專利名稱：鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼軌焊縫處理，特別是涉及一種鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床。
背景技術(shù)：
目前，因長鋼軌焊接后所形成的積瘤雖經(jīng)過推頭處理，但仍然殘2mmX20mm的環(huán)形帶根瘤，所以國內(nèi)大多數(shù)廠家一般采用以下兩種方式進(jìn)行修復(fù)I、手工方式，不僅速度慢，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，環(huán)境污染大，而且質(zhì)量得不到保證，打磨處磨痕雜亂無序，感觀差，對長鋼軌的出口帶來一定影響。常常出現(xiàn)該磨的沒有磨到，不該磨的地方磨虧。2、采用數(shù)控精磨機(jī)精磨，這種方式具體為，首先，對鋼軌焊縫處的平順性進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，從而確定鋼軌的加工起點(diǎn)和終點(diǎn)(即磨削長度)；然后，通過磨削砂輪接觸鋼軌產(chǎn)生火花，來確定所述加工起點(diǎn)和終點(diǎn)的外輪廓與磨削砂輪旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系；最后，對磨削長度采用多段小直線仿形擬合方法進(jìn)行精磨。由于該方法是采用分段小直線仿形擬合方法精磨，所以焊縫的凸起部分可能出現(xiàn)在分段小直線的中部，這樣，當(dāng)磨刀磨削到該凸起時(shí)，磨刀會(huì)出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象或直接出現(xiàn)燒毀工件的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了鋼軌質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，不會(huì)出現(xiàn)讓刀和燒毀工件現(xiàn)象的鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的一種鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床，包括安裝在機(jī)床上的工作臺(tái)，工作臺(tái)上安裝有定位夾具、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和電控系統(tǒng)，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有可作橫向和垂直運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置，移動(dòng)裝置上分別安裝有刀具和用于檢測鋼軌加工起點(diǎn)和終點(diǎn)的第一檢測裝置，所述定位夾具、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第一檢測裝置的控制電路均與所述電控系統(tǒng)相連，所述刀具為銑刀，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有用于檢測加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系的第二檢測裝置，該第二檢測裝置與所述電控系統(tǒng)相連。通過將磨削砂輪換成銑刀，解決了讓刀和燒毀工件的問題；同時(shí)，由于用銑刀加工鋼軌不會(huì)產(chǎn)生火花，所以加設(shè)的第二檢測裝置能方便的檢測出所述加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具及刀具旋轉(zhuǎn)中心三者(加工點(diǎn)外輪廓、刀具和刀具旋轉(zhuǎn)中心)之間的位置關(guān)系，從而控制所述銑刀準(zhǔn)確地下刀，達(dá)到精銑的目的。在上述方案中，所述第二檢測裝置包括模擬所述刀具動(dòng)作的測量塊、用于檢測所述測量塊運(yùn)動(dòng)軌跡的位移傳感器和可橫向和垂直移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置安裝在所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，所述測量塊通過彈簧和導(dǎo)向桿活動(dòng)安裝在所述驅(qū)動(dòng)裝置上，所述測量塊位于導(dǎo)向桿的下端。通過加設(shè)的測量塊模擬所述刀具動(dòng)作，并用位移傳感器檢測出測量塊的動(dòng)作過程，從而達(dá)到檢測出所述加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系的目的。當(dāng)然，也可采用其他結(jié)構(gòu)的檢測裝置。在上述方案中，所述位移傳感器為激光傳感器，該激光傳感器反向安裝在所述導(dǎo)向桿的上端，所述驅(qū)動(dòng)裝置對應(yīng)的位置設(shè)有反光板，該反光板的反射面與所述激光傳感器發(fā)射端對準(zhǔn)。當(dāng)然，也可采用其他位移傳感器。在上述方案中，所述測量塊的尺寸與所述刀具的尺寸一致。 所述第二檢測裝置的工作原理為測量塊在模擬刀具動(dòng)作(即在待銑鋼軌表面移動(dòng))的過程中，所述彈簧使測量塊與待銑鋼軌表面緊密接觸，測量塊會(huì)隨著待銑鋼軌上焊縫的表面形狀而浮動(dòng)，所述導(dǎo)向桿也會(huì)隨著測量塊的浮動(dòng)而伸縮；同時(shí)，所述導(dǎo)向桿帶動(dòng)所述激光傳感器移動(dòng)，使得激光傳感器的發(fā)射端到所述反光板的距離改變，從而記錄測量塊的浮動(dòng)變化，并反饋給所述電控系統(tǒng)；電控系統(tǒng)再結(jié)合回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置反饋的測量塊位置變化，經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析后確定所述加工起點(diǎn)和終點(diǎn)的輪廓與刀具和刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系；最后根據(jù)所得數(shù)據(jù)制作出刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的程序。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比，充分顯示其優(yōu)越性在于通過將磨削砂輪換成銑刀，解決了讓刀和燒毀工件的問題；同時(shí)，由于用銑刀加工鋼軌不會(huì)產(chǎn)生火花，所以加設(shè)的第二檢測裝置能方便的檢測出所述加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系，從而控制所述銑刀準(zhǔn)確地下刀，達(dá)到精銑的目的。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明加工待銑鋼軌時(shí)的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中第二檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中機(jī)床1，工作臺(tái)2，定位夾具3，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4，電控系統(tǒng)5，移動(dòng)裝置6，刀具7，第一檢測裝置8，第二檢測裝置9，測量塊10，位移傳感器11，驅(qū)動(dòng)裝置12，彈簧13，導(dǎo)向桿14，反光板15，待銑鋼軌16。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。如圖I所示本實(shí)施例提供一種鋼軌焊縫精統(tǒng)數(shù)控機(jī)床,包括安裝在機(jī)床I上的工作臺(tái)2，工作臺(tái)2上安裝有定位夾具3、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和電控系統(tǒng)5，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4上設(shè)有可作橫向和垂直運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置6，移動(dòng)裝置6上分別安裝有刀具7和用于檢測鋼軌加工起點(diǎn)和終點(diǎn)的第一檢測裝置8，所述定位夾具3、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和第一檢測裝置8的控制電路均與所述電控系統(tǒng)5相連，所述刀具7為銑刀，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4上設(shè)有用于檢測加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具7及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系的第二檢測裝置9，該第二檢測裝置9與所述電控系統(tǒng)5相連。通過將磨削砂輪換成銑刀，解決了讓刀和燒毀工件的問題；同時(shí)，由于用銑刀加工鋼軌不會(huì)產(chǎn)生火花，所以加設(shè)的第二檢測裝置9能方便的檢測出所述檢測加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具7及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系，從而控制所述銑刀準(zhǔn)確地下刀，達(dá)到精銑的目的(參見圖2和圖3)。如圖4所示，所述第二檢測裝置9包括模擬所述刀具7動(dòng)作的測量塊10、用于檢測所述測量塊10運(yùn)動(dòng)軌跡的位移傳感器11和可橫向和垂直移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置12，該驅(qū)動(dòng)裝置12安裝在所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4上，所述測量塊10通過彈簧13和導(dǎo)向桿14活動(dòng)安裝在所述驅(qū)動(dòng)裝置12上，所述測量塊10位于導(dǎo)向桿14的下端。通過加設(shè)的測量塊10模擬所述刀具7動(dòng)作，并用位移傳感器11檢測出測量塊10的動(dòng)作過程，從而達(dá)到檢測出所述檢測加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具7及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系的目的。當(dāng)然，也可采用其他結(jié)構(gòu)的檢測裝置。所述位移傳感器11為激光傳感器，該激光傳感器反向安裝在所述導(dǎo)向桿14的上端，所述驅(qū)動(dòng)裝置12對應(yīng)的位置設(shè)有反光板15，該反光板15的反射面與所述激光傳感器發(fā)射端對準(zhǔn)。當(dāng)然，也可采用其他位移傳感器。所述測量塊10的尺寸與所述刀具7的尺寸一致(參見圖5)。
所述第二檢測裝置9的工作原理為測量塊10在模擬刀具7動(dòng)作(即在待銑鋼軌16表面轉(zhuǎn)動(dòng))的過程中，所述彈簧13使測量塊10與待銑鋼軌16表面緊密接觸，測量塊10會(huì)隨著待銑鋼軌16上焊縫的表面形狀而浮動(dòng)，所述導(dǎo)向桿14也會(huì)隨著測量塊10的浮動(dòng)而伸縮；同時(shí)，所述導(dǎo)向桿14帶動(dòng)所述激光傳感器移動(dòng)，使得激光傳感器的發(fā)射端到所述反光板15的距離改變，從而記錄測量塊10的浮動(dòng)變化，并反饋給所述電控系統(tǒng)5 ;電控系統(tǒng)5再結(jié)合回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和驅(qū)動(dòng)裝置12反饋的測量塊10位置變化，經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析后確定所述加工起點(diǎn)和終點(diǎn)的輪廓與刀具7及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系；最后根據(jù)所得數(shù)據(jù)制作出刀具7運(yùn)動(dòng)軌跡的程序。本發(fā)明的工作過程如下首先，將焊好后的待銑鋼軌16通過外動(dòng)力輸送到本發(fā)明的工作臺(tái)2上；然后，以刀具7作為“箭矛”參照，將工作臺(tái)2平移到“靶的”(即待銑鋼軌16后根瘤處)；接著，當(dāng)“箭矛”與“靶的”對準(zhǔn)后，啟動(dòng)定位夾具3將待銑鋼軌16夾緊；再接著，控制回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和移動(dòng)裝置6，利用第一檢測裝置8測量出待銑鋼軌16的平直度，并通過數(shù)據(jù)處理分析后得出待銑鋼軌16的加工起點(diǎn)和終點(diǎn)位置；再然后，控制回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和驅(qū)動(dòng)裝置12，使測量塊10模擬刀具7工作，并利用第二檢測裝置9測量出所述加工起點(diǎn)和終點(diǎn)的輪廓與刀具7及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系；最后，將所測量的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理分析后得出刀具7的動(dòng)作軌跡(制作成程序)，并由電控系統(tǒng)5控制回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和驅(qū)動(dòng)裝置12，使刀具7按編寫好的程序通過回轉(zhuǎn)到不同的位置分多刀對待銑鋼軌16進(jìn)行加工(參見圖3);銑削完成后按上述方法再對銑削好的鋼軌進(jìn)行平直度檢測，并進(jìn)行合格的判定和數(shù)據(jù)的保存與傳輸。以上整個(gè)加工過程約為5分鐘。銑削過程中產(chǎn)生的鐵屑由接屑裝置收集。而且在銑削過程中，本發(fā)明的潤滑系統(tǒng)適時(shí)對各運(yùn)動(dòng)部分進(jìn)行潤滑，以使加工效果更好。理論上焊接時(shí)錯(cuò)邊客觀上總是存在的，無論鋼軌的錯(cuò)邊如否，這樣的加工方法不僅可以克服磨削時(shí)的讓刀或燒毀工件，而且加工后的直線度和平順性也能滿足鋼軌的使用要求。本發(fā)明通過將磨削砂輪換成銑刀，解決了讓刀和燒毀工件的問題；同時(shí)，由于用銑刀加工鋼軌不會(huì)產(chǎn)生火花，所以加設(shè)的第二檢測裝置9能方便的檢測出所述檢測加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具7旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系，從而控制所述銑刀準(zhǔn)確地下刀，達(dá)到精銑的目的。
權(quán)利要求
1.一種鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床，包括安裝在機(jī)床上的工作臺(tái)，工作臺(tái)上安裝有定位夾具、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和電控系統(tǒng)，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有可作橫向和垂直運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置，移動(dòng)裝置上分別安裝有刀具和用于檢測鋼軌加工起點(diǎn)和終點(diǎn)的第一檢測裝置，所述定位夾具、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第一檢測裝置的控制電路均與所述電控系統(tǒng)相連，其特征在于，所述刀具為銑刀，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有用于檢測加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系的第二檢測裝置，該第二檢測裝置與所述電控系統(tǒng)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床，其特征在于，所述第二檢測裝置包括模擬所述刀具動(dòng)作的測量塊、用于檢測所述測量塊運(yùn)動(dòng)軌跡的位移傳感器和可橫向和垂直移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置安裝在所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，所述測量塊通過彈簧和導(dǎo)向桿活動(dòng)安裝在所述驅(qū)動(dòng)裝置上，所述測量塊位于導(dǎo)向桿的下端。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床，其特征在于，所述位移傳感器為激光傳感器，該激光傳感器反向安裝在所述導(dǎo)向桿的上端，所述驅(qū)動(dòng)裝置對應(yīng)的位置設(shè)有反光板，該反光板的反射面與所述激光傳感器發(fā)射端對準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床，其特征在于，所述測量塊的尺寸與所述刀具的尺寸一致。
全文摘要
一種鋼軌焊縫精銑數(shù)控機(jī)床，包括安裝在機(jī)床上的工作臺(tái)，工作臺(tái)上安裝有定位夾具、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和電控系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有可作橫向和垂直運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置，移動(dòng)裝置上分別安裝有刀具和用于檢測鋼軌加工起點(diǎn)和終點(diǎn)的第一檢測裝置，定位夾具、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第一檢測裝置的控制電路均與電控系統(tǒng)相連，刀具為銑刀，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上設(shè)有用于檢測加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系的第二檢測裝置，第二檢測裝置與電控系統(tǒng)相連。本發(fā)明通過將磨削砂輪換成銑刀，解決了讓刀和燒毀工件的問題；第二檢測裝置能方便的檢測出所述加工起點(diǎn)和終點(diǎn)外輪廓與刀具及刀具旋轉(zhuǎn)中心的位置關(guān)系，從而控制所述銑刀準(zhǔn)確地下刀，達(dá)到精銑的目的，適用于鋼軌加工。
文檔編號(hào)B23C3/12GK102615320SQ201210076010
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者張保軍, 方開慧, 楊本專, 江惠生, 鄧瑞芳 申請人:武漢利德測控技術(shù)股份有限公司