[发明专利]光感测自动磨削探位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢轨焊接后自动磨削技术，尤其涉及自动磨削中的探位系统和方法。 

背景技术

无缝钢轨焊接后需要对焊接部位进行打磨，以使钢轨表面较为平滑。实际操作中，一般是通过加工机床来进行自动磨削。图1简单示意了加工机床钢轨之间的相对位置。如图所示，砂轮100活动设置在加工机床的砂轮承载件10(比如机床横梁)上。加工机床起动之后，在控制器(比如PLC控制器)的控制作用下，主轴电机带动砂轮100高速旋转，而伺服电机在控制器的作用下驱动动主轴的进给，从而使砂轮靠近、接触钢轨，进而打磨钢轨。 

为了让焊接处磨削之后的平面与钢轨的平面在同一水平线，磨削之前，首先要进行磨削探位，或者说确定砂轮和钢轨之间的位置关系。 

以下结合图1简单说明如何确定砂轮和钢轨之间的位置关系。高速旋转的砂轮100在主轴的进给操作之下，接触到钢轨，完成了第一次探位，产生了第一位置200，然后砂轮100在主轴进给操作的控制之下，离开钢轨；接着，砂轮100随砂轮承载部件10沿与钢轨大致平行的方向移动，并在移动了预先设定的距离之后，进行第二次探位，以产生第二位置102；最后调整砂轮承载部件10的位置，使其平行于由第一位置101和第二位置102之间形成的直线，由此完成了砂轮100的对刀操作，确定了砂轮和钢轨之间的位置关系。 

例如前述加工机床的探位，常规磨削操作中，可以采用主轴探位，即机床加工主轴电机扭矩反馈对刀以及加工机具接触到待磨削 工件(如焊接后待磨削的无缝钢轨)时，主轴电机的扭力发生变化，加工机床的控制器采集该扭矩的变化，进而控制主轴进给，由此来确定第一位置101和第二位置102，完成砂轮接触到待磨削工件时的探位。 

但由于钢轨焊接之后需磨削的部分(如图1中的焊接处120)硬度较高，要求驱动砂轮旋转的主轴电机功率较大，一般要5.5KW以上，而砂轮在接触到钢轨时的扭矩又很小，亦即对刀的扭矩很小(小火花)，所以大功率电机很容易分辨不出小扭矩。所以，磨削钢轨无法采用主轴探位。 

对于钢轨的磨削，目前普遍多采用声控传感器来进行控制。声控传感器采集高速旋转的砂轮接触钢轨时发出的声音，根据该声音确定砂轮与钢轨的接触，由此产生第一位置和第二位置，完成对刀。由于加工现场常有钢轨粗磨削和焊接后风冷却的声音，导致声控传感器极易受到粗磨削声音或风冷却声音的干扰，致使探位无法进行或产生误差。所以有必要对当前的磨削探位进行改进，使磨削在准确探位的同时，可有效避免其它外界干扰。 

发明内容

有鉴于此，本发明提供光控感测自动磨削探位系统，该系统包括砂轮；连接到砂轮并控制砂轮的操作的砂轮控制模块；光信号感测模块，其在砂轮与待磨削部件接触产生火花时，采集光信号，并处理采集的光信号，以及将经过初步处理的光信号传送到控制器；以及控制器，其在接收到经处理的光信号后，输出断开信号并将该断开信号发送给砂轮控制模块。 

优选地，光信号感测模块可以包括光纤和放大器，所述光纤采集所产生的火花的光信号，所述放大器将所采集的光信号转换为电信号并将其放大，所述放大器进一步将该电信号传送到所述控制器。优选地，该放大器为光敏器件。 

优选地，所述光信号感测模块还可以包括设置在光线端部的玻璃器件。 

优选地，所述玻璃器件可以为直径略大于所述光纤直径的圆形玻璃或透镜。在所述玻璃器件的角落位置可以设置有若干穿孔。 

本发明提供光感测自动磨削探位的方法，该方法包括由光信号感测模块在砂轮与待磨削部件接触产生火花时，采集光信号；将采集的光信号转换为电信号；将该电信号传递给控制器；控制器根据所接收的电信号，发送断开信号给砂轮控制模块；以及砂轮控制模块根据该信号，使砂轮推理待磨削部件。 

优选地，光信号感测模块可以通过光纤采集光信号。将所采集的光信号转换为电信号且在该电信号转送给控制器之前，放大该电信号。 

执行本发明所述的光感测进行自动磨削探位的系统或方法，可稳定、准确可靠地进行探位。 

附图说明

图1是加工机床钢轨之间的相对位置的简单示意图； 

图2是根据本发明所述的光控感测自动磨削探位系统的结构示意图；以及 

图3是本发明所述通过光感测进行自动磨削探位的方法的流程图。 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式，进一步详细说明本发明。