CN102615320A - 钢轨焊缝精铣数控机床 - Google Patents

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Abstract

一种钢轨焊缝精铣数控机床，包括安装在机床上的工作台，工作台上安装有定位夹具、回转机构和电控***，回转机构上设有可作横向和垂直运动的移动装置，移动装置上分别安装有刀具和用于检测钢轨加工起点和终点的第一检测装置，定位夹具、回转机构和第一检测装置的控制电路均与电控***相连，刀具为铣刀，回转机构上设有用于检测加工起点和终点外轮廓与刀具及刀具旋转中心的位置关系的第二检测装置，第二检测装置与电控***相连。本发明通过将磨削砂轮换成铣刀，解决了让刀和烧毁工件的问题；第二检测装置能方便的检测出所述加工起点和终点外轮廓与刀具及刀具旋转中心的位置关系，从而控制所述铣刀准确地下刀，达到精铣的目的，适用于钢轨加工。

Description

钢轨焊缝精铣数控机床
技术领域
本发明涉及钢轨焊缝处理，特别是涉及一种钢轨焊缝精铣数控机床。 
背景技术
目前，因长钢轨焊接后所形成的积瘤虽经过推头处理，但仍然残2mm×20mm的环形带根瘤，所以国内大多数厂家一般采用以下两种方式进行修复： 
1、手工方式，不仅速度慢，工人劳动强度大，环境污染大，而且质量得不到保证，打磨处磨痕杂乱无序，感观差，对长钢轨的出口带来一定影响。常常出现该磨的没有磨到，不该磨的地方磨亏。 
2、采用数控精磨机精磨，这种方式具体为，首先，对钢轨焊缝处的平顺性进行数据采集，从而确定钢轨的加工起点和终点(即磨削长度)；然后，通过磨削砂轮接触钢轨产生火花，来确定所述加工起点和终点的外轮廓与磨削砂轮旋转中心的位置关系；最后，对磨削长度采用多段小直线仿形拟合方法进行精磨。由于该方法是采用分段小直线仿形拟合方法精磨，所以焊缝的凸起部分可能出现在分段小直线的中部，这样，当磨刀磨削到该凸起时，磨刀会出现让刀现象或直接出现烧毁工件的现象，严重影响了钢轨质量。 
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种结构简单，不会出现让刀和烧毁工件现象的钢轨焊缝精铣数控机床。 
为了实现以上目的，本发明提供的一种钢轨焊缝精铣数控机床，包括安装在机床上的工作台，工作台上安装有定位夹具、回转机构和电控***，所述回转机构上设有可作横向和垂直运动的移动装置，移动装置上分别安 装有刀具和用于检测钢轨加工起点和终点的第一检测装置，所述定位夹具、回转机构和第一检测装置的控制电路均与所述电控***相连，所述刀具为铣刀，所述回转机构上设有用于检测加工起点和终点外轮廓与刀具及刀具旋转中心的位置关系的第二检测装置，该第二检测装置与所述电控***相连。通过将磨削砂轮换成铣刀，解决了让刀和烧毁工件的问题；同时，由于用铣刀加工钢轨不会产生火花，所以加设的第二检测装置能方便的检测出所述加工起点和终点外轮廓与刀具及刀具旋转中心三者(加工点外轮廓、刀具和刀具旋转中心)之间的位置关系，从而控制所述铣刀准确地下刀，达到精铣的目的。 
在上述方案中，所述第二检测装置包括模拟所述刀具动作的测量块、用于检测所述测量块运动轨迹的位移传感器和可横向和垂直移动的驱动装置，该驱动装置安装在所述回转机构上，所述测量块通过弹簧和导向杆活动安装在所述驱动装置上，所述测量块位于导向杆的下端。通过加设的测量块模拟所述刀具动作，并用位移传感器检测出测量块的动作过程，从而达到检测出所述加工起点和终点外轮廓与刀具及刀具旋转中心的位置关系的目的。当然，也可采用其他结构的检测装置。 
在上述方案中，所述位移传感器为激光传感器，该激光传感器反向安装在所述导向杆的上端，所述驱动装置对应的位置设有反光板，该反光板的反射面与所述激光传感器发射端对准。当然，也可采用其他位移传感器。 
在上述方案中，所述测量块的尺寸与所述刀具的尺寸一致。 
所述第二检测装置的工作原理为：测量块在模拟刀具动作(即在待铣钢轨表面移动)的过程中，所述弹簧使测量块与待铣钢轨表面紧密接触，测量块会随着待铣钢轨上焊缝的表面形状而浮动，所述导向杆也会随着测量块的浮动而伸缩；同时，所述导向杆带动所述激光传感器移动，使得激光传感器的发射端到所述反光板的距离改变，从而记录测量块的浮动变化，并反馈给所述电控***；电控***再结合回转机构和驱动装置反馈的测量 块位置变化，经数据处理分析后确定所述加工起点和终点的轮廓与刀具和刀具旋转中心的位置关系；最后根据所得数据制作出刀具运动轨迹的程序。 
本发明与现有技术对比，充分显示其优越性在于：通过将磨削砂轮换成铣刀，解决了让刀和烧毁工件的问题；同时，由于用铣刀加工钢轨不会产生火花，所以加设的第二检测装置能方便的检测出所述加工起点和终点外轮廓与刀具及刀具旋转中心的位置关系，从而控制所述铣刀准确地下刀，达到精铣的目的。 
附图说明
图1为本发明的结构示意图； 
图2为图1的俯视结构示意图； 
图3为本发明加工待铣钢轨时的使用状态结构示意图； 
图4为本发明中第二检测装置的结构示意图； 
图5为图4的侧视结构示意图。 
图中：机床1，工作台2，定位夹具3，回转机构4，电控***5，移动装置6，刀具7，第一检测装置8，第二检测装置9，测量块10，位移传感器11，驱动装置12，弹簧13，导向杆14，反光板15，待铣钢轨16。 
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。 
如图1所示：本实施例提供一种钢轨焊缝精铣数控机床，包括安装在机床1上的工作台2，工作台2上安装有定位夹具3、回转机构4和电控***5，所述回转机构4上设有可作横向和垂直运动的移动装置6，移动装置6上分别安装有刀具7和用于检测钢轨加工起点和终点的第一检测装置8，所述定位夹具3、回转机构4和第一检测装置8的控制电路均与所述电控系 统5相连，所述刀具7为铣刀，所述回转机构4上设有用于检测加工起点和终点外轮廓与刀具7及刀具旋转中心的位置关系的第二检测装置9，该第二检测装置9与所述电控***5相连。通过将磨削砂轮换成铣刀，解决了让刀和烧毁工件的问题；同时，由于用铣刀加工钢轨不会产生火花，所以加设的第二检测装置9能方便的检测出所述检测加工起点和终点外轮廓与刀具7及刀具旋转中心的位置关系，从而控制所述铣刀准确地下刀，达到精铣的目的(参见图2和图3)。 
如图4所示，所述第二检测装置9包括模拟所述刀具7动作的测量块10、用于检测所述测量块10运动轨迹的位移传感器11和可横向和垂直移动的驱动装置12，该驱动装置12安装在所述回转机构4上，所述测量块10通过弹簧13和导向杆14活动安装在所述驱动装置12上，所述测量块10位于导向杆14的下端。通过加设的测量块10模拟所述刀具7动作，并用位移传感器11检测出测量块10的动作过程，从而达到检测出所述检测加工起点和终点外轮廓与刀具7及刀具旋转中心的位置关系的目的。当然，也可采用其他结构的检测装置。所述位移传感器11为激光传感器，该激光传感器反向安装在所述导向杆14的上端，所述驱动装置12对应的位置设有反光板15，该反光板15的反射面与所述激光传感器发射端对准。当然，也可采用其他位移传感器。所述测量块10的尺寸与所述刀具7的尺寸一致(参见图5)。 
所述第二检测装置9的工作原理为：测量块10在模拟刀具7动作(即在待铣钢轨16表面转动)的过程中，所述弹簧13使测量块10与待铣钢轨16表面紧密接触，测量块10会随着待铣钢轨16上焊缝的表面形状而浮动，所述导向杆14也会随着测量块10的浮动而伸缩；同时，所述导向杆14带动所述激光传感器移动，使得激光传感器的发射端到所述反光板15的距离改变，从而记录测量块10的浮动变化，并反馈给所述电控***5；电控***5再结合回转机构4和驱动装置12反馈的测量块10位置变化，经数据 处理分析后确定所述加工起点和终点的轮廓与刀具7及刀具旋转中心的位置关系；最后根据所得数据制作出刀具7运动轨迹的程序。 
本发明的工作过程如下： 
首先，将焊好后的待铣钢轨16通过外动力输送到本发明的工作台2上；然后，以刀具7作为“箭矛”参照，将工作台2平移到“靶的”(即待铣钢轨16后根瘤处)；接着，当“箭矛”与“靶的”对准后，启动定位夹具3将待铣钢轨16夹紧；再接着，控制回转机构4和移动装置6，利用第一检测装置8测量出待铣钢轨16的平直度，并通过数据处理分析后得出待铣钢轨16的加工起点和终点位置；再然后，控制回转机构4和驱动装置12，使测量块10模拟刀具7工作，并利用第二检测装置9测量出所述加工起点和终点的轮廓与刀具7及刀具旋转中心的位置关系；最后，将所测量的数据通过数据处理分析后得出刀具7的动作轨迹(制作成程序)，并由电控***5控制回转机构4和驱动装置12，使刀具7按编写好的程序通过回转到不同的位置分多刀对待铣钢轨16进行加工(参见图3)；铣削完成后按上述方法再对铣削好的钢轨进行平直度检测，并进行合格的判定和数据的保存与传输。 
以上整个加工过程约为5分钟。铣削过程中产生的铁屑由接屑装置收集。而且在铣削过程中，本发明的润滑***适时对各运动部分进行润滑，以使加工效果更好。 
理论上焊接时错边客观上总是存在的，无论钢轨的错边如否，这样的加工方法不仅可以克服磨削时的让刀或烧毁工件，而且加工后的直线度和平顺性也能满足钢轨的使用要求。 
本发明通过将磨削砂轮换成铣刀，解决了让刀和烧毁工件的问题；同时，由于用铣刀加工钢轨不会产生火花，所以加设的第二检测装置9能方便的检测出所述检测加工起点和终点外轮廓与刀具7旋转中心的位置关系，从而控制所述铣刀准确地下刀，达到精铣的目的。 

Claims (4)

1.一种钢轨焊缝精铣数控机床，包括安装在机床上的工作台，工作台上安装有定位夹具、回转机构和电控***，所述回转机构上设有可作横向和垂直运动的移动装置，移动装置上分别安装有刀具和用于检测钢轨加工起点和终点的第一检测装置，所述定位夹具、回转机构和第一检测装置的控制电路均与所述电控***相连，其特征在于，所述刀具为铣刀，所述回转机构上设有用于检测加工起点和终点外轮廓与刀具及刀具旋转中心的位置关系的第二检测装置，该第二检测装置与所述电控***相连。
2.如权利要求1所述的钢轨焊缝精铣数控机床，其特征在于，所述第二检测装置包括模拟所述刀具动作的测量块、用于检测所述测量块运动轨迹的位移传感器和可横向和垂直移动的驱动装置，该驱动装置安装在所述回转机构上，所述测量块通过弹簧和导向杆活动安装在所述驱动装置上，所述测量块位于导向杆的下端。
3.如权利要求2所述的钢轨焊缝精铣数控机床，其特征在于，所述位移传感器为激光传感器，该激光传感器反向安装在所述导向杆的上端，所述驱动装置对应的位置设有反光板，该反光板的反射面与所述激光传感器发射端对准。
4.如权利要求2或3所述的钢轨焊缝精铣数控机床，其特征在于，所述测量块的尺寸与所述刀具的尺寸一致。
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