一種鋼軌仿形打磨機進給系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鐵路鋼軌維護技術領域，尤其涉及一種鋼軌仿形打磨機給進系統和方法。
【背景技術】
[0002]眾所周知，鋼軌仿形打磨機主要應用于鐵路鋼軌維護施工中，對焊接接頭、壓延毛刺、軌面修補等進行成型打磨作業。在鋼軌打磨作業過程中，需要對一段鋼軌采用不同的打磨角度和不同的進給量，進行往返磨削，以實現還原鋼軌軌頭曲面標準形狀，從而保證鐵道線路安全運行。
[0003]隨著當前鐵路技術的發展和機車運行速度的提升，對鋼軌表面的平直度和軌頭斷面曲線與基準軌形的重合度要求越來越高，這就要求維護修磨設備的作業精度不斷提高，以滿足鐵路線路的維護施工技術要求。現有的同類鋼軌仿形打磨機進給系統，通常利用接近開關采集進給傳動機構中鏈輪的運動狀態信息，作為模擬信號供給控制系統識別砂輪進給機構的工作狀態，因該信號取樣方式無法識別進給機構的運動方向，且控制系統對進給機構運動狀態的分辨率低。從而存在無法全面顯示進給機構運動參數，不利于操作人員對打磨作業狀態的掌控;打磨精度調控困難等缺陷。
【發明內容】
[0004]本發明的目的就在于提供一種鋼軌仿形打磨機砂輪進給系統，以解決現有技術存在的對打磨機進給機構運動狀態識別能力差及打磨精度調控困難的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種鋼軌仿形打磨機的進給系統，進給系統通過對磨削砂輪進給位移量的控制來打磨鋼軌，進給系統包括電源模塊、控制模塊、驅動模塊和取樣模塊，電源模塊接收外部提供的交流電壓，并供給直流電壓給驅動模塊、控制模塊、取樣模塊和顯示操作模塊；電源模塊分別與驅動模塊、控制模塊、取樣模塊和顯示操作模塊相連;驅動模塊為磨削砂輪的進給運動提供機械動力，驅動模塊分別與取樣模塊、電源模塊和控制模塊相連接;取樣模塊通過對驅動模塊的直流電機進行取樣，進而獲取直流電機的運動狀態，取樣模塊分別與驅動模塊、電源模塊和控制模塊相連接;控制模塊用于通過驅動模塊來控制磨削砂輪的進給量，系統還包括顯示操作模塊，顯示操作模塊與控制模塊、電源模塊相連接。顯示操作模塊包括顯示單元和操作單元，顯示單元和操作單元均與控制模塊相連。
[0006]顯示單元為點陣式LCD顯示器，操作單元包括啟動鍵、模式鍵、設置鍵、電源開關和給進控制鍵。
[0007]驅動模塊包括直流電機和電機驅動電路，直流電機為磨削砂輪進給運動提供機械動力，直流電機通過電機驅動電路與控制模塊相連。
[0008]取樣模塊包括編碼器和脈沖整形電路；
編碼器與驅動模塊中的直流電機的轉子相連，通過對直流電機的轉子運動進行取樣，生成取樣信號；
脈沖整形電路對取樣信號進行處理并發送給控制模塊；
編碼器通過脈沖整形電路與控制模塊相連。
[0009]編碼器為雙路輸出磁電編碼器，雙路輸出磁電編碼器可識別直流電機的轉子的旋轉方向。
[0010]控制模塊接收操作單元的信號，控制驅動模塊驅動磨削砂輪，并接收取樣模塊發送的處理后的取樣信號。
[0011]電源模塊包括整流電路，濾波穩壓電路、電源補償電路、DC/DC轉換器和外接電源端口，整流電路輸入端與交流電源相連，整流電路輸出端與濾波穩壓電路輸入端相連，濾波穩壓電路輸入端連接有外接電源端口，濾波穩壓電路輸出端與電源補償電路的輸入端相連，電源補償電路的輸出端與DC/DC轉換器和電機驅動電路的電源輸入端相連，DC/DC轉換器輸出端與控制模塊、驅動模塊、取樣模塊、顯不操作模塊的電源輸入端相連。
[0012]電源補償電路包括單向隔離電路和蓄電池，單向隔離電路輸入端與濾波穩壓電路輸出端相連，單向隔離電路輸出端與蓄電池正極相連。
[0013]控制模塊為單片機，單片機上集成有計時電路。
[0014]本發明的實施例還提供了一種鋼軌仿形打磨機給進控制方法，所述方法包括以下步驟:
設置磨削砂輪進給的定位基準面，所述定位基準面可以是磨削砂輪工作表面在進給運動軌跡上的任意位置；
設置磨削砂輪的作業模式，所述作業模式可以為受限模式或不受限模式;磨削砂輪進給運動在定位基準面處受限模式或不受限模式；
設置磨削砂輪的單次進給位移量，所述磨削砂輪單次進位移量為磨削砂輪相對被磨削對象的單次進刀量；
記錄磨削砂輪的作業時間。
[0015]本發明通過設置取樣模塊來反饋磨削砂輪的工作狀態并將其在顯示單元以數字和符號的形式顯示的方式，使操作者可以更直觀的追蹤機器運行狀況。同時，本發明具備實現點控制的特點，提尚了其控制精度。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明提供的一種鋼軌仿形打磨機進給控制系統實施例的結構框圖。
[0017]圖2是本發明提供的一種鋼軌仿形打磨機進給控制系統實施例的電源模塊中的電源濾波穩壓電路原理圖。
[0018]圖3是本發明提供的一種鋼軌仿形打磨機進給控制系統實施例的電源模塊中的電源補償電路原理圖。
[0019]圖4是本發明提供的一種鋼軌仿形打磨機進給控制系統實施例的取樣模塊中的脈沖整形電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0021]實施例1
本發明提供的一種鋼軌仿形打磨機進給運動控制方法實施例，通過控制磨削砂輪進給運動來控制打磨精度，提高作業效率、避免施工事故。所述提供的方法包括以下步驟:
設置磨削砂輪進給的定位基準面，所述定位基準面可以是磨削砂輪工作表面在進給運動軌跡上的任意位置；
設置磨削砂輪的作業模式，所述作業模式可以為受限模式或不受限模式;磨削砂輪進給運動在定位基準面處受限模式或不受限模式；
設置磨削砂輪的單次進給位移量，所述磨削砂輪單次進位移量為磨削砂輪相對被磨削對象的單次進刀量；
記錄磨削砂輪的作業時間。
[0022]其中，按系統控制要求編制控制程序并寫入單片機，通過對顯示操作模塊的相應元件的操作，進行磨削砂輪的定位基準面;磨削砂輪的作業模式;磨削砂輪單次進給位移量的設置后，操作砂輪升、降按鈕，給進系統將按照給定的程序控制磨削砂輪進行磨削作業。同時，作為人機交互界面的顯示器顯示磨削砂輪進給的方向、相對位移量、單次進給位移量及設備本次作業時間和累計作業時間。
[0023]各項控制功能設置和顯示磨削作業參量在施工中的作用如下:
磨削砂輪定位基準面的設置，確定了磨削砂輪進給運動的相對位移計量基準，磨削砂輪定位基準面可以設定為砂輪磨削表面在進給運動軌跡上的任意一點。通過對磨削砂輪定位基準面的設置和在人機交互界面對磨削砂輪相對該定位基準面位移量的顯示，操作人員可以即時掌握磨削砂輪所處的空間位置，方便對磨削作業的操控。
[0024]磨削砂輪作業模式的設置，可使磨削砂輪的進給運動在定位基準面上處于受限或不受限兩種狀態。當設置標準鋼軌表面為磨削砂輪定位基準面，作業模式設置為受限模式時，砂輪磨削表面進給至定位基準面時，進給運動將受控停止，從而保障砂輪磨削出標準的鋼軌軌頭曲面，避免了所謂“過量打磨”作業事故發生。這種作業模式尤其適合對鋼軌對接焊縫和軌面疲勞剝蝕焊補后的打磨作業。而對于進行鋼軌軌頭側面壓延毛刺或軌面壓延變形波浪的修磨時，則需以壓延毛刺頂點或壓延波浪的波峰處為磨削砂輪定位基準面，作業模式設置為非受限模式，控制磨削砂輪相對位移量至壓延毛刺高度或波峰高度值，即可精準完成打磨作業。
[0025]磨削砂輪單次進給量的設定，可便于操作人員在施工過程中進行“粗磨”或“精磨”作業方式的轉換，避免在磨削終了階段因大吃刀量而產生的磨削熱燒傷成型表面。磨削砂輪單次進給量可在磨削作業過程中隨機設定。根據作業特性及作業精度要求，磨削砂輪的單次進給量調整范圍為0.1_至0.5mm，調整精度為0.1_。
[0026]給進系統對施工作業時間的記錄并在人機交互界面顯示，方便操作人員對作業時間的掌控，有利于在規定的鐵路線路運行時間間隔內施工中及時下道，避免施工事故的發生。同時，準確記錄設備的使用時間，對使用時間無規律可循的鐵路線路維護施工設備而言，更利于設備的后期維護和管理。
[0027]實施例2
本發明提供的一種鋼軌仿形打磨機進給系統實施例，如附圖1所示，包括一種鋼軌仿形打磨機的進給系統，進給系統通過對磨削砂輪進給位移量的控制來打磨鋼軌，進給系統包括電源模塊、控制模塊、驅動模塊、取樣模塊和顯示操作模塊，電源模塊接收外部提供的交流電壓，并供給直流電壓給驅動模塊、控制模塊、取樣模塊和顯示操作模塊，電源模塊分別與驅動模塊、控制模塊、取樣模塊和顯示操作模塊相連;驅動模塊為磨削砂輪的進給運動提供機械動力，驅動模塊分別與取樣模塊、電源模塊和控制模塊相連接;取樣模塊通過對驅動模塊的直流電機進行取樣，進而獲取直流電機的運動狀態，取樣模塊分別與驅動模塊、電源模塊和控制模塊相連接;控制模塊用于通過驅動模塊來控制磨削砂輪的進給量;顯示操作模塊與控制模塊相