[發明專利]一種鋼軌銑削作業控制系統

有效

• 申請號: 201510375300.2
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN104942346B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 吳慶立;李懿;牛學信;張燕超
• 申請（專利權）人: 株洲時代電子技術有限公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23Q15/00;B23Q17/00;B23Q17/22;B23Q17/24
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標事務所(普通合伙)43105
• 代理人: 張繼綱

1.一種鋼軌銑削作業控制系統，其特征在于，包括：

銑盤(1)，通過銑盤框架(6)設置在鋼軌銑削作業車的中下部，能在Z軸電機的帶動下實現垂向定位，并在Y軸電機的帶動下實現側向定位，在主軸電機(20)的帶動下實現旋轉，從而在作業行走時實現對鋼軌(13)的銑削作業；

Z向升降油缸(12)，固定端(23)設置在所述鋼軌銑削作業車下方的Y向導軌(15)底部，所述Z向升降油缸(12)的活動端(24)與所述銑盤框架(6)連接，所述Z向升降油缸(12)能與所述銑盤(1)沿垂向上下運動；

定位靴(8)，設置在所述Z向升降油缸(12)的固定端(23)的后下方，用于實現所述銑盤(1)的垂向定位；

弦線傳感器(11)，一端設置在所述銑盤框架(6)的上部，另一端與所述Z向升降油缸(12)的固定端(23)相連，用于測量所述Z向升降油缸(12)的位移；

角度傳感器(7)，設置在所述銑盤(1)的下部，能與所述銑盤(1)同步運動；

側向定位傳感器(5)，通過所述固定裝置(14)與所述銑盤(1)相連，用于實現所述銑盤(1)的側向定位；

所述控制系統還包括用于檢測銑削作業后所述鋼軌(13)高度差的前高度定位傳感器(4)和后高度定位傳感器(2)；所述前高度定位傳感器(4)和后高度定位傳感器(2)通過所述固定裝置(14)與所述銑盤(1)的下部相連，并位于所述銑盤(1)沿所述鋼軌(13)水平方向的兩側。

2.根據權利要求1所述的鋼軌銑削作業控制系統，其特征在于：所述控制系統還包括用于測量所述鋼軌(13)軌廓和軌距的激光檢測傳感器(3)，所述激光檢測傳感器(3)設置在所述固定裝置(14)上。

3.根據權利要求2所述的鋼軌銑削作業控制系統，其特征在于：所述定位靴(8)上還設置有前定位靴壓力傳感器(10)和后定位靴壓力傳感器(9)，所述前定位靴壓力傳感器(10)和后定位靴壓力傳感器(9)用于檢測所述銑盤(1)壓在所述鋼軌(13)表面的壓力。

4.根據權利要求3所述的鋼軌銑削作業控制系統，其特征在于：所述控制系統還包括油缸控制模塊(16)和伺服機構一(17)，由所述油缸控制模塊(16)控制所述伺服機構一(17)驅動所述Z向升降油缸(12)輸出恒定的壓力，所述前定位靴壓力傳感器(10)和后定位靴壓力傳感器(9)將所述定位靴(8)的垂向位移轉換為壓力；所述油缸控制模塊(16)根據設定的壓力值和銑削作業過程中所述Z向升降油缸(12)輸出的壓力值進行PID調節；當所述鋼軌(13)上存在有凸起或凹陷時，所述Z向升降油缸(12)的垂向位移變化引起所述前定位靴壓力傳感器(10)和后定位靴壓力傳感器(9)的位移變化，所述前定位靴壓力傳感器(10)和后定位靴壓力傳感器(9)檢測壓力值的變化，并通過所述油缸控制模塊(16)調節所述伺服機構一(17)的輸出，進而使所述Z向升降油缸(12)輸出恒定的壓力。

5.根據權利要求3或4所述的鋼軌銑削作業控制系統，其特征在于：所述控制系統還包括運動控制模塊(18)、單電機驅動模塊(19)和主軸電機(20)，由所述運動控制模塊(18)控制所述單電機驅動模塊(19)驅動所述主軸電機(20)維持恒定的轉速，所述主軸電機(20)帶動所述銑盤(1)對所述鋼軌(13)進行銑削作業；所述運動控制模塊(18)根據設定的轉速值、進給速度值以及銑削作業過程中所述主軸電機(20)反饋的轉速值進行PID調節，所述主軸電機(20)恒線速度運行，當設定的轉速值、進給量增加時，所述主軸電機(20)的輸出功率下降，所述主軸電機(20)的轉速上升；當設定的轉速值、進給量減小時，所述主軸電機(20)的輸出功率上升，所述主軸電機(20)的轉速下降。

6.根據權利要求5所述的鋼軌銑削作業控制系統，其特征在于：所述控制系統還包括雙電機驅動模塊(21)和伺服機構二(22)，由所述運動控制模塊(18)控制所述雙電機驅動模塊(21)驅動所述伺服機構二(22)維持恒定的銑削量；所述油缸控制模塊(16)根據設定的進給量、鋼軌(13)的不平順度，以及伺服機構二(22)的銑削量反饋值進行PID調節；所述雙電機驅動模塊(21)通過所述伺服機構二(22)分別控制Z軸電機和Y軸電機；所述伺服機構二(22)輸出的垂向銑削量通過所述前高度定位傳感器(4)和后高度定位傳感器(2)進行反饋，所述伺服機構二(22)輸出的側向銑削量通過所述側向定位傳感器(5)進行反饋。