摘要：在目前的工业生产中，数控技术以其独特的先进性和高效率性成为金属加工行业的主力军，不落轮在金属加工过程中发挥着重要的作用，对车床具有其独特的特性。不落轮对车床适用于电力机车、柴油机车、地铁车辆等轨道交通工具使用的轮对。因为车轮对的高精度要求，所以研制了数控自动测量装置。通过阐述测量系统的构成，并结合实际说明了它的实用性，但也提出了不落轮在车床的自动测量和数控系统的一些特殊要求，为未来这种机床的自动测量软件开发提供了一种思路。接下来，我们将讨论基于当前不落轮的车床自动测量系统。
关键词：数控机床；不落轮对车床；自动测量
1前言
随着国家铁路的发展速度，要求车轮机机床具有精度高，效率高、高自动化和高可靠性的集成特点，采用数控系统，全闭环控制，标准轨距的条件下可以实现机车和车轮对不解体，在线上对轮对和胎面进行精加工。本产品采用高精度线性位移传感器、旋转编码器和雷尼绍RP3高速探测头探测圆里面的距离、直径、边缘轮廓工件等，进行自动测量，可以大大减少因为人工测量带来的测量误差，还节省了很多的人类劳动，提高工作效率，测量结果由打印机输出，直接生成报告，数字控制系统对人机界面进行二次开发，因此整体操作更加人性化。
2不落轮对车床
不落轮对车床用于电力机车、内燃机车、地铁车辆和其他轨道交通工具轮对的加工。加工时，车轮对不需要用任何拆装工具，通过活动轨道将车辆引入机床，在机床上进行夹紧由旋转和摩擦轮对的方法进行加工，非常方便灵活。工件（轮对）不能准确定位于机床的轴向或径向。加工的“车轮对”的磨损程度是随机的，数值控制系统不能也不应该按照不变程序进行处理；一副轮对在两个轮子上同时进行切割（两个），轮对必须确保根据坐标所定义的内侧距、轮缘厚度、轮径差、高度等在规定的范围内完成加工。为了处理好这些技术问题，设计了不落轮对车床自动测量系统。
3轴向定位测量系统
轴向定位测量主要是针对发现的轴向位置左右轮对在机床坐标系和计算内侧距离AR为目的。在具体的测量工作过程中，首先将测量装置由M发出指令，按照+Z方向进入工作区域，然后刀架和安装在测量装置将沿着-x方向运行，向左为B1，右边是B2，两边的侧头在和工件接触后停止运动，通过命令接收信号的同时，去除剩余的距离。然后，刀架沿着+Z方向继续运动。轴向测量杆叫A，左边的是A1，右边的是A2。后再与工件接触，会产生相应的偏移，在开放的折射C2左窗口的底部位置，微型叉原始光栅发出的信号线放大后，通过系统接口和PC的数据，将停止运行+Z方向，并去除剩余的距离。此时，轴向数值也不能直接阅读，因为+Z方向的测量设备在生产的过程中产生了冲击量，工件在内侧还没有消除原来的误差，与此同时，在对论对的装夹上也存在一些错误，所以需要刀架在低速条件下向—Z方向倒退。刀架的倒退以信号指令为标准，信号输出，返回运动将产生；当信号输出停止时，刀架的倒退也会停止，当轮对转动时，系统会确认信号的数量，然后清除剩余的距离。通过指令系统的传输路径，我们将通过读取到PC的储存的Z方向的实际值，在参考A点上的偏移之后，可以得到工件的特定轴向尺寸。我们把公式定义为Z01+Z02=AR。这个过程的统计和操作可以通过PC来完成。
4轮对直径测量
车轮对的测量直径方法是：左右测量方法一样，以右刀架为例来说明测量过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当里面的距离测量完成后，右刀架Z轴向正方向移动定位测量车轮直径下方后，X轴定位测量到起始点，使用代码M74使测量轮上升，X轴带动测量轮低速向轮圆靠近，当压迫测量轮下面的线性位移传感器发出信号电流到PLC高速模拟输入/输出模块（SM335），由PLC处理和读数值。如果该值小于程序设置值，则x轴继续以低速驱动测量轮向轮圆靠近。当这个值大于程序集值时，x轴停止移动。测量轮和轮圆联系紧密，足够被轮圆驱动旋转，摩擦轮通过代码M03启动，驱动轮对转向正向运动，轮圆驱动测量轮反向旋转时，光电信号设备接收车轮对侧面反射胶贴时，和测量轮同轴编码器能够记下当轮圆转动一周时测量轮转动的圈数，可通过测量车轮直径进行计算。在此过程中，我们需要注意，要结合电控因素，对累积计数精度和计算精度两方面的高速计数器轮匝数进行计算，并根据推导公式得出。当测量圆盘的直径最小时，可以增加每个脉冲的数量和编码器的直径测量，车轮的旋转圈数可以减少测量误差，进一步提高测量精度。
5轮对外形轮廓测量原理
对轮的轮廓形状的测量方法如下：在加工完成时，需要对对轮的轮廓形状进行测量，将测量生成的曲线和绘制出的图纸上的曲线的轮廓进行比较。首先建立工件坐标系O（0，0），然后开始启动测量程序，测量头定位到工件坐标系原点O（0，0），在快速靠近到1点时进行粗定位测量。粗定位完成后，测头回到程序设置点，然后以慢速接近1点，进行精度定位，将测量值传递到R参数中。测量头返回到程序设置点，移动30mm到原点的右边，然后再测量。其他的点测量方法是一样的。
6磨损量测量系统
磨损测量系统由测头B和数字位移传感器（行程60毫米，分辨率是正负1μm）组成。磨损测量是确定加工齿轮的磨损条件，提供数控系统与X方向坐标偏差，切削深度和切削数据。测量过程是：在数控程序中，在侧磨损端面控制下的“1”，在与测试运行25~30mm的工件接触后，再一次向下，读出此时X方向的实际坐标。工件旋转大约一周，以一周中传感器的基本位移最小值作为磨损试验ΔX1，（X0+ΔX1）再减去探头在X方向上的偏移值就是数控程序X方向的偏移值。在X和Z方向的刀座固定距离后，可以通过读取位移传感器的数值来实现对其它点的测量。位移传感器的数值计算是相对于ΔX1的情况下，每测量一点可以读取一点并将数据存储在PC中。这些数据会逐一和某一轮形在X方向上的理论数据进行比较，最后确定最小的ΔXmin和最大的ΔXmax，数控程序会记录切削深度和切削计算参数。需要注意的是，磨损测点的选择和轴向坐标与车轮的几何模型和车轮有关。在同一轮的不同几何曲线上设置测点是必要的。在电气控制硬件上，数字位移传感器的信号应由EXE801转换器处理，然后再发送到PC高速计数装置。
7结束语
不落轮对车床的加工程序要求相对较低，速度也不高，由于刀具后行程的限制，一般在2.5m/min下，如果一般的CNC系统是用来形成配套的是不合适的。希望生产价格低、稳定运行，可以满足特殊数控系统的要求，从而促进我国数控车床的持续改进和发展。通过研究不落轮对车床自动检测系统，在成本控制的前提下，进一步调整和改进数控不落轮对车床的功能，提高系统的精度和效率。
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论文作者:杨蓉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/18
标签：测量论文; 车床论文; 不落论文; 工件论文; 车轮论文; 系统论文; 方向论文; 《基层建设》2018年第5期论文;