CN112840194B - 用于径向校准轨道车辆轮对的方法 - Google Patents

Abstract

一种轮对诊断工具和/或轮对机床的坐标系统相关的，径向校准轨道车辆轮对的方法，其中一个轮对包括两个轮子，所述两个轮子布置在共同的轴线上，并且它们的轮背彼此指向，其特征在于以下步骤：a)将轮对定位在机床的工作位置；b)在每个车轮的假定车轮中心点中定义机床坐标系，其中X轴为垂直范围，Y轴为水平范围，Z轴描述车轮的最终深度范围；c)测量车轮背面相对于彼此的距离，并在定义各个车轮背面上Z位置＝0；d)为每个测量点定义唯一的Z位置；e)在指定的Z位置分别放置测量传感器；f)测量各个测量点的X位置；g)通过垂直移动轮对中的一个车轮来校准轮对，以使两个车轮的测量点的X位置同步。

Description

用于径向校准轨道车辆轮对的方法

技术领域

本发明涉及一种轮对诊断工具和/或轮对机床的坐标系统相关的，径向校准轨道车辆轮对的方法。这种方法在用于分析或修正轨道车辆轮对的领域是需要的。

背景技术

轨道车辆的车轮需要受到持续的监测、修正，并随后处理。包括例如出于安全相关原因的诸如车削或滚动的过程以及分析。

轨道车辆的车轮包括胎面区域和车轮凸缘。它们经受很大的应力。在轨道上的滚动运动导致材料衰变和变形，这必须定期监测，并且如果必要的话进行再处理。

为此目的，已知将轮对定位在机床上，其中每个轮被支撑、对中，并且如果可能的话被驱动。

其中在机床上定位轮子是已知的。它们是置于地板下方的机床，车轮可以处于安装在货车或火车上的状态中，例如通过延伸的轴连接，或者在特定类型的转向架的情况下单独悬挂。在最后一种情况下，轮沿虚拟轴对齐。

由于分析和调整的目的是识别车轮轮廓与目标的差别，并且如果需要通过调整来校正它们，因此车轮相对于机床具有精确的初始位置是必要的。即，机床的坐标系和轮对的坐标系必须彼此同步。

机床坐标系是三维坐标系，一个方向由轨道的纵向固定。位于同一平面内的第二坐标位于一对导轨上的连接线上。另一方面，第三轴线相对于该平面是垂直的。

轮对的坐标系也是三维的，其中一个平面由二维坐标系限定，所述二维坐标系位于车轮的后侧并且车轮的中心点是其原点。第三坐标相对于它是垂直的，并沿着轴或虚拟轴延伸。

如果将轮对定位在分析或处理机床的导轨上，则由于车轮轮廓因操作而改变的原因，两个坐标系之间将存在差异。

需要使描述车轮的深度延伸，并由此垂直于与车轮背面平行的平面的坐标方向，平行于车轮处理机床的平面，该机床平面由轨道系统的纵向和横向预先确定。此外，平行于每个车轮背面的平面应当垂直于轨道系统的平面，并且假定平行于轨道的纵向延伸。

由于车轮也可以相对彼此在操作过程中不同程度的磨损，为了处理的目的，肯定应该识别这种工作磨损，在另一个车轮坐标系相对于机器系统的定向之后，可以识别一个车轮坐标系的偏差，并且可以从中确定分析值或处理值。

在现有技术中，为了轮对相对于相应机器定向的目的，人们实现了轮直径的确定。基于车轮直径，得到位于车轮的上顶点并且平行于轨道系统平面的平面。然后从直径测量结果得出哪个轮子必须被提升以达到上顶点水平。在这一侧，轮对将通过处理或分析机床的相应辊系统被提升。

现有技术已经表明：首先，这种方法非常模糊；其次，需要非常长的时间和多个测量来精确地执行。然而，检测以及如果需要，轮对的返工必须能够尽可能快。一方面，相应的分析和处理机床非常昂贵，另一方面，铁路存量在世界范围内增长，使得需要大量使用分析和处理机床。

发明内容

基于上述现有技术，本发明的目的是提出一种轮对诊断工具和/或轮对机床的坐标系统相关的，径向校准轨道车辆轮对的方法，该方法能够以足够的精度快速实现校准。

针对该目的的技术方案，提出了一种具有权利要求1特征的方法。本发明的其它优点和特征将从从属权利要求中清楚描述。

本发明假定一个轮组包括两个轮子，这两个轮子相对彼此布置，而轮子的后部彼此指向。通常，它们被放置在同一轴线或轴上，或者被单独悬挂，因为这是特定类型的转向架的现有技术，使得它们在虚拟轴上相对于彼此定位。

在第一步骤中，该轮对将定位在机床的工作位置。通常，它是具有两个轨道的轨道系统的一部分，这两个轨道彼此平行地延伸，并且就高度而言，这两个轨道彼此对齐。

此外，在每个车轮的假定中心建立坐标系。X轴从车轮中心垂直延伸设置，Y轴水平延伸。由此描述的平面位于平行于车轮的背面。垂直于X-Y系统的Z轴描述了车轮的深度延伸。这里，两个X轴的各个零值是指机器轴。因此，两个X0点相对于机床是水平的。

然后，测量车轮彼此后退的距离，并由此确定在每个车轮的相应后退处的Z位置为零。

确定每个测量点的Z位置，并且确认每个测量传感器都位于每个车轮的给定Z位置。通过测量相应限定的测量点的X位置，可以确定两个轮是否相同的径向对准。然后，通过垂直地移动一个车轮以将两个车轮的测量点的X位置彼此进行比较，从而使车轮彼此对准。

以这种方式，可以非常快速地执行轮对相对于相应机床的径向对准。

根据本发明的一个方面，可以通过测量圆平面中的测量点来限定Z位置。这意味着Z位置在轮廓上限定了一个点。还可以将车轮凸缘圆顶的顶点确定为Z位置。这在某种程度上扩展了特定的测量圆平面。

为了垂直定位一个车轮，可以提升位于下方的车轮，或者可以降低位于较高位置的车轮，可以根据处理和分析机床的类型而使用机器侧支撑辊等实现此目的。

图6和7再次详细说明上述特定的过程。这里，图6以程式化的方式示出了轨道系统A，图7以程式化的方式示出了位于不同位置的轮B。

已经解释了机床的坐标系是三维坐标系，其中一个方向由轨道的纵向固定。位于同一平面内的第二坐标，位于一对轨道的连接线上。在图6中，这些坐标是a和b，它们建立了一个平面；坐标c被示出为相对于它垂直；由此建立了机床坐标系。

还示出了用于轮对的三维坐标系。其中一个平面由二维坐标系定义，这是在车轮背面的平面，其原点在车轮的中心，这些坐标是坐标X和Y。第三坐标垂直于这个平面，并沿着轴或虚拟轴延伸。这些就是图7的坐标X,Y和Z，其中间的数字表示各个轮具有朝向Z的深度的延伸。

前文已经解释了，X轴的各个零值与机器轴有关。因此，两个轮子的两个坐标系的两个原点水平地放置在虚拟轴上。因此，显然这是一个虚拟参考。

本发明还定义了Z位置，也就是车轮处的具体深度值。在两个车轮上确定该Z位置具有哪一个X值，换句话说，在哪一个X值，可以检测到具有Z延伸的相同车轮轮廓。从这两个X值之间的差值得出实际轴如何与虚拟轴不同，虚拟轴是指机床轴。那么，该差值ΔX是各侧必须被提升或降低的值。

根据本发明的实施例，Y值在确定测量点时被确定，Y＝0或任何期望的Y值，其例如确定象限，使得可以在相应的另一个轮的相同区域中找到相应的Z位置。

本发明所描述的方法具有足够的精确性，并且特别快速地执行，其中只需要最少的传感器技术和致动器。

附图说明

本发明的更多优点和特征在附图的帮助下从下面的描述中清楚可见，在本文中：

图1示出了用于解释坐标系的轮对的示意图；

图2示出了根据图1的用于解释根据本发明的方法的第一步骤的示意图；

图3示出了用于解释根据本发明的方法的下一步骤的具有扩大的轮面积的示意图；

图4示出了根据图3的用于解释测量过程的示意图；

图5示出了根据图3的用于解释校准过程的示意图；

图6示出了轨道系统的示意图；

图7示出了处于不同位置的车轮的示意图。

具体实施方式

图1示出了具有左轮和右轮的轮对，所述左轮和右轮通过轴线彼此连接。在每种情况下，在轴线与车轮背面的交点上布置坐标系，由此Z1和Z2轴线各自定义了水平方向，X1和X2定义了垂直方向，并且Y1和Y2定义了位于原点并且也是水平的方向。Z轴的各个零值位于车轮各自的背面。X轴的各个零值指的是机器轴MA，并且位于车轮中心的区域中。参照机床轴线MA，两个坐标系的两个原点位于水平的虚拟轴线上。由于定义了零值、以及X轴和Z轴，Y轴也因此被明确地确定。

首先，在根据图2的第一步骤中，车轮背面彼此之间的距离被定义。在这些位置，Z1以及Z2是零。

根据图3，在所示的示例性实施例中，然后在相应的轮凸缘圆顶上限定测量点，其中Za＝Zb。这意味着两个测量点在各自坐标系的Z方向上位于相同的Z位置，因此Za沿着Z1轴位于与Zb沿着Z2轴相同的位置。

根据图4，对于两个测量点Za和Zb中的每一个，再测量X值。因此，定义了X1Mess和X2Mess。那么这两者之间的差为ΔX。

根据图5，在图像平面中的右轮在X方向上示例性地提升，直到ΔX＝0，从而直到轮对的两个轮对准。

所描述的示例性实施例仅用于解释而不是限制。

Claims (5)

1.一种轮对诊断工具和/或轮对机床的坐标系统相关的径向校准轨道车辆轮对的方法，其中一个轮对包括两个车轮，所述两个车轮布置在共同的轴线上，并且它们的轮背彼此指向，所述方法的特征在于以下步骤：

a)将轮对定位在机床的工作位置；

b)在每个车轮的假定车轮中心点中定义机床坐标系，其中X轴为垂直范围，Y轴为水平范围，Z轴描述车轮的最终深度范围；

c)测量两个车轮背面之间的距离，并在各个车轮背面上定义Z＝0的位置；

d)为所述两个车轮定义测量点Za和Zb，其中Za＝Zb；

e)把测量传感器分别定位在测量点Za和Zb的位置；

f)测量出所述测量点Za和Zb的值X1和X2；

g)确定所述X1和X2的差值ΔX

h)通过垂直移动轮对中的一个车轮来校准轮对，以使两个车轮的测量点Za和Zb的X位置对齐，当对齐时，ΔX＝0。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Z＝0的位置定义了用于测量点的测量圆平面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，车轮凸缘圆顶的顶点被定义为Z＝0的位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过降低较高的车轮使所述两个车轮的测量点的X位置同步。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过升高较低的车轮使所述两个车轮的测量点的X位置同步。