[发明专利]一种动车车轮外径和内径的测量检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种动车车轮外径和内径的测量检测装置及检测方法，其装置系统主要包括：车轮垂直检测平台、水平检测平台、精基准支撑装置、粗基准支撑装置、输送平台、旋转驱动平台装置组成，通过四只激光位移传感器，即月牙板末端IV安装的激光位移传感器A、B和车轮垂直检测平台III上安装的激光位移传感器C、D分别沿着动车车轮径向水平移动一个△L和△X，并将四只激光位移传感器每一单位长度的扫描测量值存储在采集卡中，然后选取每个激光位移传感器测量数据的最大值，将最大值数据与校准数据对比来计算车轮外径和内径的值；然后将车轮旋转驱动装置，使其旋转一定角度；再进行上述操作，测量三次后，取平均值作为车轮外径和内径的测量值。

技术领域

本发明涉及一种动车车轮外径和内径的测量检测装置及检测方法，是一种在线检测系统，属于机器视觉领域

背景技术

随着我国铁路事业的发展，动车行驶速度不断提高，虽然给人们出行带来便利，但同时也给铁路的安全运行带来了巨大的挑战。车轮作为动车行进过程中的关键部件，其与轨道直接接触，直接决定着车辆运行的安全和品质的好坏。车轮用于车辆在轨道上的运行和转向，车轮外径关键尺寸直接关系到动车安全。铁路提速的迅猛发展及车辆的高密度运行，加快了车轮的磨损速度。因此对车轮制造质量提出了更高的要求。

目前，国内外对动车车轮的检测，多采用滚轮法测量、外径千分尺测量、气动法、激光测量等方式，但由于车轮形状及对测量部位的限制，车轮外径的测量都是通过专用车轮外径尺进行离线测量，既不能保证测量精度，更不能满足连续生产的要求，工人的劳动强度也很高。而滚轮法存在打滑问题，气动法、激光法等虽然可以达到很高的准确度，但这些方法实施困难，维护工作量大，成本高，难以在生产实践中推广应用。

如1002 1841(2011)01 0095 03(新型多方向内径尺寸测量方法)，大尺寸内径测量中，由于圆心定位精度与内径拟合精度之间关系密切，多通过提高圆心定位精度来保证测量的合理性，提高内径测量精度；因此，对机构的圆心定位精度要求特别高。并且中轴常常需要进行旋转测量，产生的振动对整个测量过程产生不可忽视的作用，对测量精度产生不利的影响。

目前，多利用激光图像测量装置中的摄像机拍摄行进中车轮的外径图像，从而直接获取反映车辆车轮外径的轮廓曲线并进行有关车轮外径尺寸参数和外径曲线的测量。如中国专利CN1899904A(动车轮对尺寸在线检测方法及装置) 利用四个基于PSD的激光位移传感器，获得车轮端面到激光探测器的距离，再计算轮缘厚、轮缘高、轮径值。因为对安装角度的要求较为严格，且传感器价格昂贵，所以不利于推广。

发明内容

根据上述问题，本发明的目的在于提供动车车轮外径和内径在线检测系统，采用以车轮车辋内侧面及制动盘侧面作为粗基准，车轮及制动盘内孔孔面作为精基准的2次定位方式；在完成精定位后，分别依靠定位臂、车轮的自重，保证测量的范围以及车轮旋转测量过程中不发生车轮位置偏移；通过水平检测平台运动，利用在同一直线上的两只激光位移传感器扫描获取直径最大点，不需要对传感器进行旋转。控制系统中采用伺服电机控制与绝对光栅位移反馈系统构成闭环控制系统，精确控制激光位移传感器的测量位置，提高系统的重复定位精度；以车轮或制动盘的加工基准作为测量基准，完成对动车车轮外径的测量，以及对动车内径的测量，保证高检测精度、高重复定位精度和满足企业生产节拍的目的。

为实现上述目的，本发明“动车车轮外径和内径在线检测系统”机械部分由基座、定位支架、车轮(或制动盘)垂直检测平台、车轮(或制动盘)水平检测平台、车轮(或制动盘)精基准支撑装置、车轮(或制动盘)粗基准支撑装置、车轮(或制动盘)输送平台、车轮(或制动盘)旋转驱动装置组成。其特征在于：基座上安装定位支架、车轮(或制动盘)输送平台，车轮(或制动盘) 输送平台上安装车轮(或制动盘)粗基准支撑装置、车轮(或制动盘)精基准支撑装置、车轮(或制动盘)旋转驱动装置安装于车轮(或制动盘)输送平台之下、定位支架上安装车轮(或制动盘)水平检测平台、车轮(或制动盘)垂直检测平台。