一种多维度钢轨自动对正装置的制作方法

1.本发明涉及轨道交通技术领域，具体为一种多维度钢轨自动对正装置。

背景技术：

2.钢轨胶接绝缘接头是铁路道岔的重要组成部分，厂制钢轨胶接绝缘接头由钢轨、绝缘材料、螺栓紧固件等部件通过加热、加压、紧固过程制作而成。为确保钢轨胶接绝缘接头良好的使用性能，需对接头直线度进行控制，因此在接头制作前，操作人员需将两根钢轨的胶接端进行对正，使接头直线度满足相关标准要求。
3.现阶段，钢轨胶接端对正主要采用人工方式，操作人员通过手动扳手调节两侧工位的升降滚轮，对钢轨的高度位置进行调节，若升降滚轮调节至最高点后钢轨胶接端仍较低，则需操作人员将钢轨远端处垫高，以此降低钢轨胶接端高度，实现钢轨胶接端的顺利对正；钢轨横向位置，垂直于钢轨长度方向由两侧的螺纹顶紧机构调节，操作人员通过调节螺杆的不同压紧距离实现钢轨的横向位置调整，反复多次调节实现钢轨的横向位置对正；若存在钢轨轨底扭斜的情况，则需使用轨底压紧螺杆对扭斜轨底进行调整，若轨底朝向右侧扭斜，则将左侧轨底顶紧机构旋松，继续顶紧右侧轨底顶紧机构，则钢轨轨底将向左侧扭转，从而实现轨底扭斜的调整。在进行钢轨横向位置调节时，一般只使用两侧的轨头顶紧机构进行钢轨调节正，若轨头调节到位后仍存在轨底扭斜的情况，则使用两侧的轨底顶紧机构对轨底扭斜进行调节。
4.针对现有钢轨胶接端人工对正存在效率低、劳动强度大的问题，设计一套多维度钢轨自动对正装置，实现钢轨胶接端的自动对正，提高接头对正的精度，极大的降低劳动强度。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种多维度钢轨自动对正装置，以解决上述背景技术中提出的钢轨胶接端人工对正存在效率低、劳动强度大的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多维度钢轨自动对正装置，包括左侧位置调整机构、右侧位置调整机构、接头直线度检测机构、远端移动调节机构和辅助自动反馈调节系统，所述接头直线度检测机构的一端设有左侧位置调整机构，所述接头直线度检测机构另一端设有右侧位置调整机构，所述右侧位置调整机构的一侧设有远端移动调节机构，所述左侧位置调整机构包括左支撑机架和调节板架，所述左支撑机架顶端的两侧混固定设置有移动导轨，两个所述移动导轨的顶端均滑动连接有多个滑块，多个所述滑块之间固定设置有调节板架。
7.优选的，所述左支撑机架顶端的中部固定设置有丝杆座，所述丝杆座的一端固定安装有移动电机，所述移动电机的输出端固定设置有传动丝杆，所述传动丝杆的中部传动连接有丝杆套板，所述丝杆套板的顶端与调节板架底端的中部固定连接。
8.优选的，所述调节板架顶端的中部设有多个支撑辊轴，所述调节板架顶端的一侧
设有两个旋转油缸组件，相邻两个所述支撑辊轴之间均设有侧压紧油缸组件，两个所述旋转油缸组件内侧的底部均设有升降顶紧组件。
9.优选的，所述左支撑机架的一侧固定设置有检测收纳架，所述检测收纳架的外侧固定设置有检测防护板。
10.优选的，所述右侧位置调整机构包括板架体和右支撑机架，所述右支撑机架顶端的一侧固定设置有两个铰链组件，两个所述铰链组件之间设有板架体，所述右支撑机架顶端的另一侧固定设置有两个扭转架，两个所述扭转架之间设有销轴，所述销轴的两端均设有连接板件，两个所述连接板件的顶端均与板架体底端远离铰链组件的一侧固定连接，所述右支撑机架顶端的中部固定安装有丝杆组件，所述丝杆组件的顶端设有底板架。
11.优选的，所述板架体顶端的中部设有多个引导辊，多个所述引导辊之间均设有侧压组件，所述板架体顶端的一侧固定安装有两个上旋转油缸，两个所述上旋转油缸内侧的底端均设有下顶组件。
12.优选的，所述接头直线度检测机构包括四个支撑架和连接横梁，所述连接横梁底端的四个边角均固定设置有支撑架，所述连接横梁底端的中部固定设置有检测架，所述检测架的一侧固定安装有两个轨底检测组件、两个轨头检测组件和轨面检测组件。
13.优选的，所述远端移动调节机构包括主机架和升降滚轮组件，所述主机架顶端的两侧均滑动连接有定向滑架，两个所述定向滑架之间固定设置有升降滚轮组件，所述主机架的中部固定安装有气缸，所述气缸的伸缩端与升降滚轮组件的底端的中部固定连接，所述主机架底端的四个边角均固定安装有万向轮。
14.优选的，所述辅助自动反馈调节系统包括plc控制器和控制软件。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过多维度的钢轨位置调整机构、位置传感器及自动反馈调节系统，实现钢轨胶接接头的自动对正，替代现有人工对正的作业方式，极大的减轻了工人的劳动强度，提高钢轨胶接接头制作的自动化程度，提高生产效率。
附图说明
16.图1为本发明左侧位置调整机构的结构示意图；
17.图2为本发明左侧位置调整机构的侧视截面图；
18.图3为本发明左支撑机架的正视截面图；
19.图4为本发明左支撑机架的俯视截面图；
20.图5为本发明右侧位置调整机构的结构示意图；
21.图6为本发明右侧位置调整机构的侧视截面图；
22.图7为本发明右支撑机架的正视截面图；
23.图8为本发明右支撑机架的俯视截面图；
24.图9为本发明接头直线度检测机构的结构示意图；
25.图10为本发明检测架的结构示意图；
26.图11为本发明远端移动调节机构的正视截面图；
27.图12为本发明远端移动调节机构的侧视截面图；
28.图13为本发明自动反馈调节控制原理图。
29.图中：1、左侧位置调整机构；11、左支撑机架；12、旋转油缸组件；13、侧压紧油缸组
件；14、升降顶紧组件；15、支撑辊轴；16、检测防护板；17、检测收纳架；18、移动导轨；19、移动电机；110、调节板架；111、滑块；112、丝杆座；113、传动丝杆；114、丝杆套板；2、右侧位置调整机构；21、板架体；22、右支撑机架；23、上旋转油缸；24、引导辊；25、铰链组件；26、下顶组件；27、侧压组件；28、扭转架；29、底板架；210、销轴；211、丝杆组件；212、连接板件；3、接头直线度检测机构；31、支撑架；32、连接横梁；33、检测架；34、轨底检测组件；35、轨头检测组件；36、轨面检测组件；4、远端移动调节机构；41、主机架；42、气缸；43、升降滚轮组件；44、定向滑架；45、万向轮。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
31.请参阅图1-13，本发明提供了一种多维度钢轨自动对正装置，包括左侧位置调整机构1、右侧位置调整机构2、接头直线度检测机构3、远端移动调节机构4和辅助自动反馈调节系统，接头直线度检测机构3的一端设有左侧位置调整机构1，接头直线度检测机构3另一端设有右侧位置调整机构2，右侧位置调整机构2的一侧设有远端移动调节机构4，左侧位置调整机构1包括左支撑机架11和调节板架110，左支撑机架11顶端的两侧混固定设置有移动导轨18，两个移动导轨18的顶端均滑动连接有多个滑块111，多个滑块111之间固定设置有调节板架110，左支撑机架11顶端的中部固定设置有丝杆座112，丝杆座112的一端固定安装有移动电机19，移动电机19的输出端固定设置有传动丝杆113，传动丝杆113的中部传动连接有丝杆套板114，丝杆套板114的顶端与调节板架110底端的中部固定连接，调节板架110顶端的中部设有多个支撑辊轴15，调节板架110顶端的一侧设有两个旋转油缸组件12，相邻两个支撑辊轴15之间均设有侧压紧油缸组件13，两个旋转油缸组件12内侧的底部均设有升降顶紧组件14，左支撑机架11的一侧固定设置有检测收纳架17，检测收纳架17的外侧固定设置有检测防护板16，辅助自动反馈调节系统包括plc控制器和控制软件，控制软件可实现对装置各调节机构的自动控制，接头直线度检测机构3将检测数据传输给控制系统，系统对数据进行分析，依据直线度偏差对钢轨位置进行调整，调整完成后再进行直线度检测，此过程反复进行，直至接头直线度满足相关标准要求。
32.右侧位置调整机构2包括板架体21和右支撑机架22，右支撑机架22顶端的一侧固定设置有两个铰链组件25，两个铰链组件25之间设有板架体21，右支撑机架22顶端的另一侧固定设置有两个扭转架28，两个扭转架28之间设有销轴210，销轴210的两端均设有连接板件212，两个连接板件212的顶端均与板架体21底端远离铰链组件25的一侧固定连接，右支撑机架22顶端的中部固定安装有丝杆组件211，丝杆组件211的顶端设有底板架29，板架体21顶端的中部设有多个引导辊24，多个引导辊24之间均设有侧压组件27，板架体21顶端的一侧固定安装有两个上旋转油缸23，两个上旋转油缸23内侧的底端均设有下顶组件26，该调整机构主要实现钢轨的顶面、侧面压紧，调节钢轨横向位置及轨底扭斜，位于机构侧面的上旋转油缸23可以实现钢轨高度方向的固定，侧面压紧油缸侧压组件27实现钢轨横向的固定，与左侧位置调整机构1的压紧油缸设计结构相同，侧压组件27通过油缸对向的调节推块在电机带动下进行横向移动，通过与侧压组件27的配合，实现对钢轨横向位置的调整，两个调节推块可分别控制；横向调节工作台面下方设计钢轨轨底扭转机构，扭转机构一侧为
铰链结构，另一侧采用电机驱动，电机驱动丝杆进而带动与丝杆连接的底板实现水平横向移动，与底板机械连接的带倾斜轨道的连接板实现同步的水平横向移动，位于倾斜轨道内的销轴210会因倾斜轨道的水平横向移动而发生上下移动，该销轴210通过连接板件212与上部调节装置机械连接，一侧的铰链结构配合另外一侧的上下移动，进而带动整个上部调节装置发生偏转，从而实现钢轨轨底扭斜的调整。
33.接头直线度检测机构3包括四个支撑架31和连接横梁32，连接横梁32底端的四个边角均固定设置有支撑架31，连接横梁32底端的中部固定设置有检测架33，检测架33的一侧固定安装有两个轨底检测组件34、两个轨头检测组件35和轨面检测组件36，该机构可以对钢轨轨顶面中心线、轨头侧面及轨底直线度进行检测，测量行程为一米，利用红外位置传感器检测接头不同位置处的相对距离，通过比较相对距离，判断钢轨直线度偏差，进而对钢轨位置进行调节，为满足不同规格尺寸的钢轨直线度检测要求，轨头侧面检测机构可以进行上下移动，轨底检测结构可以进行横向移动，扩大检测机构的适用范围，支撑架31与安装在地面的支撑底座连接，为方便检测机构移动，在左侧调整机构侧面安装简易机械臂及收纳装置，通过机械臂辅助检测机构的上下及旋转移动，从而更好的减轻工人劳动强度，同时保护检测机构。
34.远端移动调节机构4包括主机架41和升降滚轮组件43，主机架41顶端的两侧均滑动连接有定向滑架44，两个定向滑架44之间固定设置有升降滚轮组件43，主机架41的中部固定安装有气缸42，气缸42的伸缩端与升降滚轮组件43的底端的中部固定连接，主机架41底端的四个边角均固定安装有万向轮45，该机构为可移动式的滚轮支架，支架位置可依据需要移动至不同位置，支架上部的升降滚轮组件43为气压驱动的可升降滚轮，该机构可辅助调节钢轨胶接端的高度位置，若工作辊道发生沉降，钢轨胶接端位置过高，超过升降推块的调节范围，则可将远端调节滚轮升高，以此降低钢轨胶接端高度，顺利实钢轨胶接端对正，可移动式的结构设计可以满足不同长度钢轨的调节需求，使用更灵活。
35.本技术实施例在使用时：将待胶接的两根钢轨放置在胶接工位处，胶接端面贴合，左右两侧的位置分别通过左侧位置调整机构1和右侧位置调整机构2将钢轨顶面及侧面压紧，确定钢轨初步位置，随后将接头直线度检测机构3置于钢轨上方，正对的位置是检测架33的内侧，确保检测组件位置的准确，启动自动对正系统，系统自动开始执行钢轨胶接端的对正工作，检测组件为红外位置传感器，红外位置传感器首先检测轨底直线度，数据传输至控制系统，控制系统依据两侧的轨底检测数据判断轨底是否存在扭斜，若接头两侧轨底检测数据偏差值不相同，轨底两侧偏差值为绝对值，包含正负号，则轨底存在扭斜，以轨底固定侧为基准，根据轨底扭斜侧的绝对正负偏差值以正偏差表示轨底扭斜侧轨底凸出，由轨底负偏差侧向轨底正偏差侧进行扭斜，偏差值与扭斜值之间的具体对应关系由控制系统通过不断的数据统计分析得出，与传感器相对轨底位置相关，调整后由传感器再次检测轨底直线度，若仍存在轨底扭斜，则继续对钢轨进行扭斜校正，直至接头两侧轨底相对扭斜完全消除；随后检测机构对轨头侧面直线度进行检测，控制系统依据接头两侧检测数据偏差值判断钢轨横向位置是否存在偏差，以横向固定侧钢轨轨头侧面为准，若横向可调侧钢轨测量范围内偏差值为定值，则利用两个横向调节推块将钢轨整体向负偏差，即相对于横向固定侧钢轨，横向可调侧钢轨凹进侧移动，若横向可调侧钢轨侧面偏差值不是定值检测范围内偏差值由大变小或由小变大，则依据偏差值变化，分别调节前后两个横向调节推块的推
进距离，对钢轨横向位置进行调整，调整后由传感器再次检测轨头侧面直线度，若轨头侧面直线度仍存在偏差，则继续对钢轨进行横向位置调整，直至轨头侧面直线度符合要求；之后检测机构对轨顶面直线度进行检测，控制系统依据接头两侧检测数据偏差值判断钢轨高度位置是否存在偏差，以高度固定侧钢轨轨顶面为准，若高度可调侧钢轨测量范围内偏差值超出推块调节范围，则采用远端升降机构对钢轨接头位置高度进行调节，若接头位置低，则远端升降机构降低；若接头位置高，则远端升降机构抬升，待高度偏差值在推块调节范围内时，由推块进行钢轨高度调节；若高度可调侧钢轨测量范围内偏差值为定值，则利用两个高度调节推块将钢轨整体向负偏差，即相对于高度固定侧钢轨，高度可调侧钢轨偏低侧移动，若高度可调侧钢轨顶面偏差值不是定值，检测范围内偏差值由大变小或由小变大，则依据偏差值变化，分别调节前后两个高度调节推块的推进距离，对钢轨高度位置进行调整，调整后由传感器再次检测轨顶面直线度，若轨顶面直线度仍存在偏差，则继续对钢轨高度进行调整，直至轨顶面直线度符合要求；轨顶面中心线、轨头侧面及轨底全部对正完成后，传感器再次对三个位置处的直线度进行最终的统一校核，确保各个直线度均符合要求，系统自动提示钢轨对正完成，钢轨顶面中心线处直线度合格后，控制系统按相同的流程继续进行轨头侧面直线度调节，由右侧横向推块调节机构配合顶紧油缸实现钢轨横向位置的调节，直至轨头侧面直线度符合标准要求。轨头侧面直线度合格后，控制系统最后进行轨底直线度的调节，红外位置传感器对轨底相对位置进行检测，若存在钢轨轨底扭斜的情况，控制系统控制右侧的旋转机构对钢轨轨底进行扭转，直至轨底直线度满足要求，轨顶面中心线、轨头侧面及轨底直线度全部对正完成后，传感器再次对三个位置处的直线度进行最终的统一校核，确保各个直线度均符合要求，系统自动提示钢轨对正完成。
36.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种多维度钢轨自动对正装置，包括左侧位置调整机构(1)、右侧位置调整机构(2)、接头直线度检测机构(3)、远端移动调节机构(4)和辅助自动反馈调节系统，其特征在于：所述接头直线度检测机构(3)的一端设有左侧位置调整机构(1)，所述接头直线度检测机构(3)另一端设有右侧位置调整机构(2)，所述右侧位置调整机构(2)的一侧设有远端移动调节机构(4)，所述左侧位置调整机构(1)包括左支撑机架(11)和调节板架(110)，所述左支撑机架(11)顶端的两侧混固定设置有移动导轨(18)，两个所述移动导轨(18)的顶端均滑动连接有多个滑块(111)，多个所述滑块(111)之间固定设置有调节板架(110)。2.根据权利要求1所述的一种多维度钢轨自动对正装置，其特征在于：所述左支撑机架(11)顶端的中部固定设置有丝杆座(112)，所述丝杆座(112)的一端固定安装有移动电机(19)，所述移动电机(19)的输出端固定设置有传动丝杆(113)，所述传动丝杆(113)的中部传动连接有丝杆套板(114)，所述丝杆套板(114)的顶端与调节板架(110)底端的中部固定连接。3.根据权利要求1所述的一种多维度钢轨自动对正装置，其特征在于：所述调节板架(110)顶端的中部设有多个支撑辊轴(15)，所述调节板架(110)顶端的一侧设有两个旋转油缸组件(12)，相邻两个所述支撑辊轴(15)之间均设有侧压紧油缸组件(13)，两个所述旋转油缸组件(12)内侧的底部均设有升降顶紧组件(14)。4.根据权利要求1所述的一种多维度钢轨自动对正装置，其特征在于：所述左支撑机架(11)的一侧固定设置有检测收纳架(17)，所述检测收纳架(17)的外侧固定设置有检测防护板(16)。5.根据权利要求4所述的一种多维度钢轨自动对正装置，其特征在于：所述右侧位置调整机构(2)包括板架体(21)和右支撑机架(22)，所述右支撑机架(22)顶端的一侧固定设置有两个铰链组件(25)，两个所述铰链组件(25)之间设有板架体(21)，所述右支撑机架(22)顶端的另一侧固定设置有两个扭转架(28)，两个所述扭转架(28)之间设有销轴(210)，所述销轴(210)的两端均设有连接板件(212)，两个所述连接板件(212)的顶端均与板架体(21)底端远离铰链组件(25)的一侧固定连接，所述右支撑机架(22)顶端的中部固定安装有丝杆组件(211)，所述丝杆组件(211)的顶端设有底板架(29)。6.根据权利要求5所述的一种多维度钢轨自动对正装置，其特征在于：所述板架体(21)顶端的中部设有多个引导辊(24)，多个所述引导辊(24)之间均设有侧压组件(27)，所述板架体(21)顶端的一侧固定安装有两个上旋转油缸(23)，两个所述上旋转油缸(23)内侧的底端均设有下顶组件(26)。7.根据权利要求1所述的一种多维度钢轨自动对正装置，其特征在于：所述接头直线度检测机构(3)包括四个支撑架(31)和连接横梁(32)，所述连接横梁(32)底端的四个边角均固定设置有支撑架(31)，所述连接横梁(32)底端的中部固定设置有检测架(33)，所述检测架(33)的一侧固定安装有两个轨底检测组件(34)、两个轨头检测组件(35)和轨面检测组件(36)。8.根据权利要求1所述的一种多维度钢轨自动对正装置，其特征在于：所述远端移动调节机构(4)包括主机架(41)和升降滚轮组件(43)，所述主机架(41)顶端的两侧均滑动连接有定向滑架(44)，两个所述定向滑架(44)之间固定设置有升降滚轮组件(43)，所述主机架(41)的中部固定安装有气缸(42)，所述气缸(42)的伸缩端与升降滚轮组件(43)的底端的中
部固定连接，所述主机架(41)底端的四个边角均固定安装有万向轮(45)。9.根据权利要求1所述的一种多维度钢轨自动对正装置，其特征在于：所述辅助自动反馈调节系统包括plc控制器和控制软件。

技术总结

本发明公开了一种多维度钢轨自动对正装置，包括左侧位置调整机构、右侧位置调整机构、接头直线度检测机构、远端移动调节机构和辅助自动反馈调节系统，接头直线度检测机构的一端设有左侧位置调整机构，接头直线度检测机构另一端设有右侧位置调整机构，右侧位置调整机构的一侧设有远端移动调节机构，左侧位置调整机构包括左支撑机架和调节板架，左支撑机架顶端的两侧混固定设置有移动导轨，本发明一种多维度钢轨自动对正装置，通过多维度的钢轨位置调整机构、位置传感器及自动反馈调节系统，实现钢轨胶接接头的自动对正，替代现有人工对正的作业方式，极大的减轻了工人的劳动强度，提高钢轨胶接接头制作的自动化程度，提高生产效率。率。率。