專利名稱：鋼軌焊縫精銑數控機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋼軌焊縫處理，特別是涉及一種鋼軌焊縫精銑數控機床。
背景技術：
目前，因長鋼軌焊接后所形成的積瘤雖經過推頭處理，但仍然殘2mmX20mm的環形帶根瘤，所以國內大多數廠家一般采用以下兩種方式進行修復I、手工方式，不僅速度慢，工人勞動強度大，環境污染大，而且質量得不到保證，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。常常出現該磨的沒有磨到，不該磨的地方磨虧。2、采用數控精磨機精磨，這種方式具體為，首先，對鋼軌焊縫處的平順性進行數據采集，從而確定鋼軌的加工起點和終點(即磨削長度)；然后，通過磨削砂輪接觸鋼軌產生火花，來確定所述加工起點和終點的外輪廓與磨削砂輪旋轉中心的位置關系；最后，對磨削長度采用多段小直線仿形擬合方法進行精磨。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在分段小直線的中部，這樣，當磨刀磨削到該凸起時，磨刀會出現讓刀現象或直接出現燒毀工件的現象，嚴重影響了鋼軌質量。

發明內容
本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種結構簡單，不會出現讓刀和燒毀工件現象的鋼軌焊縫精銑數控機床。為了實現以上目的，本發明提供的一種鋼軌焊縫精銑數控機床，包括安裝在機床上的工作臺，工作臺上安裝有定位夾具、回轉機構和電控系統，所述回轉機構上設有可作橫向和垂直運動的移動裝置，移動裝置上分別安裝有刀具和用于檢測鋼軌加工起點和終點的第一檢測裝置，所述定位夾具、回轉機構和第一檢測裝置的控制電路均與所述電控系統相連，所述刀具為銑刀，所述回轉機構上設有用于檢測加工起點和終點外輪廓與刀具及刀具旋轉中心的位置關系的第二檢測裝置，該第二檢測裝置與所述電控系統相連。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，由于用銑刀加工鋼軌不會產生火花，所以加設的第二檢測裝置能方便的檢測出所述加工起點和終點外輪廓與刀具及刀具旋轉中心三者(加工點外輪廓、刀具和刀具旋轉中心)之間的位置關系，從而控制所述銑刀準確地下刀，達到精銑的目的。在上述方案中，所述第二檢測裝置包括模擬所述刀具動作的測量塊、用于檢測所述測量塊運動軌跡的位移傳感器和可橫向和垂直移動的驅動裝置，該驅動裝置安裝在所述回轉機構上，所述測量塊通過彈簧和導向桿活動安裝在所述驅動裝置上，所述測量塊位于導向桿的下端。通過加設的測量塊模擬所述刀具動作，并用位移傳感器檢測出測量塊的動作過程，從而達到檢測出所述加工起點和終點外輪廓與刀具及刀具旋轉中心的位置關系的目的。當然，也可采用其他結構的檢測裝置。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向桿的上端，所述驅動裝置對應的位置設有反光板，該反光板的反射面與所述激光傳感器發射端對準。當然，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作(即在待銑鋼軌表面移動)的過程中，所述彈簧使測量塊與待銑鋼軌表面緊密接觸，測量塊會隨著待銑鋼軌上焊縫的表面形狀而浮動，所述導向桿也會隨著測量塊的浮動而伸縮；同時，所述導向桿帶動所述激光傳感器移動，使得激光傳感器的發射端到所述反光板的距離改變，從而記錄測量塊的浮動變化，并反饋給所述電控系統；電控系統再結合回轉機構和驅動裝置反饋的測量塊位置變化，經數據處理分析后確定所述加工起點和終點的輪廓與刀具和刀具旋轉中心的位置關系；最后根據所得數據制作出刀具運動軌跡的程序。本發明與現有技術對比，充分顯示其優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，由于用銑刀加工鋼軌不會產生火花，所以加設的第二檢測裝置能方便的檢測出所述加工起點和終點外輪廓與刀具及刀具旋轉中心的位置關系，從而控制所述銑刀準確地下刀，達到精銑的目的。


圖I為本發明的結構示意圖；圖2為圖I的俯視結構示意圖；圖3為本發明加工待銑鋼軌時的使用狀態結構示意圖；圖4為本發明中第二檢測裝置的結構示意圖；圖5為圖4的側視結構示意圖。圖中機床1，工作臺2，定位夾具3，回轉機構4，電控系統5，移動裝置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，驅動裝置12，彈簧13，導向桿14，反光板15，待銑鋼軌16。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述，但該實施例不應理解為對本發明的限制。如圖I所示本實施例提供一種鋼軌焊縫精統數控機床,包括安裝在機床I上的工作臺2，工作臺2上安裝有定位夾具3、回轉機構4和電控系統5，所述回轉機構4上設有可作橫向和垂直運動的移動裝置6，移動裝置6上分別安裝有刀具7和用于檢測鋼軌加工起點和終點的第一檢測裝置8，所述定位夾具3、回轉機構4和第一檢測裝置8的控制電路均與所述電控系統5相連，所述刀具7為銑刀，所述回轉機構4上設有用于檢測加工起點和終點外輪廓與刀具7及刀具旋轉中心的位置關系的第二檢測裝置9，該第二檢測裝置9與所述電控系統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，由于用銑刀加工鋼軌不會產生火花，所以加設的第二檢測裝置9能方便的檢測出所述檢測加工起點和終點外輪廓與刀具7及刀具旋轉中心的位置關系，從而控制所述銑刀準確地下刀，達到精銑的目的(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動作的測量塊10、用于檢測所述測量塊10運動軌跡的位移傳感器11和可橫向和垂直移動的驅動裝置12，該驅動裝置12安裝在所述回轉機構4上，所述測量塊10通過彈簧13和導向桿14活動安裝在所述驅動裝置12上，所述測量塊10位于導向桿14的下端。通過加設的測量塊10模擬所述刀具7動作，并用位移傳感器11檢測出測量塊10的動作過程，從而達到檢測出所述檢測加工起點和終點外輪廓與刀具7及刀具旋轉中心的位置關系的目的。當然，也可采用其他結構的檢測裝置。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向桿14的上端，所述驅動裝置12對應的位置設有反光板15，該反光板15的反射面與所述激光傳感器發射端對準。當然，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動作(即在待銑鋼軌16表面轉動)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會隨著待銑鋼軌16上焊縫的表面形狀而浮動，所述導向桿14也會隨著測量塊10的浮動而伸縮；同時，所述導向桿14帶動所述激光傳感器移動，使得激光傳感器的發射端到所述反光板15的距離改變，從而記錄測量塊10的浮動變化，并反饋給所述電控系統5 ;電控系統5再結合回轉機構4和驅動裝置12反饋的測量塊10位置變化，經數據處理分析后確定所述加工起點和終點的輪廓與刀具7及刀具旋轉中心的位置關系；最后根據所得數據制作出刀具7運動軌跡的程序。本發明的工作過程如下首先，將焊好后的待銑鋼軌16通過外動力輸送到本發明的工作臺2上；然后，以刀具7作為“箭矛”參照，將工作臺2平移到“靶的”(即待銑鋼軌16后根瘤處)；接著，當“箭矛”與“靶的”對準后，啟動定位夾具3將待銑鋼軌16夾緊；再接著，控制回轉機構4和移動裝置6，利用第一檢測裝置8測量出待銑鋼軌16的平直度，并通過數據處理分析后得出待銑鋼軌16的加工起點和終點位置；再然后，控制回轉機構4和驅動裝置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和終點的輪廓與刀具7及刀具旋轉中心的位置關系；最后，將所測量的數據通過數據處理分析后得出刀具7的動作軌跡(制作成程序)，并由電控系統5控制回轉機構4和驅動裝置12，使刀具7按編寫好的程序通過回轉到不同的位置分多刀對待銑鋼軌16進行加工(參見圖3);銑削完成后按上述方法再對銑削好的鋼軌進行平直度檢測，并進行合格的判定和數據的保存與傳輸。以上整個加工過程約為5分鐘。銑削過程中產生的鐵屑由接屑裝置收集。而且在銑削過程中，本發明的潤滑系統適時對各運動部分進行潤滑，以使加工效果更好。理論上焊接時錯邊客觀上總是存在的，無論鋼軌的錯邊如否，這樣的加工方法不僅可以克服磨削時的讓刀或燒毀工件，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，由于用銑刀加工鋼軌不會產生火花，所以加設的第二檢測裝置9能方便的檢測出所述檢測加工起點和終點外輪廓與刀具7旋轉中心的位置關系，從而控制所述銑刀準確地下刀，達到精銑的目的。
權利要求
1.一種鋼軌焊縫精銑數控機床，包括安裝在機床上的工作臺，工作臺上安裝有定位夾具、回轉機構和電控系統，所述回轉機構上設有可作橫向和垂直運動的移動裝置，移動裝置上分別安裝有刀具和用于檢測鋼軌加工起點和終點的第一檢測裝置，所述定位夾具、回轉機構和第一檢測裝置的控制電路均與所述電控系統相連，其特征在于，所述刀具為銑刀，所述回轉機構上設有用于檢測加工起點和終點外輪廓與刀具及刀具旋轉中心的位置關系的第二檢測裝置，該第二檢測裝置與所述電控系統相連。
2.如權利要求I所述的鋼軌焊縫精銑數控機床，其特征在于，所述第二檢測裝置包括模擬所述刀具動作的測量塊、用于檢測所述測量塊運動軌跡的位移傳感器和可橫向和垂直移動的驅動裝置，該驅動裝置安裝在所述回轉機構上，所述測量塊通過彈簧和導向桿活動安裝在所述驅動裝置上，所述測量塊位于導向桿的下端。
3.如權利要求2所述的鋼軌焊縫精銑數控機床，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向桿的上端，所述驅動裝置對應的位置設有反光板，該反光板的反射面與所述激光傳感器發射端對準。
4.如權利要求2或3所述的鋼軌焊縫精銑數控機床，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控機床，包括安裝在機床上的工作臺，工作臺上安裝有定位夾具、回轉機構和電控系統，回轉機構上設有可作橫向和垂直運動的移動裝置，移動裝置上分別安裝有刀具和用于檢測鋼軌加工起點和終點的第一檢測裝置，定位夾具、回轉機構和第一檢測裝置的控制電路均與電控系統相連，刀具為銑刀，回轉機構上設有用于檢測加工起點和終點外輪廓與刀具及刀具旋轉中心的位置關系的第二檢測裝置，第二檢測裝置與電控系統相連。本發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和終點外輪廓與刀具及刀具旋轉中心的位置關系，從而控制所述銑刀準確地下刀，達到精銑的目的，適用于鋼軌加工。
文檔編號B23C3/12GK102615320SQ201210076010
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者張保軍, 方開慧, 楊本專, 江惠生, 鄧瑞芳 申請人:武漢利德測控技術股份有限公司