CN108571938B - 一种尖轨轨廓测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尖轨轨廓测量装置，在尖轨加工过程中通过激光扫描尖轨轨廓直接完成尖轨各特征断面尺寸的测量，并适用不同尖轨轨廓的尺寸测量，与人工测量相比，既节约了人力、节省了时间，又提高了测量效率，保证了测量精确度。

Description

一种尖轨轨廓测量装置
技术领域
本发明涉及道岔制造技术领域，尤其是一种道岔尖轨的轨廓测量装置。
背景技术
随着铁路事业的快速发展，对道岔质量提出了新的要求。尖轨是道岔转辙器中的重要部件之一，其制造标准日益严格，其检测方式也不断提高。目前，尖轨加工后的几何尺寸，通过人工使用游标卡尺进行各断面项点尺寸的测量来确定，而测量的准确性将直接影响产品质量。人工测量时，个人操作手法不同、测量位置的偏差等情况均可能导致测量误差，导致测量不准确，使得产品质量无法保证。
随着传感器技术的发展，传感器在各领域的应用越来越多，自动测量技术在生产中也得到了广泛应用。经实践检验，采用传感器进行测量准确度高，方便快捷。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于激光传感器的尖轨轨廓测量装置，在尖轨加工过程中通过激光扫描尖轨轨廓直接完成尖轨各特征断面尺寸的测量。
一种尖轨轨廓测量装置，包括用于加工尖轨的铣床作业台，固定于数控铣床龙门架上的第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，对应于所述第一、第二激光位移传感器的第一触发探头和第二触发探头，以及与所述第一、第二激光位移传感器连接的所述数据分析处理系统；
所述第一、第二触发探头固定于所述铣床作业台上，尖轨触碰到所述第一、第二触发探头时，各自触发开启其对应的所述第一、第二激光位移传感器，开始对尖轨从左、右两侧分别进行扫描；
所述第一、第二激光位移传感器随着所述数控铣床龙门架纵向移动，在此过程中，完成对尖轨的多次扫描，每扫描一次，便得到一组尖轨特征断面的廓形数据；再通过所述数据分析处理系统，进行每一组廓形数据的合并和尖轨几何参数的计算。
进一步的，在测量空间内建立虚拟直角坐标系，以横向为X轴，纵向为Y轴，垂直向上方向为Z轴，每次扫描得到的一组尖轨特征断面的廓形数据，所述数据分析处理系统自动在虚拟直角坐标系内生成线型坐标数据，再从线型坐标数据中提取多个测量点，根据每个测量点的高度和不同测量点之间的宽度得出尖轨的几何参数。
进一步的，所述第一、第二激光位移传感器通过支架固定于所述数控铣床龙门架上，所述支架上设有手动调节装置，用于调节所述第一、第二激光位移传感器与被测尖轨之间的横向相对位置，保证每一次扫描尖轨时，均能准确无误检测到尖轨该特征断面的整个廓形数据。
进一步的，所述尖轨底部设有能与尖轨底部紧密贴合的浮动压板。
本发明的有益效果：在尖轨加工过程中通过激光扫描尖轨轨廓直接完成尖轨各特征断面尺寸的测量，并适用不同尖轨轨廓的尺寸测量，与人工测量相比，既节约了人力、节省了时间，又提高了测量效率，保证了测量精确度。
附图说明
图1为第一、第二激光位移传感器双侧扫描示意图；
图2为尖轨轨廓测量数据计算示例图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种尖轨轨廓测量装置，包括用于加工尖轨的铣床作业台，固定于数控铣床龙门架上的第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，对应于所述第一、第二激光位移传感器的第一触发探头和第二触发探头，以及与所述第一、第二激光位移传感器连接的所述数据分析处理系统；
所述第一、第二触发探头固定于所述铣床作业台上，尖轨触碰到所述第一、第二触发探头时，各自触发开启其对应的所述第一、第二激光位移传感器，开始对尖轨从左、右两侧分别进行扫描，如图1所示，；
所述第一、第二激光位移传感器随着所述数控铣床龙门架纵向移动，在此过程中，完成对尖轨的多次扫描，每扫描一次，便得到一组尖轨特征断面的廓形数据；再通过所述数据分析处理系统，进行每一组廓形数据的合并和尖轨几何参数的计算。测量结果中，还可提取对尖轨轨廓偏差、对被加工面接刀效果的评价等信息。
尖轨轨廓测量数据的计算：在测量空间内建立虚拟直角坐标系，以横向为X轴，纵向为Y轴，垂直向上方向为Z轴，每次扫描得到的一组尖轨特征断面的廓形数据，所述数据分析处理系统自动在虚拟直角坐标系内生成线型坐标数据，再从线型坐标数据中提取多个测量点，根据每个测量点的高度和不同测量点之间的宽度得出尖轨的几何参数。
本实施例给出的示例如图2所示，其中H为测量时设定的固定高度值，h为尖轨轨头工作边轨距线固定高度值，从线型坐标数据中提取12个测量点，每个测量点的分别为(X1、Z1)、(X2、Z2)、...、(X12、Z12)，由此数据计算出的尖轨特征断面的廓形数据如下。
尖轨轨头宽度：X48＝X8-X4
尖轨轨高：L5＝H-Z5
尖轨非工作边台高：L1＝H-Z1
尖轨工作边台高：L12＝H-Z12
尖轨非工作边斜率：α＝(X4-X2)/(Z4-Z2)
尖轨工作边斜率：β＝(X10-X8)/(Z8-Z10)
所述第一、第二激光位移传感器通过支架固定于所述数控铣床龙门架上，所述支架上设有手动调节装置，用于调节所述第一、第二激光位移传感器与被测尖轨之间的横向相对位置，保证每一次扫描尖轨时，均能准确无误检测到尖轨该特征断面的整个廓形数据。
所述第一、第二激光位移传感器随着所述数控铣床龙门架纵向移动，在此过程中，将得到若干尖轨特征断面廓形数据，尖轨的每一个特征断面廓形数据均对应一个Y轴坐标数据，具体Y轴坐标值由数控铣床龙门架纵向移动速率和第一、第二激光位移传感器的扫描频率决定。
为了准确测量轨高参数，所述尖轨底部设有能与尖轨底部紧密贴合的浮动压板。
本实施例中使用的激光位移传感器的主要参数如表1所示，综合测量精度可达：高度0.2mm、廓形0.1mm、接刀0.05mm。
Figure BDA0001633259990000051
表1
最后，还需要注意的是，以上列举仅是本发明一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种尖轨轨廓测量装置，其特征在于，在尖轨加工过程中通过激光扫描尖轨轨廓直接完成尖轨各特征断面尺寸的测量；
包括用于加工尖轨的铣床作业台，固定于数控铣床龙门架上的第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，对应于所述第一、第二激光位移传感器的第一触发探头和第二触发探头，以及与所述第一、第二激光位移传感器连接的数据分析处理系统；
所述第一、第二触发探头固定于所述铣床作业台上，尖轨触碰到所述第一、第二触发探头时，各自触发开启其对应的所述第一、第二激光位移传感器，开始对尖轨从左、右两侧分别进行扫描；
所述第一、第二激光位移传感器随着所述数控铣床龙门架纵向移动，在此过程中，完成对尖轨的多次扫描，每扫描一次，便得到一组尖轨特征断面的廓形数据；再通过所述数据分析处理系统，进行每一组廓形数据的合并和尖轨几何参数的计算；
其中，每一组尖轨特征断面的廓形数据提取方法为,在测量空间内建立虚拟直角坐标系，以横向为X轴，纵向为Y轴，垂直向上方向为Z轴，每次扫描得到的一组尖轨特征断面的廓形数据，所述数据分析处理系统自动在虚拟直角坐标系内生成线型坐标数据，再从线型坐标数据中提取多个测量点，根据每个测量点的高度和不同测量点之间的宽度得出尖轨的几何参数。
2.根据权利要求1所述的尖轨轨廓测量装置，其特征在于，所述第一、第二激光位移传感器通过支架固定于所述数控铣床龙门架上，所述支架上设有手动调节装置，用于调节所述第一、第二激光位移传感器与被测尖轨之间的横向相对位置，保证每一次扫描尖轨时，均能准确无误检测到尖轨该特征断面的整个廓形数据。
3.根据权利要求1或2所述的尖轨轨廓测量装置，其特征在于，所述尖轨底部设有能与尖轨底部紧密贴合的浮动压板。
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