CN104308235B - 钢轨焊缝全断面铣削加工装置 - Google Patents

钢轨焊缝全断面铣削加工装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢轨焊缝全断面铣削加工装置，包括安装在可移动床身上的移动工作台，移动工作台上设置有铣削加工单元，所述铣削加工单元为两套，对称设置于待加工钢轨的两侧，每套铣削加工单元包括均由伺服电机驱动的纵向移动机构、横向移动机构、垂直移动机构，垂直移动机构上内置具有检测装置的铣削机构，所述移动工作台上设置用于夹紧待加工钢轨的定位夹具和铁屑收集机构，移动工作台、定位夹具、铣削机构均由液压***驱动，所述垂直移动机构上设置用于为移动部分提供润滑的润滑机构，伺服电机和润滑机构的控制电路分别与电气控制***联接。本发明的有益效果在于，加工效率高、质量稳定、降低劳动强度、环保和外观好等。

Description

钢轨焊缝全断面铣削加工装置
技术领域
本发明涉及数控在线检测的长钢轨焊后除焊瘤设备，特别是涉及一种钢轨焊缝全断面铣削加工装置。
背景技术
因长钢轨焊接后所形成的积瘤虽经过推头处理，但仍然残2mmX20mm的环形带根瘤，目前国内大多数厂家均采用手动靠模磨处除根瘤工艺。这种工艺不但速度慢，工人劳动强度大，环境污染严重，而且质量得不到保证。部分厂家采用滚铣或成型铣削的方式，但对于焊接错边量较大时不能做到平滑过渡。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种加工速度快、质量高、环保和感观好的钢轨焊缝全断面铣削加工装置。
为实现上述技术目的，本发明提供的方案是：一种钢轨焊缝全断面铣削加工装置，包括安装在可移动床身上的移动工作台，移动工作台上设置有铣削加工单元，所述铣削加工单元为两套，对称设置于待加工钢轨的两侧，每套铣削加工单元包括均由伺服电机驱动的纵向移动机构、横向移动机构、垂直移动机构，纵向移动机构安装于移动工作台上，横向移动机构安装于纵向移动机构上，垂直移动机构安装于横向移动机构上面，垂直移动机构上内置具有检测装置的铣削机构，所述移动工作台上设置用于夹紧待加工钢轨的定位夹具和铁屑收集机构，移动工作台、定位夹具、铣削机构均由液压***驱动，所述垂直移动机构上设置用于为移动部分提供润滑的润滑机构，伺服电机和润滑机构的控制电路分别与电气控制***联接。
纵向移动机构、横向移动机构、垂直移动机构，均可以是伺服电机带动丝杆结构的移动方式。
润滑机构可以是由油泵和布局于各个移动部分的循环油管构成，为各移动部分提供润滑油。
而且，所述铣削机构内设置刀库和检测装置，刀库内具有多种刀具，包括轨头成型铣刀、轨头下颚成型铣刀、轨底上颚成型铣刀、轨底及轨底端面成型铣刀、倒双圆弧铣刀，各刀具由刀库上的机械手更换。
而且，所述检测装置包括二套接触式精密3D测量头，测量头的控制电路与电气控制***通过无线信号相连。
而且，所述定位夹具包括下固定定位块、可翻转的下压紧块、左右活动的定位夹紧块，所述下固定定位块布置在待铣钢轨的下方，可翻转的下压紧块布置在待铣钢轨的侧面，左右活动的定位夹紧块分别布置在待铣钢轨左右两侧；下固定定位块、可可翻转的下压紧块、左右活动的定位夹紧块均由液压驱动，其控制电路与电控***联接。
本发明的有益效果在于，加工效率高、质量稳定、降低劳动强度、环保和外观好等。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的侧视结构示意图；
图3为图1的俯视结构示意图；
图4为待加工钢轨的轨顶测量示意图；
图5为待加工钢轨的轨头侧面测量示意图；
图6为待加工钢轨的轨头下颚测量的示意图；
图7为待加工钢轨的轨腰上部测量的示意图；
图8为待加工钢轨的轨腰下部测量的示意图；
图9为待加工钢轨的轨底上部测量的示意图；
图10为待加工钢轨的轨底侧面测量的示意图；
图11为待加工钢轨的轨底测量的示意图；
图12钢轨加工部位的示意图A；
图13钢轨加工部位的示意图B；
图14钢轨加工部位的示意图C；
图15为钢轨加工时路径规划的示意图；
其中，1、床身，2、移动工作台，3、左夹具，4、纵向移动机构，5、横向移动机构，6、垂直移动机构，7、铣削机构，8、右夹具，9、待加工钢轨，10、刀库，11、检测装置，12、刀具，13、液压***，14、电气控制***，15、铁屑收集机构，16、润滑机构。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
为清晰说明，下面对本方案涉及到的三个方向做出如下定义：
纵向，即沿待加工钢轨9的长度方向；
横向，即沿待加工钢轨9的宽度方向；
垂直方向，即沿待加工钢轨9的高度方向。
本实施例提供一种钢轨焊缝全断面铣削加工装置，如图1~图3所示，包括安装在可移动床身1上的移动工作台2，移动工作台2上设置有铣削加工单元，所述铣削加工单元为两套，对称设置于待加工钢轨9的两侧，每套铣削加工单元包括均由伺服电机驱动的纵向移动机构4、横向移动机构5、垂直移动机构6，纵向移动机构4安装于移动工作台2上，横向移动机构5安装于纵向移动机构4上，垂直移动机构6安装于横向移动机构5上面，垂直移动机构6上内置具有检测装置11的铣削机构7，所述移动工作台2上设置用于夹紧待加工钢轨9的定位夹具（左夹具3和右夹具8）和铁屑收集机构15，移动工作台2、定位夹具、铣削机构7均由液压***驱动13，所述垂直移动机构6上设置用于为移动部分提供润滑的润滑机构16，伺服电机和润滑机构16的控制电路分别与电气控制***14联接。
上述电气控制***14中的伺服控制采用双通道两个三轴加工中心的高性能控制***。
进一步的，上述铣削机构7内设置刀库10和检测装置11，刀库10内具有多种刀具12，包括轨头成型铣刀、轨头下颚成型铣刀、轨底上颚成型铣刀、轨底及轨底端面成型铣刀、倒双圆弧铣刀，各刀具由刀库10上的机械手更换。
进一步的，上述检测装置11包括二套接触式精密3D测量头，测量头的控制电路与电气控制***14通过无线信号相连。
如图4~图11所示，接触式的3D测量头测量钢轨加工起、终点的位置，每一把加工刀具12对应起、终点至少测量2各点，确保加工刀具12的位置正确，该测量装置的控制电路与电气控制***14相连。
进一步的，上述定位夹具包括下固定定位块、可翻转的下压紧块、左右活动的定位夹紧块，所述下固定定位块布置在待加工钢轨9的下方，可翻转的下压紧块布置在待加工钢轨9的侧面，左右活动的定位夹紧块分别布置在待加工钢轨9左右两侧；下固定定位块、可可翻转的下压紧块、左右活动的定位夹紧块均由液压驱动，其控制电路与电控***联接。
本发明工作时，将焊好后的待加工钢轨9通过外动力输送到本发明中，即移动工作台2上；然后以铣削机构7作为“箭矛”参照，将移动工作台2平移到“靶的”待加工钢轨9后根瘤处；当“箭矛”与“靶的”对准后，启动左夹具 3、右夹具 8将钢轨夹紧，两铣削机构7分别预先装上检测装置 11，检测装置 11在纵向移动机构4、横向移动机构 5、垂直移动机构6的移动分别测量出各部位的起点和终点位置，然后将所测量的数据通过数据处理分析后，刀库10内的机械手将检测装置 11放回刀库10，同时将不同位置的成型铣刀装在铣削机构7内，按事先安排的程序通过铣削加工中心单元对钢轨的不同部位进行换刀和加工，如图12是轨头铣削+轨底铣削，图13是轨底上面铣削+轨头下颚铣削，图14是轨底倒圆铣削+轨头倒圆铣削。
焊接时错边客观上总是存在的，无论钢轨的错边如否，这样的加工方法可以根据不同错边的情况，加工后两根焊接钢轨就可以平顺过渡，才能满足钢轨的要求，如图15所示。
整个加工过程约为5分钟。铣削过程中产生的铁屑由铁屑收集机构15收集。而且在铣削过程中，润滑机构16适时对各运动部分进行润滑，以使加工效果更好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种钢轨焊缝全断面铣削加工装置，包括安装在可移动床身上的移动工作台，移动工作台上设置有铣削加工单元，其特征在于：所述铣削加工单元为两套，对称设置于待加工钢轨的两侧，每套铣削加工单元包括均由伺服电机驱动的纵向移动机构、横向移动机构、垂直移动机构，纵向移动机构安装于移动工作台上，横向移动机构安装于纵向移动机构上，垂直移动机构安装于横向移动机构上面，垂直移动机构上内置具有检测装置的铣削机构，所述移动工作台上设置用于夹紧待加工钢轨的定位夹具和铁屑收集机构，移动工作台、定位夹具、铣削机构均由液压***驱动，所述垂直移动机构上设置用于为移动部分提供润滑的润滑机构，伺服电机和润滑机构的控制电路分别与电气控制***联接；所述铣削机构内设置刀库和检测装置，刀库内具有多种刀具，包括轨头成型铣刀、轨头下颚成型铣刀、轨底上颚成型铣刀、轨底及轨底端面成型铣刀、倒双圆弧铣刀，各刀具由刀库上的机械手更换；所述检测装置包括二套接触式精密3D测量头，测量头的控制电路与电气控制***通过无线信号相连；所述定位夹具包括下固定定位块、可翻转的下压紧块、左右活动的定位夹紧块，所述下固定定位块布置在待铣钢轨的下方，可翻转的下压紧块布置在待铣钢轨的侧面，左右活动的定位夹紧块分别布置在待铣钢轨左右两侧；下固定定位块、可翻转的下压紧块、左右活动的定位夹紧块均由液压驱动，其控制电路与电控***联接。
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