[發(fā)明專利]一種復(fù)雜曲面構(gòu)件的自動(dòng)化檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110443618.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN113146404B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹衍龍;劉文淵;黃芳;丁斌杰;陳景曦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B9/04
• 分類號(hào): B24B9/04;B24B21/00;B24B21/18;B24B27/00;B24B49/12;B24B55/00;G01N21/01;G01N21/95
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 徐關(guān)壽

本發(fā)明公開了一種復(fù)雜曲面構(gòu)件的自動(dòng)化檢測(cè)裝置，包括相機(jī)，點(diǎn)光源和檢測(cè)單元支架，相機(jī)和點(diǎn)光源設(shè)置于檢測(cè)單元支架上；以一個(gè)相機(jī)和為該相機(jī)配置的多個(gè)點(diǎn)光源作為一個(gè)檢測(cè)單元，同一個(gè)檢測(cè)單元內(nèi)的點(diǎn)光源的光斑在被測(cè)物體上的覆蓋區(qū)域相互獨(dú)立，同一個(gè)檢測(cè)單元在進(jìn)行一次拍攝任務(wù)時(shí)、點(diǎn)光源依次點(diǎn)亮，點(diǎn)光源亮一次則相機(jī)拍攝一次待測(cè)物體的圖像，相機(jī)每次拍攝有且僅有一個(gè)點(diǎn)光源點(diǎn)亮。本發(fā)明能夠全自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)鋼軌表面質(zhì)量的定性缺陷檢測(cè)和加工余量的定量檢測(cè)，替代目前長(zhǎng)軌生產(chǎn)線上的人工眼觀、千分尺等人工測(cè)量，檢測(cè)效率高，檢測(cè)準(zhǔn)確率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼軌打磨技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種復(fù)雜曲面構(gòu)件的自動(dòng)化檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

鋼廠生產(chǎn)的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為25米或100米，標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的鋼軌運(yùn)輸至鋼軌焊接基地后，將鋼軌焊接連成500米長(zhǎng)的無(wú)縫鋼軌，再運(yùn)輸?shù)借F路線上進(jìn)行鋪設(shè)，鐵路線現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)時(shí)再用專用設(shè)備將500米長(zhǎng)鋼軌依次焊接連成500米長(zhǎng)鋼軌依次焊接連成全線無(wú)縫鋼軌，鋼軌任何位置都不能存在機(jī)械連接的狹縫，列車運(yùn)行時(shí)才能平穩(wěn)。鋼軌在焊軌基地焊接時(shí)，每?jī)筛撥壓附犹幮纬珊缚p，焊縫厚度高于鋼軌表面形成突出于鋼軌表面的焊瘤，焊瘤必須打磨掉，形成平滑的焊縫，使焊縫及焊縫左右鋼軌都達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的平順過(guò)渡才能形成合格的焊縫，保障列車運(yùn)行平穩(wěn)和安全。

鋼軌打磨完成后，需要對(duì)加工后的表面進(jìn)行檢測(cè)，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，采用的現(xiàn)有的方法都是單獨(dú)使用空間信息或者幀間信息來(lái)進(jìn)行法向量的恢復(fù)，來(lái)判定是否存在橫向紋路、臺(tái)階等其他加工缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

第一方面，一種復(fù)雜曲面構(gòu)件的打磨方法，該方法的打磨對(duì)象為具有復(fù)雜曲面的構(gòu)件，該構(gòu)件的表面由平面、豎直面和圓弧柱面相連而成的復(fù)雜曲面，圓弧面至少有兩個(gè)，且兩個(gè)圓弧面的半徑不同；該方法分為橫向打磨和縱向修磨，橫向是指沿垂直于平面的高度方向，縱向是指沿平行于圓弧柱面軸向的長(zhǎng)度方向；

先用張緊有砂帶的打磨輪沿著平面向豎直面再向圓弧面的打磨軌跡連續(xù)的橫向打磨，打磨輪為圓柱形滾輪，打磨輪具有柔性套筒，砂帶張緊在柔性套筒上，打磨輪與結(jié)構(gòu)件相切，打磨輪自轉(zhuǎn)的同時(shí)帶動(dòng)砂帶運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)件表面的去材打磨，在橫向打磨過(guò)程中，打磨輪自轉(zhuǎn)、同時(shí)沿著打磨軌跡進(jìn)給、并且同時(shí)具有縱向進(jìn)給量；橫向打磨完成后進(jìn)行縱向修磨，縱向修磨后、打磨區(qū)域和非打磨區(qū)域之間形成的加工余量至少為0.5mm。

圓弧柱面指的是，在橫截面上成圓弧，沿長(zhǎng)度方向拉伸后形成的柱面。

進(jìn)一步，該結(jié)構(gòu)件包括頂面和底面，頂?shù)缀偷酌嬷g的至少有一個(gè)腰面，頂面和腰面之間有第一豎直面和第一過(guò)渡圓弧面，第一過(guò)渡圓弧面在第一豎直面之下，在俯視方向上、第一豎直面作為頂面的邊界，第一過(guò)渡圓弧面在第一豎直面與頂面的覆蓋范圍內(nèi)；腰面和底面之間有第二豎直面和第二過(guò)渡圓弧面，第二豎直面在第二過(guò)渡圓弧面之下，在仰視方向上、第二豎直面作為底面的邊界，第二過(guò)渡圓弧面在第二豎直面與頂面的覆蓋范圍內(nèi)；該結(jié)構(gòu)件的最大寬度為150mm，最大高度為176mm。

作為一種應(yīng)用場(chǎng)景，以鐵路、地鐵、輕軌等使用的鋼軌作為一種具有復(fù)雜曲面的構(gòu)件，長(zhǎng)軌生產(chǎn)線上在線打磨焊接后的鋼軌，該方法使用砂帶在線打磨鋼軌；該方法分為橫向打磨和縱向修磨，橫向是指沿鋼軌的高度方向，縱向是指沿鋼軌的長(zhǎng)度方向；橫向打磨時(shí)、砂帶從鋼軌的寬度方向的兩側(cè)分別沿第一打磨軌跡和第二打磨軌跡進(jìn)行打磨，砂帶以柔性力抵靠對(duì)焊瘤進(jìn)行拋光去材；第一打磨軌跡和第二打磨軌跡分別對(duì)應(yīng)一側(cè)軌腰，第一打磨軌跡覆蓋軌頂面、第二打磨軌跡覆蓋軌底面，或者第一打磨軌跡覆蓋軌底面、第二打磨軌跡覆蓋軌頂面；縱向修磨時(shí)，用砂輪沿鋼軌縱向進(jìn)給。

將焊瘤分為兩條打磨軌跡，每條打磨軌跡均從上向下打磨，實(shí)現(xiàn)軌頂、軌腰和軌底的連續(xù)自動(dòng)化打磨。打磨單元以柔性力抵靠鋼軌，避免了剛性力打磨造成硬傷的問(wèn)題，并且、若焊瘤的強(qiáng)度過(guò)大，則打磨單元打滑，避免打磨單元自身?yè)p壞。

進(jìn)一步，橫向打磨時(shí)，砂帶除了沿鋼軌橫向的運(yùn)動(dòng)以外，同時(shí)具有沿鋼軌縱向的運(yùn)動(dòng)。