FR2814765A1 - CONTROL SYSTEM FOR THE GRINDING OF A GRINDING MACHINE IN PARTICULAR OF RAILS - Google Patents

CONTROL SYSTEM FOR THE GRINDING OF A GRINDING MACHINE IN PARTICULAR OF RAILS Download PDF

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Abstract

The grinding machine, consisting of a grinding wheel (1) on a carrier (2) that can be moved in a supporting frame between positions in contact with or separated from a workpiece such as a rail (6), has a grinding wheel position monitor incorporating a spark detector and light sensor, with signals transmitted between them via an optical fibre. The position monitor has a duct in the form of a tapering channel through a block, preferably of aluminum, and a transparent window.

Description

L'invention concerne un système de commande de la meule d'une machine deThe invention relates to a system for controlling the grinding wheel of a

meulage de pièces telles que des rails, comportant un dispositif porteur de la meule déplaçable dans un bâti de support entre une position dans laquelle la meule est écartée de la pièce à meuler et une position dans laquelle la meule est en contact avec cette pièce et un dispositif de détection du contact  grinding of parts such as rails, comprising a device for carrying the grinding wheel which can be moved in a support frame between a position in which the grinding wheel is separated from the part to be ground and a position in which the grinding wheel is in contact with this part and a contact detection device

de la meule avec la pièce.of the grinding wheel with the part.

Un système de commande de ce type est connu par le document EP 05 93 361, dans son application au meulage de rails de chemin de fer, pour refaire le profil ou pour effacer des marques d'usure ondulatoire ou de patinage de roues. La difficulté principale lors d'un tel meulage provient de l'usure rapide de la meule au cours du travail. Afin de pouvoir contrôler avec précision la profondeur de meulage, il est nécessaire de compenser cette usure par une localisation précise de la meule par rapport aux rails, en déterminant le point de contact entre rail et meule. Les méthodes connues utilisent des principes de limitation de pression de la meule sur le rail ou des approches manuelles, ce qui ne garantit pas une précision suffisante et n'autorise pas une  A control system of this type is known from document EP 05 93 361, in its application to the grinding of railroad tracks, to redo the profile or to erase marks of undulating wear or wheel slippage. The main difficulty during such grinding comes from the rapid wear of the grinding wheel during work. In order to be able to precisely control the grinding depth, it is necessary to compensate for this wear by a precise location of the grinding wheel in relation to the rails, by determining the point of contact between rail and grinding wheel. The known methods use principles of limiting the pressure of the grinding wheel on the rail or manual approaches, which does not guarantee sufficient precision and does not allow a

intégration dans ce processus automatique.  integration into this automatic process.

D'autre part, une des caractéristiques propres au meulage du rail qui augmente la difficulté de cette localisation se situe dans l'environnement de travail, à savoir dans des parasites lumineux, électromagnétiques, sonores etc. Ce problème est spécifique à chaque chantier et s'accompagne de conditions d'utilisation sévères telles que des vibrations, la présence de particules métalliques, la température etc. La présente invention a pour but de proposer un dispositif capable de détecter avec précision l'accostage de la meule sur le rail et ceci quelles que soient les  On the other hand, one of the characteristics specific to the grinding of the rail which increases the difficulty of this localization is located in the working environment, namely in light, electromagnetic, sound parasites etc. This problem is specific to each site and is accompanied by severe conditions of use such as vibrations, the presence of metal particles, temperature, etc. The present invention aims to provide a device capable of accurately detecting the approach of the grinding wheel on the rail and this whatever the

conditions d'utilisation et l'environnement.  conditions of use and the environment.

Pour atteindre ce but, le système de commande selon l'invention est caractérisé en ce que le moyen de détection du contact entre la meule et la pièce à meuler est un dispositif détecteur des étincelles produites lors  To achieve this goal, the control system according to the invention is characterized in that the means for detecting the contact between the grinding wheel and the workpiece is a device for detecting sparks produced during

de ce contact.of this contact.

Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de détection comporte un capteur des étincelles disposé près de la meule, un détecteur de lumière, qui est déporté et disposé à un emplacement protégé contre des parasites, et un moyen de transmission  According to a characteristic of the invention, the detection device comprises a spark sensor arranged near the grinding wheel, a light detector, which is offset and disposed in a location protected against parasites, and a transmission means

de lumière entre le capteur et le détecteur.  of light between the sensor and the detector.

Selon une caractéristique de l'invention, les  According to a characteristic of the invention, the

moyens de transmission sont formés par une fibre optique.  transmission means are formed by an optical fiber.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci  The invention will be better understood, and other aims, characteristics, details and advantages thereof

apparaîtront plus clairement dans la description  will appear more clearly in the description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une machine de meulage de rails, équipée d'un dispositif de commande de la meule selon la présente invention; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle du dispositif porteur de meule, pourvu du dispositif détecteur d'étincelles selon l'invention; - la figure 3 est une vue schématique du dispositif détecteur selon l'invention; et la figure 4 est une vue en coupe illustrant un  explanatory text which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating an embodiment of the invention and in which: FIG. 1 is a schematic perspective view of a rail grinding machine, equipped with a wheel control device according to the present invention; - Figure 2 is an enlarged view of the wheel carrier device, provided with the spark detector device according to the invention; - Figure 3 is a schematic view of the detector device according to the invention; and Figure 4 is a sectional view illustrating a

capteur d'étincelles selon l'invention.  spark sensor according to the invention.

En se référant aux figures, l'invention sera décrite dans son application à une machine de meulage automatique de rails telle que représentée sur la figure 1. Une telle machine décrite dans le document EP 0 593 361. La machine comporte essentiellement une meule 1 placée sur un chariot portemeule 2 déplaçable le long d'une poutre 3 qui est montée pivotante à chacune de ses extrémités sur un dispositif 4 de déplacement en translation de la poutre 3. Ce dispositif d'entraînement en translation 4 de la poutre est monté sur un module 5 de rotation de la poutre autour du rail 6. Cet ensemble est monté sur un bâti de support 7 qui comporte deux éléments 8, 9 chacun en forme d'un cadre à travers lequel s'étend le rail 6. Les deux éléments de cadre sont placés à une certaine distance l'un de l'autre, dans la  Referring to the figures, the invention will be described in its application to an automatic rail grinding machine as shown in FIG. 1. Such a machine described in document EP 0 593 361. The machine essentially comprises a grinding wheel 1 placed on a wheeled carriage 2 movable along a beam 3 which is pivotally mounted at each of its ends on a device 4 for translational movement of the beam 3. This translational drive device 4 for the beam is mounted on a module 5 for rotating the beam around the rail 6. This assembly is mounted on a support frame 7 which comprises two elements 8, 9 each in the form of a frame through which the rail 6 extends. The two elements frame are placed at a certain distance from each other, in the

direction longitudinale du rail 6.longitudinal direction of the rail 6.

La meule 1 est montée rotative sur le chariot 2 et  The grinding wheel 1 is rotatably mounted on the carriage 2 and

est entraînée en rotation par un moteur hydraulique 11.  is rotated by a hydraulic motor 11.

Le dispositif d'entraînement en translation 4 de la poutre 3 comprend essentiellement un élément moteur 12 tel qu'un vérin pourvu d'une tige 13 à l'extrémité duquel est articulée l'extrémité de la poutre 3. La machine de meulage comporte en outre un dispositif de retenue du rail 6, qui comprend essentiellement des organes de butée ainsi qu'au niveau de chaque cadre de bâti 8, 9 un vérin de pinçage de rails 17 et un vérin de bridage de rails 18, qui agissent perpendiculairement à la direction longitudinale du rail pour repousser celui-ci sur les  The device for translational driving 4 of the beam 3 essentially comprises a motor element 12 such as a jack provided with a rod 13 at the end of which the end of the beam 3 is articulated. The grinding machine comprises in in addition to a rail retaining device 6, which essentially comprises stop members as well as at each frame frame 8, 9 a rail clamping cylinder 17 and a rail clamping cylinder 18, which act perpendicular to the longitudinal direction of the rail to push it on the

éléments de butée 19.stop elements 19.

Conformément à l'invention, le chariot porte-meule 2 porte, au-dessus de la meule 1 une plaque de protection 20, avantageusement en aluminium, qui s'étend perpendiculairement à l'axe de la meule en coiffant celle-ci. Sous la face inférieure de cette plaque, au voisinage de la meule 1 est monté un capteur 22 qui permet la reconnaissance de l'émission d'étincelles produite lorsque la meule 1 vient en contact avec la pièce à meuler, dans l'exemple représenté le rail 6. Ce capteur comporte essentiellement un bloc 21, avantageusement en aluminium, et un organe capteur en forme d'une pastille en plexiglass 23, monté dans le bloc 21 au fond plus rétréci d'un canal conique 25 s'ouvrant en direction de la meule 1 et disposé tangentiellement par rapport à cette dernière. L'ouverture 26 du canal se trouve à une certaine distance de l'endroit de contact de la meule avec le rail. La pastille est logée dans un support 28 venant se visser en butée sur l'extrémité d'une fibre optique 29. La fibre est maintenue dans le bloc par une vis de serrage 30 Un dispositif de soufflage d'air est intégré au bloc et comporte des conduits 31 qui s'ouvrent dans le canal 25 et à travers lesquels de l'air comprimé est soufflé dans le canal pour éviter que de la poussière et des particules de meulage puissent entrer dans le canal et parvenir à la pastille en plexiglass au  According to the invention, the grinding wheel carriage 2 carries, above the grinding wheel 1 a protective plate 20, advantageously made of aluminum, which extends perpendicularly to the axis of the grinding wheel while covering it. Under the underside of this plate, in the vicinity of the grinding wheel 1 is mounted a sensor 22 which allows recognition of the emission of sparks produced when the grinding wheel 1 comes into contact with the workpiece, in the example shown the rail 6. This sensor essentially comprises a block 21, advantageously made of aluminum, and a sensor member in the form of a plexiglass pad 23, mounted in the block 21 at the bottom more narrowed with a conical channel 25 opening in the direction of the grinding wheel 1 and disposed tangentially relative to the latter. The opening 26 of the channel is located at a certain distance from the point of contact of the grinding wheel with the rail. The patch is housed in a support 28 which is screwed into abutment on the end of an optical fiber 29. The fiber is held in the block by a clamping screw 30 An air blowing device is integrated into the block and comprises conduits 31 which open in the channel 25 and through which compressed air is blown into the channel to prevent dust and grinding particles from entering the channel and reaching the plexiglass pellet at the

fond du canal.bottom of the canal.

L'autre extrémité de la fibre optique 29 est connectée à un détecteur de lumière 33 formé avantageusement par une photodiode et monté, ensemble avec son électronique, dans un boîtier étanche 34 fixé sur le chariot porte-meule 2, comme on le voit sur la figure 2. Le boîtier 34 est déporté du capteur d'étincelles 22 et situé à un emplacement o il est protégé contre les variations thermiques, les vibrations, les particules de meulage et la poussière. Le boîtier est refroidi afin d'éviter toute dégradation des composants qu'il contient. Comme on le voit sur la figure 2, le boîtier se trouve en haut du chariot 2, au-dessus de la  The other end of the optical fiber 29 is connected to a light detector 33 advantageously formed by a photodiode and mounted, together with its electronics, in a sealed housing 34 fixed on the grinding wheel carriage 2, as seen on the Figure 2. The housing 34 is remote from the spark sensor 22 and located at a location where it is protected against thermal variations, vibrations, grinding particles and dust. The housing is cooled to prevent damage to the components it contains. As seen in Figure 2, the housing is located at the top of the carriage 2, above the

plaque de protection 20.protective plate 20.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la meule est faiblement inclinée selon un angle d'inclinaison de 1 ou 2 par rapport aux rails, sur  According to another characteristic of the invention, the grinding wheel is slightly inclined at an angle of inclination of 1 or 2 relative to the rails, on

l'arrière de son mouvement de déplacement longitudinal.  the rear of its longitudinal displacement movement.

Ainsi le front de meule est mordant et on obtient un  So the grindstone front is biting and you get a

contact quasi-ponctuel de la meule avec le rail.  quasi-punctual contact of the grinding wheel with the rail.

L'emplacement de production des étincelles lors de  The location of production of sparks during

l'acostage de la meule sur le rail est donc bien défini.  the docking of the wheel on the rail is therefore well defined.

L'invention présente de nombreux avantages par rapport à l'état de la technique. En proposant un procédé de détection optique de l'accostage de la meule sur le rail, par reconnaissance de l'émission d'étincelles, en tenant compte en particulier de la fréquence de lumière émise en fonction de la température des grains détachés et échauffés par la friction, l'invention n'est pas sujette au bruit se propageant dans le rail. Le déport des moyens détecteurs de lumière et des commandes, du point de captage de la lumière par les fibres optiques assure une parfaite protection contre les variations  The invention has many advantages over the state of the art. By proposing a method of optical detection of the grinding of the grinding wheel on the rail, by recognition of the emission of sparks, taking into account in particular the frequency of light emitted as a function of the temperature of the grains detached and heated by friction, the invention is not subject to noise propagating in the rail. The offset of the light detecting means and of the controls, from the point of capture of the light by the optical fibers ensures perfect protection against variations

thermiques, les vibrations, la poussière et les bruits.  thermal, vibration, dust and noise.

La protection contre les parasites lumineux est assurée par l'utilisation d'une longueur d'onde infrarouge et  Protection against light interference is provided by the use of an infrared wavelength and

d'un angle de captage de l'extrémité de la fibre optique.  an angle of capture of the end of the optical fiber.

Une protection contre des parasites électriques est obtenue par la disposition dans un bloc compact du  Protection against electrical interference is obtained by the arrangement in a compact block of the

détecteur et de l'unité de traitement électronique.  detector and electronic processing unit.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Système de commande de la meule d'une machine de meulage de pièces telles que des rails, comportant un dispositif porteur de la meule monté déplaçable dans un bâti de support entre une position dans laquelle la meule est écartée de la pièce à meuler et une position dans laquelle la meule est en contact avec cette pièce, et un dispositif de détection du contact de la meule avec la pièce, caractérisé en ce que le dispositif détecteur du contact entre la meule (1) et la pièce à meuler (6) est un dispositif détecteur des étincelles produites lors de  1. Control system for the grinding wheel of a machine for grinding parts such as rails, comprising a device for carrying the grinding wheel mounted so that it can move in a support frame between a position in which the grinding wheel is moved away from the part to be ground and a position in which the grinding wheel is in contact with this part, and a device for detecting the contact of the grinding wheel with the part, characterized in that the device detecting the contact between the grinding wheel (1) and the part to be ground (6) is a device for detecting sparks produced during ce contact.this contact. 2. Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif détecteur comporte un capteur (22) des étincelles disposé près de la meule (1), un détecteur de lumière (33), qui est déporté et disposé à un emplacement protégé contre des parasites, et un moyen de transmission (29) de lumière entre le capteur  2. Control system according to claim 1, characterized in that the detector device comprises a sensor (22) of sparks arranged near the grinding wheel (1), a light detector (33), which is offset and disposed at a location protected against parasites, and a light transmission means (29) between the sensor (22) et le détecteur (33).(22) and the detector (33). 3. Système de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission (29) des  3. Control system according to claim 2, characterized in that the transmission means (29) of signaux lumineux sont formés par une fibre optique.  light signals are formed by an optical fiber. 4. Système de commande selon l'une des  4. Control system according to one of revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le capteur  claims 2 or 3, characterized in that the sensor (22) comporte un organe capteur (23) disposé à une extrémité d'un organe délimitant un canal (25) s'ouvrant en direction de la meule (1) et en ce que le moyen de  (22) comprises a sensor member (23) disposed at one end of a member delimiting a channel (25) opening in the direction of the grinding wheel (1) and in that the means of transmission (29) est relié à l'organe capteur (23).  transmission (29) is connected to the sensor member (23). 5. Système de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur (22) comporte un bloc (21), avantageusement en aluminium, dans lequel le canal précité (25) est ménagé sous forme d'un canal conique au  5. Control system according to claim 4, characterized in that the sensor (22) comprises a block (21), advantageously made of aluminum, in which the above-mentioned channel (25) is formed in the form of a conical channel at fond duquel est disposé l'organe capteur (23).  bottom of which is arranged the sensor member (23). 6. Système de commande selon l'une des  6. Control system according to one of revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'organe  claims 4 or 5, characterized in that the member capteur (23) est une pastille en un matériau transparent,  sensor (23) is a tablet made of a transparent material, avantageusement en plexiglass.advantageously in plexiglass. 7. Système de commande selon l'une des  7. Control system according to one of revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'axe du  claims 4 to 6, characterized in that the axis of the canal (25) présente un angle d'inclinaison (a) par rapport à la face à meuler de la pièce à meuler (6), l'angle étant choisi pour assurer une détection optimale des étincelles, et est disposé tangentiellement à  channel (25) has an angle of inclination (a) relative to the grinding face of the workpiece (6), the angle being chosen to ensure optimum detection of sparks, and is arranged tangentially to l'endroit de production des étincelles.  the place where the sparks are produced. 8. Système de commande selon l'une des  8. Control system according to one of revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le capteur  claims 4 to 8, characterized in that the sensor (22) comporte des moyens (31) de soufflage de l'air comprimé dans le canal de capteur (25) pour empêcher la pénétration des poussières et des particules de meulage  (22) includes means (31) for blowing compressed air into the sensor channel (25) to prevent the penetration of dust and grinding particles dans le canal.in the canal. 9. Système de commande selon l'une des  9. Control system according to one of revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le dispositif  claims 2 to 9, characterized in that the device détecteur comporte un organe détecteur de lumière, tel  detector includes a light detecting member, such as qu'une photodiode (33).than a photodiode (33). 10. Système de commande selon l'une des  10. Control system according to one of revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'une plaque de  Claims 2 to 10, characterized in that a plate of protection (20) est disposée entre la meule et le  protection (20) is arranged between the grinding wheel and the dispositif détecteur (33).detector device (33). 11. Système de commande selon l'une des  11. Control system according to one of revendications 2 à 10, caractérisé en ce que la face de  Claims 2 to 10, characterized in that the face of meulage de la meule (1) présente un faible angle d'inclinaison (a) assurant un contact quasi-ponctuel de la meule (1) avec la pièce à meuler (6), le capteur (22) étant disposé tangentiellement à l'endroit du contact  grinding of the grinding wheel (1) has a small angle of inclination (a) ensuring almost point contact of the grinding wheel (1) with the workpiece (6), the sensor (22) being arranged tangentially at the location of contact quasi-ponctuel.almost point.
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