CN111356547A - 在没有校准轮对的情况下校准不落轮对车床的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在没有校准轮对的情况下校准不落轮对车床(3)的装置(22)，包括：具有旋转轴(D)的马达(23)，摩擦辊(24)和测量桥(18)，其中摩擦辊(24)与马达(23)的驱动轴相连。为了在没有校准轮对的情况下实现更简单的校准，提出使摩擦辊(24)带有具有定义的公称直径的近似圆柱形的摩擦表面。本发明还涉及一种具有这种装置(22)的不落轮对车床(3)以及一种用于校准不落轮对车床(3)的方法。

Description

在没有校准轮对的情况下校准不落轮对车床的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在没有校准轮对的情况下校准不落轮对车床的装置，该装置包括：具有旋转轴的马达，摩擦辊和测量桥，该摩擦辊与马达的驱动轴相连。

本发明还涉及具有这种装置的不落轮对车床。

最后，本发明涉及一种用于校准不落轮对车床的方法。

背景技术

不落轮对车床是广泛流行的加工设备，其能够对安装在轨道车辆上的轮对进行轮廓再加工，即再次制造出原始的轮盘轮廓。除了加工安装在车辆上的轮对之外，这些机器还能够对各个轮对或者转向架中的轮对进行轮廓再加工。

不落轮对车床通常配备有集成的测量系统，在下文中称为测量装置，该测量系统可以测量要轮廓再加工的轮对或单个车轮的磨损状态。除了预先测量之外，该测量装置还能够测量重新轮廓化的轮对并评估生成的轮廓是否符合目标规格。通常在这种不落轮对车床上对于每个旋转支架存在测量装置，以便同时测量左轮盘和右轮盘。其通常直接位于车床轴旁边，车削工具通过快速更换装置固定在车床轴上。这些测量装置中的每一个都能够测量X和Z值，以便评估轮盘的轮廓。此外，在这些测量装置上存在测量辊，以便确定与测量辊一起旋转驱动的轮对的直径。移动轮对车床中也使用了相同的技术。

为了校准不落轮对车床的测量装置，通常使用具有检验证书并用作测量标准的校准轮对。通过提供此校准轮对并在该校准轮对上测量预先确定的几何特征，可以验证测量装置的各个轴是否设置正确，因此可以提供正确的测量值。

然而，由于校准轮对的尺寸和重量，其操作非常复杂，使得可能包括校准轮对的多次测量的校准过程非常复杂。

发明内容

在这种背景下，本发明的目的是简化不落轮对车床的校准操作。

在开头描述的装置的情况下，该目的这样解决，即，摩擦辊带有具有定义的公称直径的近似圆柱形的摩擦表面。

该装置用于校准不落轮对车床，而无需使用校准轮对。该装置首先包括具有旋转轴的马达和摩擦辊，其中该摩擦辊与马达的驱动轴相连。马达例如可以是电动机，尤其是伺服电动机。该装置还包括测量桥。测量桥用于在横向方向上桥接轨道，并给出在横向方向上的定义的公称尺寸。优选地，在测量桥的两端分别布置具有旋转轴的马达和摩擦辊，从而可以在两个轨道的相对侧同时校准两个测量装置。特别地，测量装置的z方向可以在测量桥上进行校准，迄今为止这通过与校准轮对的轮内表面接触进行。马达用于驱动摩擦辊，使得摩擦辊绕马达的旋转轴旋转。

通过使摩擦辊带有具有定义的公称直径的近似圆柱形的摩擦表面，因此摩擦辊可以代替校准轮对。因为像校准轮对(“量规轮对”)一样，摩擦辊也具有定义的尺寸，尤其是确定的直径，可以在校准过程中对其进行测量，以验证测量值是否与已知的公称尺寸一致。摩擦辊优选具有公差在≤1/100mm范围内的公称直径。摩擦辊的公称直径应具有比校准轮对通常更小的公差，以便可以进行更精确的校准。可以规定，摩擦辊具有两个或更多个具有不同公称直径的区段。这样可以利用不同直径进行测量和校准，从而可以进行可靠性检查。

因此，通过该装置可以校准不落轮对车床的集成测量装置，而无需并且不必提供校准轮对。

根据该装置的一种设计方案规定，该装置包括用于探测马达和/或摩擦辊的旋转位置的装置。旋转位置的探测用于能够进行精确的校准。

关于该设计方案进一步提出，使用增量编码器，尤其是集成在马达中的增量编码器用作检测马达和/或摩擦辊的旋转位置的装置。增量编码器可以特别精确地探测马达和/或摩擦辊的旋转位置。另外，增量编码器的优势在于它可以提供增量的和绝对的位置值。

根据该装置的另一设计方案规定，摩擦辊可拆卸地，尤其是通过夹紧组件与马达的驱动轴连接。马达和摩擦辊的可拆卸连接具有以下优点，即，摩擦辊可以容易地更换。这样，可以使用不同的摩擦辊。夹紧组件在此允许特别方便地更换摩擦辊。

根据该装置的另一设计方案规定，马达和/或摩擦辊可拆卸地与工具支架的工具容纳处相连接。通过将马达以及可能固定在其上的摩擦辊安装在工具接口上，可以进行特别精确的校准，因为工具接口通常具有精确定义且公差较小的位置。此外，工具接口通常具有标准化的接口，其实现了简单且快速地进行更换。

该目的还通过一种具有根据权利要求1至5中任一项所述的装置的不落轮对车床实现，该装置用于在没有校准轮对的情况下对不落轮对车床进行校准。不落轮对车床用于加工轨道车辆的轮对，因此，其通常包括至少一个工具，尤其是至少一个车削工具。

最后，该目的通过一种用于校准不落轮对车床的方法来解决，该方法包括以下步骤：a)为不落轮对车床提供测量装置，b)提供用于校准的装置和c)校准不落轮对车床，尤其是校准测量系统。根据本发明规定，在不使用校准轮对的情况下进行校准。通过放弃使用笨重的校准轮对，可以基本上更快，更经济地执行校准操作。

例如，可以通过使用根据权利要求1至5中任一项所述的装置进行校准来实现无需校准轮对。当使用前述装置时，由于该装置的摩擦辊可承担校准轮对轮盘的功能，因此可以取消校准轮对。

根据该方法的一种设计方案设定，校准包括以下分步骤：c1)使摩擦辊与测量装置的测量辊接触，c2)驱动摩擦辊和/或测量辊，使得这些辊在彼此上滚动，c3)测量摩擦辊，尤其是测量摩擦辊的直径，以及c4)考虑到在步骤c3)中测量的值来校准测量装置。

根据该方法的另一种设计方案，最后可以设定以下步骤：c4a)通过摩擦辊(24)和测量辊(11、12)之间的接触来校准x轴，和/或c4b)通过测量桥(18)和测量辊(11、12)之间的接触来校准z轴。

该装置可以包括被称为测量桥的尺寸标尺，其用于校准集成测量系统的Z轴。例如，其可以连接到不落轮对车床的可移动导轨上。此外，该装置可以包括从动的测量辊，该从动的测量辊可以安装在机器中存在的工具接口上，并且可以通过滚动直径测量装置来对其进行校准。

因此，代替校准轮对，可以将测量桥固定在机器中，而这只需要很少的操作。例如，可以将测量桥夹在滑轨上。同样地，可以将直径测量装置安装在要测量的测量装置的邻近的工具保持器中。

因此，相应的机器侧的测量系统可以在z轴方向上在测量桥上定位并校准，这到目前为止在校准轮对的内侧进行。测量装置的测量轮在直径测量装置上校准。为此，将测量装置的测量轮定位并压在从动的摩擦辊上，以使摩擦辊一旦运动就一并驱动测量轮而不会打滑。然后摩擦辊以定义的方式旋转，该旋转同时驱动测量轮而不会打滑。因此，通过比较转数和同时计算摩擦轮和测量轮所起效的两个直径，可以校准测量轮。另外，测量辊与摩擦辊的接触点可用作用于校准测量装置的x值。

本发明的特征在于：

-不需要校准轮对，该校准轮对必须以复杂的方式生产，并且在校准过程中需要进行过多的操作。

-由于可以更简单地建立和测量测量标准的尺寸标尺，因此可以对机器进行更精确的校准。

-不需要次级装置来夹紧校准轮对，例如存储架，用于将校准轮对引入到机器前部至轨道中的起重机等。

-可以更快地校准机器。

附图说明

下面根据仅示出优选实施例的附图更详细地解释本发明。图中：

图1示出了现有技术中已知的不落轮对车床的测量装置，

图2A示出了图1的测量装置的结构，

图2B示出了图2A的测量装置的剖面图，

图3示出了根据本发明的用于校准不落轮对车床的装置的测量桥，该测量桥位于不落轮对车床的轨道上，

图4A示出了根据本发明的用于校准不落轮对车床的装置的示意图，

图4B示出了图4A的装置的放大透视图，以及

图4C示出了通过图4B的装置的剖面图。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术已知的测量装置1，其布置在不落轮对车床3的旋转支架2上(在图1中仅部分地示出)。不落轮对车床3用于加工轨道车辆的轮对4，并具有摩擦辊驱动器5，其用于通过其轮盘4'驱动轮对4并使其绕其轴线A旋转。在旋转支架2上还设置了工具支架6，其可以容纳不同工具。不落轮对车床3还包括横梁7，其平行于轮对4的轴线A延伸；以及螺杆8，其也平行于轮对的轴线A延伸。螺杆8的旋转导致旋转支架2沿轮对4的轴线A的方向线性移动，即平行于横梁7。

图2A示出了图1的测量装置1的结构。同样地，示出了轮对4的轮盘4'。在图2A和所有其他附图中，已经结合图1说明的部件设有相应的附图标记。测量装置1包括下部9和可移动的上部10，其可沿轮对4的轴线A相对于下部9移动。下部9也可在机器的x方向上移动。测量装置1还包括行走面测量辊11和背部测量辊12，其中两个测量辊11、12可旋转地支撑在测量装置1的可移动的上部10上。下面关于图2B，更详细地说明测量装置1的结构和功能方式。

图2B示出了图2A的测量装置的剖面图。结合图1或图2A已经说明的部件在图2B中也设有相应的附图标记。可移动的部分10可相对于下部9线性地移动，这由引导件13实现。测量装置1具有壳体14，该壳体在图2A所示的构造中包括两个壳体部分14A，14B。行走面测量辊11和背部测量辊12均相对于壳体14可旋转地支撑，其中行走面测量辊11通过滚子轴承15A相对于壳体部分14A可旋转地支撑，并且其中背部测量辊12通过滚子轴承15B相对于壳体部分14B可旋转地支撑。行走面测量辊11和背部测量辊12彼此独立地可旋转地支撑。测量装置1还具有旋转传感器16，其与壳体14相连，并且可以经由联接器17与行走面测量辊11连接和再次与之分离。

图3中示出了根据本发明的用于校准不落轮对车床的装置的测量桥，该测量桥位于不落轮对车床的轨道上。在图3中，已经结合图1至图2B说明的部件也设有相应的附图标记。测量桥18在两端具有支撑件19，通过该支撑件，测量桥18可以沿着滑轨20移动。还示出了两个前述的测量装置1，其分别分配给滑轨20。还示出了多个辊架21，在其上安装有前文所述的摩擦辊驱动器5(图1)，其在竖直方向上可移位地支撑以提升和降低轮对(图3中以双箭头表示)。

图4A以示意图示出了根据本发明的用于校准不落轮对车床的装置22。已经结合图1至图3说明的部件在图4A中设有相应的附图标记。装置22包括马达23和摩擦辊24(“测量辊”)，其可绕旋转轴D旋转地支撑。马达23例如可以是伺服电动机。马达23优选地具有集成的增量编码器以探测旋转位置。装置22可以安装在布置在工具支架6上的工具容纳处6′上。由于工具接口必须具有非常低的公差，可以通过使用工具容纳处6′来实现特别精确的校准。如已经结合图1所说明的，工具支架6，如测量装置1一样，被安装在旋转支架2上。(校准)装置22被安装成使得其摩擦辊24接触测量装置1并且尤其是接触测量装置1的行走面测量辊11。以这种方式，测量装置1可以通过装置22校准，而不需要校准轮对或量规轮对。

图4B中以放大的透视图示出了图4A的装置22。最后，图4C示出了穿过图4B的装置22的剖面图。已经结合图1至图4A说明的部件在图4B和图4C中设有相应的附图标记。在这些图中可以看到，摩擦辊24具有大约圆柱形的外表面，其可以通过摩擦驱动测量装置1的行走面测量辊11。装置22可以取代工具安装在工具支架6上，因为在校准过程中不需要工具(例如用于切削加工轮对)。安装通过角规25进行。摩擦辊24可以通过夹紧组件26与装置22相连和与其分离。

附图标记说明

1：测量装置

2：旋转支架

3：不落轮对车床

4：轮对

4’：(轮对4的)轮盘

5：摩擦辊驱动装置

6：工具支架

6’：工具容纳处

7：横梁

8：螺杆

9：(测量装置1的)下部

10：(测量装置1的)上部

11：行走面测量辊

12：背部测量辊

13：引导件

14：壳体

14A，14B：壳体部分

15A，15B：滚子轴承

16：旋转传感器

17：联接器

18：测量桥

19：支撑件

20：滑轨

21：辊架

22：校准装置

23：马达

24：摩擦辊

25：角规

26：夹紧组件

A：(轮对4的)轴

D：(摩擦辊24的)旋转轴

Claims (10)

1.用于在没有校准轮对的情况下校准不落轮对车床(3)的装置(22)，包括：

-具有旋转轴(D)的马达(23)，

-摩擦辊(24)和

-测量桥(18)，

-其中摩擦辊(24)与马达(23)的驱动轴相连，

其特征在于，摩擦辊(24)带有具有定义的公称直径的近似圆柱形的摩擦表面。

2.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于，

所述装置(22)包括用于探测马达(23)和/或摩擦辊(24)的旋转位置的装置。

3.根据权利要求2所述的装置，

其特征在于，

使用增量编码器，尤其是集成在马达(23)中的增量编码器用作探测马达(23)和/或摩擦辊(24)的旋转位置的装置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置，

其特征在于，

摩擦辊(24)可拆卸地，尤其是通过夹紧组件(26)与马达(23)的驱动轴连接。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的装置，

其特征在于，

马达(23)和/或摩擦辊(24)可拆卸地与工具支架(6)的工具容纳处(6′)相连接。

6.具有根据权利要求1至5中任一项所述的装置(22)的不落轮对车床(3)，所述装置用于在没有校准轮对的情况下对不落轮对车床(3)进行校准。

7.用于校准不落轮对车床(3)的方法，所述方法包括以下步骤：

a)为不落轮对车床(3)提供测量装置(1)，

b)提供用于校准的装置，和

c)校准不落轮对车床(3)，尤其是校准测量系统(1)，

其特征在于，在不使用校准轮对的情况下进行校准。

8.根据权利要求7所述的方法，

其特征在于，

使用根据权利要求1至5中任一项所述的装置(22)进行校准。

9.根据权利要求7或8所述的方法，

其特征在于，

校准包括以下分步骤：

c1)使摩擦辊(24)与测量装置(1)的测量辊(11,12)接触，

c2)驱动摩擦辊(24)和/或测量辊(11,12)，使得这些辊(11,21,24)在彼此上滚动，

c3)测量摩擦辊(24)，尤其是测量摩擦辊(24)的直径，以及

c4)考虑到在步骤c3)中测量的值来校准测量装置(1)。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的方法，

其特征在于，

以下步骤：

c4a)通过摩擦辊(24)和测量辊(11、12)之间的接触来校准x轴，和/或

c4b)通过测量桥(18)和测量辊(11、12)之间的接触来校准z轴。

Images