CN107346121B - 一种数控不落轮镟床控制系统及其使用方法 - Google Patents

一种数控不落轮镟床控制系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数控不落轮镟床控制系统，包括数控系统PLC、NCU单元和人机界面HMI，其特征在于：所述NCU单元为数控系统PLC的中央控制单元，NCU单元通过以太网与数控系统PLC连接，人机界面HMI为登录界面且通过与NCU单元进行数据通信实现信息的加载和卸载功能，通过NCU单元与数控系统PLC进行通信且控制镟床对机车轮对的加工和镟床的设备诊断，所述数控系统PLC包括轮对测量模块、刀具补偿调整模块、自动镟修模块、自动维护模块，同时也介绍了该控制系统的使用方法。本发明设计合理、实用性强，机车轮对的镟修方式简单、操作方便，避免了需要高技术人员才能维修的问题，且设定预维护点和实时检测，实现定期维护镟床，降低了镟床的故障率和维修所需要的时间。

Description

一种数控不落轮镟床控制系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种数控不落轮镟床，尤其是一种数控不落轮镟床控制系统及其使用方法。
背景技术
目前，随着列车速度的提高和城市轨道交通的发展，机车轮对的磨损也不断加快，检测周期缩短，并且机车运行密度不断增加，因此对机车的维护和安全保养提出了更高的要求，铁路机车车辆及地铁车辆经较长时间的运行后，轮对与钢轨接触的轮缘踏面会产生磨损和变形，为了保障机车的正常安全运行，需要对机车车辆及地铁车辆进行修复性加工或镟修，因此提高轮对镟修的效率和质量已经非常重要；数控不落轮镟床主要用于机车轮对的修复性加工或镟修，现有的数控不落轮镟床大多采用step7进行设备问题的诊断，需要具有一定专业技能的专业人员才能进行诊断，对技术要求较高，很难实现设备的诊断和维护。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种操作方便、维护性好、工作效率高的数控不落轮镟床控制系统及其使用方法。
本发明的技术方案为：一种数控不落轮镟床控制系统，包括数控系统PLC、NCU单元和人机界面HMI，其特征在于：所述NCU单元为数控系统PLC的中央控制单元，NCU单元通过以太网与数控系统PLC连接，人机界面HMI为登录界面且通过与NCU单元进行数据通信实现信息的加载和卸载功能，通过NCU单元与数控系统PLC进行通信且控制镟床对机车轮对的加工和镟床的设备诊断，所述数控系统PLC包括有轮对测量模块、刀具补偿调整模块、自动镟修模块、自动维护模块。
所述轮对测量模块可以测量轮对左右轮子的直径、左右轮子的直径差、径向跳动、端面跳动、轮缘高度、轮缘厚度、QR值和内侧距参数。
所述刀具补偿调整模块用于调整刀具补偿值从而修正轮对轮廓，通过刀具补偿调整模块实现踏面刀具T1的X方向和Z方向长度补偿、轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向刀具长度补偿、踏面刀具T1的X方向和Z方向的刀具磨损补偿、轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向的刀具磨损补偿，其中，轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向刀具长度补偿出厂时已设定好，不需要调整，可以根据测量得到的轮缘厚度和实际轮型踏板测量得到的结果调整刀具的磨损补偿。
所述自动镟修模块根据轮对测量模块测量的数据，加工时可以选择最大直径切削和最优轮缘厚度切削，根据输入的切削深度可以计算得到目标直径，即切削后轮对的额定直径。
所述自动维护模块通过监控信号实时检测镟床的问题点，并对镟床进行预维护点设定，自动维护模块根据设定的预维护点、检测出的镟床的问题点对镟床进行维护。
一种数控不落轮镟床控制系统的使用方法，其操作步骤如下：
1）打开人机界面HMI后会进入登录界面，根据需要选择登录方式并输入密码，输入登录信息后进入车辆信息输入界面，车辆信息输入界面用于识别机车轮对镟修的数据，并输入机车编号、转向架型号、轴编号和运行里程数信息并输送至NCU单元和数控系统PLC，然后进入加载功能操作界面；
2）进入加载功能界面后选择当前需要选择加工机车的车辆型式、转向架型式或单轮对型式，并选择需要加工的机车的轮对轮廓型号，每一个轮廓型号对应一个R参数值，并切换到自动运行状态；
3）加载完成之后进入到加工前测量界面，在自动方式下运行主程序调用测量子程序，测量的数据保存在NCU单元的R参数里，人机界面HMI通过读取NCU单元的R参数数据，将轮对直径、轮缘厚度、轮缘高度、内侧距数据显示在测量界面；
4）加工前测量完成后进入自动镟修界面，根据加工前测量得到的数据，输入轮对的加工深度和选择加工的轮廓型号，并对机车轮对进行切削加工，根据加工前测量的轮对直径，径向跳动和切削深度从而计算出加工后轮对的额定直径；
5）加工完成后进入加工后测量界面，检测加工的机车轮对是否达到镟修要求，如果测量得到的结果不满足机车轮对镟修标准的要求，自动切换到加工界面进行镟修，如果机车轮对符合镟修要求，进入到打印界面；
6）进入打印系统根据用户需要打印机车轮对的镟修数据记录，方便查看整个机车轮对镟修状态并为下次机车轮镟修提供参考；
7）打印完成后进入卸载功能界面，通过运行主程序调用卸载子程序完成卸载过程；
8）当出现维护和报警提示时，通过自动维护模块对镟床进行维护。
所述登录界面包括操作员登录界面与制造商登录界面，所述操作员登录界面用于机车轮对的镟修加工、手动操作、镟床设备工作状态和镟床设备维护状态的监控，所述制造商登录界面用于添加新的机车类型和机车的车轮轮型，更改镟床液压系统、润滑系统、驱动轮、测量系统。
所述加载功能界面提供了不同机车类型和不同轮对轮廓加工的解决方法，通过选择不同的类型改变相应的加载、卸载和加工的参数；所述卸载功能界面机车轮对镟修完成后，通过控制镟床导向轮复位、驱动轮下降、下压装置复位从而实现镟床的卸载。
所述加载功能界面和卸载功能界面均采用图形列表方式，清晰的列出了加载和卸载的操作步骤，方便操作员了解机车的加载状况和卸载状况，HMI通过读取PLC的变量信号从而设定当前的操作步骤为绿色背景，显示运行的步骤，通过机车类型的配方元素（单轮对或转向架）从而设定加载和卸载步骤的内容和顺序。
本发明的有益效果为：设计合理、实用性强，机车轮对的镟修方式简单、操作方便，避免了需要高技术人员才能维修的问题，并且设定预维护点和实时检测，实现定期维护镟床，从而降低镟床的故障率和维修所需要的时间。
附图说明
图1为本发明的界面操作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，一种数控不落轮镟床控制系统，包括西门子840dsl数控系统PLC、NCU单元和人机界面HMI，其特征在于：所述NCU单元为西门子840dsl数控系统PLC的中央控制单元，NCU单元通过以太网与西门子840dsl数控系统PLC连接，人机界面HMI为登录界面且通过与NCU单元进行数据通信实现信息的加载和卸载功能，通过NCU单元与西门子840dsl数控系统PLC进行通信且控制镟床对机车轮对的加工和镟床的设备诊断，所述西门子840dsl数控系统PLC包括有轮对测量模块、刀具补偿调整模块、自动镟修模块、自动维护模块。
所述轮对测量模块可以测量轮对左右轮子的直径、左右轮子的直径差、径向跳动、端面跳动、轮缘高度、轮缘厚度、QR值和内侧距参数。
所述刀具补偿调整模块用于调整刀具补偿值从而修正轮对轮廓，通过刀具补偿调整模块实现踏面刀具T1的X方向和Z方向长度补偿、轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向刀具长度补偿、踏面刀具T1的X方向和Z方向的刀具磨损补偿、轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向的刀具磨损补偿，其中，轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向刀具长度补偿出厂时已设定好，不需要调整，可以根据测量得到的轮缘厚度和实际轮型踏板测量得到的结果调整刀具的磨损补偿。
所述自动镟修模块根据轮对测量模块测量的数据，加工时可以选择最大直径切削和最优轮缘厚度切削，根据输入的切削深度可以计算得到目标直径，即切削后轮对的额定直径。
所述自动维护模块通过监控信号实时检测镟床的问题点，并对镟床进行预维护点设定，自动维护模块根据设定的预维护点、检测出的镟床的问题点对镟床进行维护。
一种数控不落轮镟床控制系统的使用方法，其操作步骤如下：
1）打开人机界面HMI后会进入登录界面，根据需要选择登录方式并输入密码，输入登录信息后进入车辆信息输入界面，车辆信息输入界面用于识别机车轮对镟修的数据，并输入机车编号、转向架型号、轴编号和运行里程数信息并输送至NCU单元和西门子840dsl数控系统PLC，然后进入加载功能操作界面；
2）进入加载功能界面后选择当前需要加工车辆的类型，即单轮对或转向架或地铁或机车，并选择需要加工的机车的轮对轮廓型号，每一个轮廓型号对应一个R55的值，并切换到自动运行状态；
3）加载完成之后进入到加工前测量界面，在自动方式下运行主程序调用测量子程序，测量的数据保存在NCU单元的R参数里，人机界面HMI通过读取NCU单元的R参数数据，将轮对直径、轮缘厚度、轮缘高度、内侧距数据显示在测量界面；
4）加工前测量完成后进入自动镟修界面，根据加工前测量得到的数据，输入轮对的加工深度和选择加工的轮廓型号，并对机车轮对进行切削加工，根据加工前测量的轮对直径，径向跳动和切削深度从而计算出加工后轮对的额定直径；
5）加工完成后进入加工后测量界面，检测加工的机车轮对是否达到镟修要求，如果测量得到的结果不满足机车轮对镟修标准的要求，自动切换到加工界面进行镟修，如果机车轮对符合镟修要求，进入到打印界面；
6）进入打印系统根据用户需要打印机车轮对的镟修数据记录，方便查看整个机车轮对镟修状态并为下次机车轮镟修提供参考；
7）打印完成后进入卸载界面，通过运行主程序调用卸载子程序完成卸载过程；
8）当出现维护和报警提示时，通过自动维护模块对镟床进行维护。
所述登录界面包括操作员登录界面与制造商登录界面，所述操作员登录界面用于机车轮对的镟修加工、手动操作、镟床设备工作状态和镟床设备维护状态的监控，所述制造商登录界面用于添加新的机车类型和机车的车轮轮型，更改镟床液压系统、润滑系统、驱动轮、测量系统；
所述加载功能提供了不同机车类型和不同轮对轮廓加工的解决方法，通过选择不同的类型改变相应的加载、卸载和加工的参数，所述机车类型根据实际镟修的轮对选择机车车辆型式、转向架型式或单轮对方式；所述卸载功能机车轮对镟修完成后，通过控制镟床导向轮复位、驱动轮下降、下压装置复位从而实现镟床的卸载；
所述加载功能和卸载功能采用图形列表方式，清晰的列出了加载和卸载的操作步骤，方便操作员了解机车的加载状况和卸载状况，HMI通过读取PLC的变量信号从而设定当前的操作步骤为绿色背景，显示运行的步骤，通过机车类型的配方元素（单轮对或转向架）从而设定加载和卸载步骤的内容和顺序；
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种数控不落轮镟床控制系统，包括数控系统PLC、NCU单元和人机界面HMI，其特征在于：所述NCU单元为数控系统PLC的中央控制单元，NCU单元通过以太网与数控系统PLC连接，人机界面HMI为登录界面且通过与NCU单元进行数据通信实现信息的加载和卸载功能，通过NCU单元与数控系统PLC进行通信且控制镟床对机车轮对的加工和镟床的设备诊断，所述数控系统PLC包括有轮对测量模块、刀具补偿调整模块、自动镟修模块、自动维护模块；
所述刀具补偿调整模块用于调整刀具补偿值从而修正轮对轮廓，通过刀具补偿调整模块实现踏面刀具T1的X方向和Z方向长度补偿、轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向刀具长度补偿、踏面刀具T1的X方向和Z方向的刀具磨损补偿、轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向的刀具磨损补偿，其中，轮缘背部刀具T2的X方向和Z方向刀具长度补偿出厂时已设定好，不需要调整，可以根据测量得到的轮缘厚度和实际轮型踏板测量得到的结果调整刀具的磨损补偿。
2.根据权利要求1所述的数控不落轮镟床控制系统，其特征在于：所述轮对测量模块可以测量轮对左右轮子的直径、左右轮子的直径差、径向跳动、端面跳动、轮缘高度、轮缘厚度、QR值和内侧距参数。
3.根据权利要求1所述的数控不落轮镟床控制系统，其特征在于：所述自动镟修模块根据轮对测量模块测量的数据，加工时可以选择最大直径切削和最优轮缘厚度切削，根据输入的切削深度可以计算得到目标直径，即切削后轮对的额定直径。
4.根据权利要求1所述的数控不落轮镟床控制系统，其特征在于：所述自动维护模块通过监控信号实时检测镟床的问题点，并对镟床进行预维护点设定，自动维护模块根据设定的预维护点、检测出的镟床的问题点对镟床进行维护。
5.一种采用权利要求1所述的数控不落轮镟床控制系统的使用方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
1)打开人机界面HMI后会进入登录界面，根据需要选择登录方式并输入密码，输入登录信息后进入车辆信息输入界面，车辆信息输入界面用于识别机车轮对镟修的数据，并输入机车编号、转向架型号、轴编号和运行里程数信息并输送至NCU单元和数控系统PLC，然后进入加载功能操作界面；
2)进入加载功能界面后选择当前需要选择加工机车的车辆型式、转向架型式或单轮对型式，并选择需要加工的机车的轮对轮廓型号，每一个轮廓型号对应一个R参数值，并切换到自动运行状态；
3)加载完成之后进入到加工前测量界面，在自动方式下运行主程序调用测量子程序，测量的数据保存在NCU单元的R参数里，人机界面HMI通过读取NCU单元的R参数数据，将轮对直径、轮缘厚度、轮缘高度、内侧距数据显示在测量界面；
4)加工前测量完成后进入自动镟修界面，根据加工前测量得到的数据，输入轮对的加工深度和选择加工的轮廓型号，并对机车轮对进行切削加工，根据加工前测量的轮对直径，径向跳动和切削深度从而计算出加工后轮对的额定直径；
5)加工完成后进入加工后测量界面，检测加工的机车轮对是否达到镟修要求，如果测量得到的结果不满足机车轮对镟修标准的要求，自动切换到加工界面进行镟修，如果机车轮对符合镟修要求，进入到打印界面；
6)进入打印系统根据用户需要打印机车轮对的镟修数据记录，方便查看整个机车轮对镟修状态并为下次机车轮镟修提供参考；
7)打印完成后进入卸载功能界面，通过运行主程序调用卸载子程序完成卸载过程；
8)当出现维护和报警提示时，通过自动维护模块对镟床进行维护。
6.根据权利要求5所述的数控不落轮镟床控制系统的使用方法，其特征在于：所述登录界面包括操作员登录界面与制造商登录界面，所述操作员登录界面用于机车轮对的镟修加工、手动操作、镟床设备工作状态和镟床设备维护状态的监控，所述制造商登录界面用于添加新的机车类型和机车的车轮轮型，更改镟床液压系统、润滑系统、驱动轮、测量系统。
7.根据权利要求5所述的数控不落轮镟床控制系统的使用方法，其特征在于：所述加载功能界面提供了不同机车类型和不同轮对轮廓加工的解决方法，通过选择不同的类型改变相应的加载、卸载和加工的参数。
8.根据权利要求5所述的数控不落轮镟床控制系统的使用方法，其特征在于：所述卸载功能界面机车轮对镟修完成后，通过控制镟床导向轮复位、驱动轮下降、下压装置复位从而实现镟床的卸载。
9.根据权利要求5所述的数控不落轮镟床控制系统的使用方法，其特征在于：所述加载功能界面和卸载功能界面均采用图形列表方式，清晰的列出了加载和卸载的操作步骤，方便操作员了解机车的加载状况和卸载状况，HMI通过读取PLC的变量信号从而设定当前的操作步骤为绿色背景，显示运行的步骤，通过机车类型的配方元素从而设定加载和卸载步骤的内容和顺序。
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