[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

技術領域

本發明涉及鐵路養路工程機械電氣系統控制領域，尤其是涉及一種應用于鋼軌銑磨車的鋼軌銑削作業控制系統。

背景技術

鋼軌銑磨車是一種適用于鋼軌預防性及整治性維護作業的鐵路養護機械，通過對鋼軌的銑磨作業可以實現以下目標：提高鋼軌縱向平順性和橫斷面輪廓質量(減少鋼軌磨耗，改善輪軌接觸幾何狀態，減少輪軌相對磨耗)；提高鋼軌使用壽命；降低鋼軌維修成本和再利用成本；降低運行噪音提高路網運行安全和運營效率。鋼軌銑磨車是一種移動式銑削和磨削機械，機械本身在自走行過程中通過絲杠、伺服電機、驅動電機等控制單元驅動仿形銑盤、仿形磨盤對線路上固定的鋼軌進行銑削和磨削加工。

我國鐵路經過多次大提速，列車運行速度已大幅提高，這對鋼軌的平順度等指標提出了苛刻要求。為滿足此要求，需定期對鋼軌表面進行修復作業，以消除鋼軌的側磨、波磨、碾壓層、裂縫、剝離等缺陷，恢復軌頭工作部分的設計形狀，提高鋼軌使用壽命，降低運行噪音，提高列車的運行安全性。傳統的大型鋼軌整修設備以鋼軌打磨列車為主，該車通過以打磨電機和砂輪組成的磨削作業系統進行鋼軌整修，存在作業控制不精確，作業精度低，無集塵裝置，環境污染嚴重，只能在干線鐵路使用等缺點。用戶需求功能更強、效率更高、更環保的解決方案。鋼軌銑磨車是在此背景下產生的一種新型鋼軌在線整修設備，創新地使用了銑作業與磨作業結合的修復方式，能在運行中對鋼軌進行動態銑磨，具有作業控制精確，作業效率高，環境污染較小等優點。

國際上生產制造鋼軌銑磨車廠家僅有奧地利的Linsinger公司及MFL公司兩家，其整車設計、制造技術對中國進行封鎖，只限制出口整車產品到中國市場。整機進口國外鋼軌銑磨車的價格昂貴，且無自主知識產權，無法與我國鐵路發展趨勢相適應，更無法實現鋼軌的預防性及整治性維護作業。目前國內尚無相關鋼軌銑磨車電氣控制系統研發或生產廠商。鋼軌銑磨車整車受控對象多、控制精度要求高，內部包含多個子系統，且各子系統之間功能及應用條件不同，因此需采用不同的受控設備及控制方法。國內對鋼軌銑磨作業控制技術還處于研究階段，沒有定型的控制方案，目前應用較多的是采用恒功率銑磨作業方案來實現銑削、磨削作業。恒功率控制方案是指銑削或磨削作業過程中將銑削或磨削進給量作為輸入，將銑削或磨削作業的主軸電機的輸出電流作為反饋信號進行調節輸入，當線路有凸起時主電機輸出電流增大，需要減小進給量，當線路有凹陷時主電機輸出電流減小，需要增大進給量，從而實現銑磨裝置的相對鋼軌的跟隨控制。

恒功率銑磨作業方案從理論上講可以實現鋼軌銑、磨作業時銑、磨裝置對鋼軌的隨動控制，消除短波誤差，并保持原有長波軌擴形狀，起到鋼軌防御性維護的目的。但是恒功率控制有其根本性弊端，一是給定理論切削量后,實際切削量難以檢測，造成對應理論切削量下對應的準確功率難以確定；二是在確定理論切削量下對應的準確功率后對采用電流反饋控制理論對控制系統的實時性要求過高，從而在鋼軌具有凸起、凹陷時系統響應時間與作業效率形成矛盾，即作業走行慢時系統調節時間充分，實際恒定銑削、磨削功率精度高、誤差小，即作業走行快時系統調節時間短，實際恒定銑削、磨削功率精度低、誤差大，從而造成波浪銑削、磨削現狀，無法滿足作業后線路平順性的要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鋼軌銑削作業控制系統，解決現有恒功率銑磨作業控制系統難以檢測實際切削量，給定理論切削量下功率難以恒定，系統調節響應慢，銑磨作業精度低、誤差大，無法滿足作業后線路平順性要求的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種鋼軌銑削作業控制系統的技術實現方案，鋼軌銑削作業控制系統，包括：

銑盤，通過銑盤框架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，在主軸電機的帶動下實現旋轉，從而在作業行走時實現鋼軌銑削作業；

Z向升降油缸，固定端設置在所述鋼軌銑削作業車下方的Y向導軌底部，所述Z向升降油缸的活動端與所述銑盤框架連接，所述Z向升降油缸能與所述銑盤在沿垂向上下運動；

定位靴，設置在所述Z向升降油缸的固定端的后下方，用于實現所述銑盤的垂向定位；

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

角度傳感器，設置在所述銑盤的下部，能與所述的銑盤同步運動；

側向定位傳感器，通過所述固定裝置與所述銑盤相連，用于實現所述銑盤的側向定位。