[发明专利]一种基于自行走铁轨打磨机的远程控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于自行走铁轨打磨机的远程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过利用远程操纵面板对可编程逻辑控制器进行控制，其中，远程操纵面板与可编程逻辑控制器之间通过Gm通讯模块进行接收或传递信息；

步骤2：在自行走铁轨打磨机到达地面后，将步骤1中的所述远程操纵面板与所述可编程逻辑控制器通过所述Gm通讯模块进行连通，单片机控制电动云台上的摄像头启动并将获取的实时路况信息传递至所述远程操纵面板，在自行走铁轨打磨机在地面行走时，通过所述远程操纵面板的可编程逻辑控制器控制履带传动机构模块的第一变频器和第二变频器，利用所述第一变频器和所述第二变频器分别控制履带传动机构的两个履带中的变频电机的转速，对自行走铁轨打磨机的行进速度进行远程控制，其中，当自行走铁轨打磨机需要转弯时，通过控制两个履带中的变频电机的转速不动，进行差速转弯；

步骤3：利用所述远程操纵面板控制自行走铁轨打磨机的履带传动机构行走至铁轨上，利用所述远程操纵面板控制自行走铁轨打磨机的举升机构，将设置在举升机构上的轨道行走机构控制模块降落至铁轨的轨道上，其中，利用所述可编程逻辑控制器通过控制第一接近开关和第二接近开关对轨道的位置进行检测是否到位；

步骤4：在步骤3中的所述第一接近开关和所述第二接近开关对轨道的位置进行检测到位后，利用单片机控制电动云台上的摄像头获取铁轨的轨形以及需要打磨的打磨面，可编程逻辑控制器控制轨道行走机构行至所述摄像头获取的待打磨区域，即需要打磨的打磨面，利用所述可编程逻辑控制器控制Z轴旋转伺服电机控制模块将设置在打磨机构上的视觉传感器和打磨机构的打磨头旋转至与待打磨面垂直的位置，利用所述可编程逻辑控制器控制X轴水平运动机构控制模块和Y轴水平运动机构控制模块带动视觉传感器扫描获取轨形，对获取的轨形通过置于可编程逻辑控制器内的拉格朗日插值法进行解析，利用远程操纵面板将通过视觉传感器获取的轨形与所述可编程逻辑控制器预先设定的轨形进行对比后提取待打磨轨形；

步骤5：在步骤4中的可编程逻辑控制器提取与视觉传感器获取的轨形相符合的加工预设轨迹后，所述可编程逻辑控制器通过所述X轴水平运动机构控制模块、所述Y轴水平运动机构控制模块和所述Z轴旋转伺服电机控制模块带动所述打磨机构沿加工预设轨迹进行往复运动，所述打磨机构对铁轨打磨面进行打磨直至打磨面上的轨形与加工预设轨迹的加工轨形一致，其中，在打磨的同时所述视觉传感器时刻对轨形进行检测；

步骤51：远程操作人员在所述远程操纵面板上输入需要打磨铁轨的轨距，在步骤3中的自行走铁轨打磨机的轨道行走机构控制模块完成定位后，选择待打磨的导轨，在步骤4中视觉传感器和打磨机构的打磨头旋转至与待打磨面垂直的位置后，打磨机构利用所述视觉传感器自动对刀，在根据步骤4中获取的待打磨区域选择打磨程序；

步骤511：外轨圆弧面打磨：可编程逻辑控制器控制X轴水平运动机构、Y轴水平运动机构和Z轴水平运动机构带动打磨机构做直线运动，同时与运动轨迹垂直的视觉传感器进行激光测距采集数据，视觉传感器将获取的数据传递至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器对轨形数据进行拉格朗日插值法计算并得出磨削后的轨迹，所述X轴水平运动机构、所述Y轴水平运动机构和所述Z轴水平运动机构沿上述轨迹带动打磨机构开始加工打磨面，直至打磨面与磨削后的轨迹一致；

步骤512：内轨圆弧面打磨：可编程逻辑控制器控制X轴水平运动机构、Y轴水平运动机构和Z轴水平运动机构带动打磨机构做直线运动，同时与运动轨迹垂直的视觉传感器进行激光测距采集数据，视觉传感器将获取的数据传递至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器对轨形数据进行拉格朗日插值法计算并得出磨削后的轨迹，所述X轴水平运动机构、所述Y轴水平运动机构和所述Z轴水平运动机构沿上述轨迹带动打磨机构开始加工打磨面，直至打磨面与磨削后的轨迹一致；

步骤513：内轨竖面打磨：可编程逻辑控制器控制X轴水平运动机构、Y轴水平运动机构和Z轴水平运动机构带动打磨机构做直线运动，同时与运动轨迹垂直的视觉传感器进行激光测距采集数据，视觉传感器将获取的数据传递至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器进行数据处理并计算出磨削后最低面，所述X轴水平运动机构、所述Y轴水平运动机构和所述Z轴水平运动机构沿打磨面开始加工打磨面，直至打磨至磨削后最低面处；

步骤514：上表面自动打磨：可编程逻辑控制器控制X轴水平运动机构、Y轴水平运动机构和Z轴水平运动机构带动打磨机构做直线运动，同时与运动轨迹垂直的视觉传感器进行激光测距采集数据，视觉传感器将获取的数据传递至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器进行数据处理并计算出磨削后最侧面，所述X轴水平运动机构、所述Y轴水平运动机构和所述Z轴水平运动机构沿打磨面开始加工打磨面，直至打磨至磨削后最侧面处。

2.根据权利要求1所述的一种基于自行走铁轨打磨机的远程控制方法，其特征在于，所述编程逻辑控制器进行数据处理的外轨圆弧面打磨、内轨圆弧面打磨、内轨竖面打磨和上表面自动打磨的公式为：

其中，横坐标X为伺服行进的距离、纵坐标Y为采集到的距离；将上述多项式进行求最小值，因为钢轨的外形都有国标；在打磨顶面时，将轨道的上端面进行平移，平移到最小值的点，即为计算所得的磨削后的最底面。