[发明专利]一种钢轨铣削作业控制系统

权利要求书

1.一种钢轨铣削作业控制系统，其特征在于，包括：

铣盘(1)，通过铣盘框架(6)设置在钢轨铣削作业车的中下部，能在Z轴电机的带动下实现垂向定位，并在Y轴电机的带动下实现侧向定位，在主轴电机(20)的带动下实现旋转，从而在作业行走时实现对钢轨(13)的铣削作业；

Z向升降油缸(12)，固定端(23)设置在所述钢轨铣削作业车下方的Y向导轨(15)底部，所述Z向升降油缸(12)的活动端(24)与所述铣盘框架(6)连接，所述Z向升降油缸(12)能与所述铣盘(1)沿垂向上下运动；

定位靴(8)，设置在所述Z向升降油缸(12)的固定端(23)的后下方，用于实现所述铣盘(1)的垂向定位；

弦线传感器(11)，一端设置在所述铣盘框架(6)的上部，另一端与所述Z向升降油缸(12)的固定端(23)相连，用于测量所述Z向升降油缸(12)的位移；

角度传感器(7)，设置在所述铣盘(1)的下部，能与所述铣盘(1)同步运动；

侧向定位传感器(5)，通过所述固定装置(14)与所述铣盘(1)相连，用于实现所述铣盘(1)的侧向定位；

所述控制系统还包括用于检测铣削作业后所述钢轨(13)高度差的前高度定位传感器(4)和后高度定位传感器(2)；所述前高度定位传感器(4)和后高度定位传感器(2)通过所述固定装置(14)与所述铣盘(1)的下部相连，并位于所述铣盘(1)沿所述钢轨(13)水平方向的两侧。

2.根据权利要求1所述的钢轨铣削作业控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括用于测量所述钢轨(13)轨廓和轨距的激光检测传感器(3)，所述激光检测传感器(3)设置在所述固定装置(14)上。

3.根据权利要求2所述的钢轨铣削作业控制系统，其特征在于：所述定位靴(8)上还设置有前定位靴压力传感器(10)和后定位靴压力传感器(9)，所述前定位靴压力传感器(10)和后定位靴压力传感器(9)用于检测所述铣盘(1)压在所述钢轨(13)表面的压力。

4.根据权利要求3所述的钢轨铣削作业控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括油缸控制模块(16)和伺服机构一(17)，由所述油缸控制模块(16)控制所述伺服机构一(17)驱动所述Z向升降油缸(12)输出恒定的压力，所述前定位靴压力传感器(10)和后定位靴压力传感器(9)将所述定位靴(8)的垂向位移转换为压力；所述油缸控制模块(16)根据设定的压力值和铣削作业过程中所述Z向升降油缸(12)输出的压力值进行PID调节；当所述钢轨(13)上存在有凸起或凹陷时，所述Z向升降油缸(12)的垂向位移变化引起所述前定位靴压力传感器(10)和后定位靴压力传感器(9)的位移变化，所述前定位靴压力传感器(10)和后定位靴压力传感器(9)检测压力值的变化，并通过所述油缸控制模块(16)调节所述伺服机构一(17)的输出，进而使所述Z向升降油缸(12)输出恒定的压力。

5.根据权利要求3或4所述的钢轨铣削作业控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括运动控制模块(18)、单电机驱动模块(19)和主轴电机(20)，由所述运动控制模块(18)控制所述单电机驱动模块(19)驱动所述主轴电机(20)维持恒定的转速，所述主轴电机(20)带动所述铣盘(1)对所述钢轨(13)进行铣削作业；所述运动控制模块(18)根据设定的转速值、进给速度值以及铣削作业过程中所述主轴电机(20)反馈的转速值进行PID调节，所述主轴电机(20)恒线速度运行，当设定的转速值、进给量增加时，所述主轴电机(20)的输出功率下降，所述主轴电机(20)的转速上升；当设定的转速值、进给量减小时，所述主轴电机(20)的输出功率上升，所述主轴电机(20)的转速下降。

6.根据权利要求5所述的钢轨铣削作业控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括双电机驱动模块(21)和伺服机构二(22)，由所述运动控制模块(18)控制所述双电机驱动模块(21)驱动所述伺服机构二(22)维持恒定的铣削量；所述油缸控制模块(16)根据设定的进给量、钢轨(13)的不平顺度，以及伺服机构二(22)的铣削量反馈值进行PID调节；所述双电机驱动模块(21)通过所述伺服机构二(22)分别控制Z轴电机和Y轴电机；所述伺服机构二(22)输出的垂向铣削量通过所述前高度定位传感器(4)和后高度定位传感器(2)进行反馈，所述伺服机构二(22)输出的侧向铣削量通过所述侧向定位传感器(5)进行反馈。