在本实施例中，针对车轮为轮对结构的情况，给出了一种所述修复方法的具体实施例，该实施例仅用于举例说明修复方法的过程，并不限于该实施例中的具体修复过程，该修复方法具体包括：
步骤1：车轮为轮对结构(包括轴和两个轮子)，对一个轮子的待修复区域进行表面预处理，包括用于去除表面杂物和氧化皮的打磨处理和用于清洗打磨后的轮子的表面的清洗处理，将所述车轮架设在支撑模块上；
步骤2：通过所述三维扫描仪7对该轮子的待修复区域进行扫描，并将获得的三维信息输送至计算机1，所述计算机1将该三维信息与参考轮子模型比对，并处理生成修复运动参数；
步骤3：所述PLC控制单元3根据该修复运动参数控制第一电机9带动该轮子旋转和控制机器人5带动激光头6对该轮子进行修复，通过所述激光器2为激光头6提供能源，通过所述送粉单元4提供所述铁基合金粉末；
步骤4：通过三维扫描仪7对经激光修复后的该轮子进行扫描，并将获得的三维信息输送至计算机1，所述计算机1将该三维信息与参考轮子模型比对，并处理生成切削运动参数；
步骤5：所述PLC控制单元3根据该切削运动参数控制第一电机9带动轮子旋转和控制切削加工模块对该轮子切削，以切削成与参考轮子模型相同的轮子；
步骤6：通过所述第二电机驱动工作台在导轨上滑动对该轮对结构中的另一轮子重复进行步骤1-5的处理；
步骤7：对完成修复的车轮进行金相分析和硬度测试。
也就是，在本实施例中，所述支撑模块包括支撑单元、工作台和导轨，所述车轮为具有轴和两个轮子的轮对结构，所述轴架设在支撑单元上且轮子悬设在工作台上方，所述支撑单元固定在工作台上，所述工作台与导轨滑动连接，所述修复设备还包括第二电机，所述PLC控制单元和第二电机连接，先完成对一个轮子的切削，再通过所述第二电机驱动工作台在导轨上滑动以对另一个轮子进行激光修复和切削，在对车轮切削后，所述修复方法还包括：对完成修复的车轮进行金相分析和硬度测试。
当轮对上固定有轴箱时，则将所述轴箱架设在支撑架上以实现对轮对的架设，当轮对上固定有轴承时，则将所述轴承通过所述辅助轴箱架设在支撑架上以实现对轮对的架设，当轮对上未固定有轴箱或轴承时，则将所述轮对通过辅助轴承以及辅助轴箱架设在支撑架上以实现对轮对的架设。
在步骤1中，通过所述打磨设备进行打磨操作，通过人工或所述清洗设备进行清洗操作。对于清洗操作，例如，可以用丙酮和无水酒精清洗修复区域及周围5mm范围内的污质。此外，步骤1中的预处理操作和将所述车轮架设在支撑模块上的操作之间的先后顺序并不进行限定，前者先操作且后者后操作，或者后者先操作且前者后操作均可。
对于金相分析过程，采用金相显微镜对修复后的工件，如图3～5所示，分别对基体组织、过渡区组织、熔覆层组织进行金相检验。分析结果表明熔覆层材料与基体结合界面良好，粉材与基体材料的匹配性好。低倍下无未熔合、裂纹和夹杂等缺陷，高倍下无明显气孔，组织细小致密。
对于硬度测试过程，使用加载力为0.5KG力的维氏硬度计测量基材到熔覆层组织的显微硬度，分别取五个点进行测量，其结果如下(HRC)请参考图6。显微硬度测试表明，硬度测试平均硬度为41.5HRC，从过渡区到熔覆层硬度高于基体材料，经激光修复后的材料力学性能优于基体组织。
此外，在步骤7中，还进行尺寸检测，通过检测表明，修复后的车轮能够满足铁路车轮交货技术条件。
本发明提供了一种轨道车辆车轮的修复设备、方法及采用的铁基合金粉末，该粉末与CL60基材有良好的匹配性，熔覆层润湿性好，无气孔和裂纹产生，熔覆层耐磨性好。其修复后的车轮完全满足TB/T2078-1996标准技术中的金相组织和无损检测要求，具有良好的耐磨性，且在使用过程中不易产生疲劳裂纹，能够延长车轮使用寿命，能减少车轮的更换频率。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁基合金粉末，用于修复轨道车辆车轮，其特征在于，所述车轮为CL60车轮，所述铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成：铁：75～85，铬：10～20，硅：0～2，镍：0.5～5，磷：0～0.05，硫：0～0.05，碳：0～0.6。
2.如权利要求1所述的铁基合金粉末，其特征在于，所述铁基合金粉末由如下按重量百分比分配的修复材料组成：铁：80，铬：18，硅：1，镍：0.55，磷：0.02，硫：0.03，碳：0.4。
3.一种轨道车辆车轮的修复设备，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的铁基合金粉末修复车轮，且包括：
支撑模块和第一电机，分别用于支撑车轮和用于驱动车轮旋转；
激光修复模块，包括机器人、激光头、激光器和送粉单元，所述激光头分别与激光器、送粉单元和机器人连接；
切削加工模块，包括机械手臂、夹持刀架和刀具，所述刀具通过夹持刀架固定在机械手臂上；
PLC控制单元、三维扫描仪和计算机，所述PLC控制单元分别与所述计算机、激光器、送粉单元、机器人、机械手臂和第一电机连接，所述三维扫描仪与计算机连接；
其中，所述计算机通过三维扫描仪获取所述车轮的待修复区域的信息，并与参考轮子模型比对且处理生成修复运动参数，所述PLC控制单元根据该修复运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制机器人带动激光头对车轮进行修复，通过所述激光器为激光头提供能源，通过所述送粉单元提供所述铁基合金粉末，所述计算机还通过三维扫描仪获取经激光修复后该车轮的信息，并与参考轮子模型比对且处理生成切削运动参数，所述PLC控制单元根据该切削运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制切削加工模块对车轮切削，以切削成与参考轮子模型相同的车轮。
4.如权利要求3所述的轨道车辆车轮的修复设备，其特征在于，所述支撑模块包括支撑单元、工作台和导轨，所述车轮为具有轴和两个轮子的轮对结构，所述轴架设在支撑单元上且轮子悬设在工作台上方，所述支撑单元固定在工作台上，所述工作台与导轨滑动连接，所述修复设备还包括第二电机，所述PLC控制单元和第二电机连接，通过所述第二电机驱动工作台在导轨上滑动对轮对结构中的两个轮子完成修复操作。
5.如权利要求4所述的轨道车辆轮对的修复设备，其特征在于，所述支撑单元包括支撑架、辅助轴箱和辅助轴承，所述支撑架与辅助轴箱可拆卸连接，所述辅助轴承与辅助轴箱可拆卸连接。
6.如权利要求5所述的轨道车辆车轮的修复设备，其特征在于，所述支撑架为V型支撑架或U型支撑架，所述机器人为六轴机器人，所述激光器为光纤激光器或半导体激光器。
7.如权利要求3或4所述的轨道车辆车轮的修复设备，其特征在于，所述激光器的激光功率为1000～6000W，所述激光头的扫描速度为3～30mm/s，所述激光头的离焦量为10～14mm，多道熔覆中相邻两道熔覆宽度的搭接率为45％～50％，所述送粉单元的送粉量为10～250g/min，所述送粉单元的送粉气流的流速为5～20g/min，所述送粉单元包括送粉机和惰性气体输送单元，所述惰性气体输送单元用于在所述激光修复模块进行激光修复时为修复区域提供惰性气体保护，所述惰性气体输送单元送出的保护气流的流速为5～20g/min。
8.如权利要求3或4所述的轨道车辆车轮的修复设备，其特征在于，还包括用于打磨待修复的车轮表面的打磨设备和用于清洗打磨后的车轮表面的清洗设备。
9.一种轨道车辆车轮的修复方法，应用在如权利要求3-8中任一项所述的修复设备上，其特征在于，包括：
将所述车轮架设在支撑模块上；
通过所述三维扫描仪对车轮的待修复区域进行扫描，并将获得的三维信息输送至计算机，所述计算机将该三维信息与参考轮子模型比对，并处理生成修复运动参数；
所述PLC控制单元根据该修复运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制机器人带动激光头对车轮进行修复，通过所述激光器为激光头提供能源，通过所述送粉单元提供所述铁基合金粉末；
通过三维扫描仪对经激光修复后的该车轮进行扫描，并将获得的三维信息输送至计算机，所述计算机将该三维信息与参考轮子模型比对，并处理生成切削运动参数；
所述PLC控制单元根据该切削运动参数控制第一电机带动车轮旋转和控制切削加工模块对车轮切削，以切削成与参考轮子模型相同的车轮。
10.如权利要求9所述的轨道车辆车轮的修复方法，其特征在于，所述支撑模块包括支撑单元、工作台和导轨，所述车轮为具有轴和两个轮子的轮对结构，所述轴架设在支撑单元上且轮子悬设在工作台上方，所述支撑单元固定在工作台上，所述工作台与导轨滑动连接，所述修复设备还包括第二电机，所述PLC控制单元和第二电机连接，先完成对一个轮子的切削，再通过所述第二电机驱动工作台在导轨上滑动以对另一个轮子进行激光修复和切削，在对车轮切削后，所述修复方法还包括：对完成修复的车轮进行金相分析和硬度测试。
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