一種液壓轍叉自動磨床控制系統技術方案

本發明專利技術公開了一種液壓轍叉自動磨床控制系統，采用IPC-PLC聯機控制方式，上位工控機IPC進行機床參數的測量、運算、并根據工作狀態和控制流程通過RS232C向下位機PIC發出控制指令；下位機執行上位機的控制指令，通過硬件接口控制機床電機、開關換向閥、電液比例閥，實現機床的動作，并負責機床的安全保護，IPC、PLC協同配合實現了鐵路嫩叉磨床的閉環數字化控制。該控制系統具有性能穩定、功能齊全、工作效率高等優點，對提高轍叉維修質量及加工效率、改善工人的工作條件、減輕勞動強度、提高行車安全有重要意義。

A hydraulic automatic control system of frog grinder

The invention discloses a hydraulic automatic frog grinder control system using IPC-PLC control, IPC IPC machine parameter measurement, calculation, and according to the working state and control process sends control command to the lower computer through the RS232C PIC control instructions; PC machine, machine tool, motor control through hardware interface switch valve and electro-hydraulic proportional valve, realize the machine movements, and is responsible for the safety protection of the machine tool, realizes the closed-loop digital control of railway tender coordination, IPC fork grinder PLC. The control system has stable performance, complete function and has high work efficiency, improve the maintenance of frog quality and processing efficiency and improve the working conditions of workers, reduce labor intensity, it is important to improve the traffic safety.

【技術實現步驟摘要】
一種液壓轍叉自動磨床控制系統
本專利技術涉及一種液壓轍叉自動磨床控制系統，適用于機械領域。
技術介紹
轍叉是鐵道線路的重要部件，擔負著列車變換線路的重任，由于列車輪對轍叉的摩擦與擠壓，轍叉在運行一段時間后出現磨損、局部損傷剝落等，使轍叉的平順性受到影響。為了提高轍叉的利用率，鐵路各工務段經常需要對轍叉進行校直、焊補等，焊補后的轍叉要進行打磨，使焊補部位與原有轍叉達到平順性要求，以往的打磨工作都是工人用手持砂輪打磨的，當焊補部位較大時，工人勞動強度大，工作環境艱苦，打磨質量受工人技術水平的影響較大。為了改善這種局面，南昌鐵路局上饒工務段曾研制了全液壓轍叉磨床。該磨床根據轍叉磨損的特點，以平順性為主要目標實現了轍叉的機械化磨削，并以時間繼電器電路為控制單元，實現了簡單的幾種自動磨削，技術先進，在局內推廣。但該磨床也存在自身難以克服的缺點，主要有：①該機床為開環控制，進給量和進刀深度都由手動控制或延時繼電器控制，磨削質量受操作工人技術水平的限制，限制了其實用性；②轍叉磨削平面的水平找正采用手動方式，磨削平面的水平程度完全靠操作人員觀察，使該專用機床的進一步推廣使用受到限制，有必要對該機床進行重新設計，使其實現自動找正和磨削過程的閉環自動化控制。開展新型液壓轍叉自動磨床研制，特別是開展其控制系統研究，用計算機測控技術提高該機床的自動化程度，對提高轍叉磨削質量及加工效率、改善工人的工作條件、減輕勞動強度、提高行車質量、減少異常事故、增加經濟效益有重要意義。
技術實現思路
本專利技術提出了一種液壓轍叉自動磨床控制系統，該控制系統具有性能穩定、功能齊全、工作效率高等優點，對提高轍叉維修質量及加工效率、改善工人的工作條件、減輕勞動強度、提高行車安全有重要意義。本專利技術所采用的技術方案是：所述液壓轍叉自動磨床采用IPC-PLC聯機控制方式，上位工控機IPC進行機床參數的測量、運算、并根據工作狀態和控制流程通過RS232C向下位機PIC發出控制指令；下位機執行上位機的控制指令，通過硬件接口控制機床電機、開關換向閥、電液比例閥，實現機床的動作，并負責機床的安全保護，IPC、PLC協同配合實現了鐵路嫩叉磨床的閉環數字化控制。所述控制系統實現對液壓轍叉自動磨床的控制須采集工作臺沿X、Y、Z軸的轉角、水平往復位移、臥磨頭升降、往復位移、對刀油缸位移等7個參數。工作臺沿X、Y、Z軸的轉角采用間接測量方法，即用線位移傳感器測出擺動油缸的活塞的相對位移，再計算工作臺相應的轉角，因此采集量均為位移量。系統選用高精度的電感式位移傳感器，精度達2％o，輸出范圍為0～10V，采集卡采用AD-VANTECHPCL818HG可編程高增益多功能數據采集卡，采用差分輸入方式。所述測控軟件采用美國國家儀器(NI)公司開發的基于圖形編程的虛擬儀表編程語言LabVIEW編程，其在測試與測量、數據采集、設備控制、工廠自動化等領域得到了廣泛的應用。程序可讀性強，采集控制都采用專業的功能模塊，大大提高了程序的可靠性。所述液壓轍叉自動磨床測控程序由機床狀態測試模塊、轍叉水平找正模塊、輪緣槽對刀模塊、手動磨削模塊、自動磨削(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V)模塊以及其他輔助模塊(如機床復位、回零等)。所述控制系統軟件采用掃描方式工作，即程序按基本相等的程序周期循環工作。本專利技術的有益效果是：該控制系統具有性能穩定、功能齊全、工作效率高等優點，對提高轍叉維修質量及加工效率、改善工人的工作條件、減輕勞動強度、提高行車安全有重要意義。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的控制系統結構框圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，液壓轍叉自動磨床采用IPC—PLC聯機控制方式，上位工控機IPC進行機床參數的測量、運算、并根據工作狀態和控制流程通過RS232C向下位機PIC發出控制指令；下位機執行上位機的控制指令，通過硬件接口控制機床電機、開關換向閥、電液比例閥，實現機床的動作，并負責機床的安全保護，IPC、PLC協同配合實現了鐵路嫩叉磨床的閉環數字化控制。控制系統實現對液壓轍叉自動磨床的控制須采集工作臺沿X、Y、Z軸的轉角、水平往復位移、臥磨頭升降、往復位移、對刀油缸位移等7個參數。工作臺沿X、Y、Z軸的轉角采用間接測量方法，即用線位移傳感器測出擺動油缸的活塞的相對位移，再計算工作臺相應的轉角，因此采集量均為位移量。系統選用高精度的電感式位移傳感器，精度達2％o，輸出范圍為0～10V，采集卡采用AD-VANTECHPCL818HG可編程高增益多功能數據采集卡，采用差分輸入方式。測控軟件采用美國國家儀器(NI)公司開發的基于圖形編程的虛擬儀表編程語言LabVIEW編程，其在測試與測量、數據采集、設備控制、工廠自動化等領域得到了廣泛的應用。程序可讀性強，采集控制都采用專業的功能模塊，大大提高了程序的可靠性。液壓轍叉自動磨床測控程序由機床狀態測試模塊、轍叉水平找正模塊、輪緣槽對刀模塊、手動磨削模塊、自動磨削(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V)模塊以及其他輔助模塊(如機床復位、回零等)。機床狀態測試模塊通過A/D轉換讀取各位移傳感器的測量值，并經運算把測量值轉換為機床的工作狀態(包括工作臺縱向擺角、橫向擺角、水平擺角、臥磨頭縱向位移、工作臺橫向位移、臥磨頭升降位移、對刀油缸位移)，用于其它模塊的閉環控制。轍叉水平找正模塊,焊補的轍叉形狀不規則，要使轍叉焊補、磨削后達到平順要求。磨削前，必須通過找正使磨削部位基部達到水平，這一工作由轍叉水平找正模塊完成。該模塊根據操作人員選定的磨削部位基部位置(3點)，自動控制機床工作臺、臥磨頭、對刀油缸動作，分別測試選定基部位置的高度，然后計算出工作臺的縱向擺角、橫向擺角，控制工作臺縱向擺動油缸和橫向擺動油缸擺動相應的角度。輪緣槽對刀模塊，焊補的轍叉輪緣槽不規則，需要磨削后達到平順要求，磨削前，必須將輪緣槽調整到與砂輪平行。該模塊根據操作人員選定的輪緣槽磨削部位(2點)，然后計算出工作臺的水平擺角，控制工作臺水平擺動油缸相應的角度。手動磨削模塊塊根據操作人員觸摸計算機屏幕上的虛擬按鈕實現機床的手動控制，各按鈕根據功能進行合理分類，使操作人員操作方便。自動磨削模塊共5個功能模塊，用于完成不同的自動磨削任務，操作人員可以根據轍叉狀態，選擇不同的磨削方式。根據操作人員指定的磨削位置，完成一次水平往復磨削；根據操作人員指定的磨削位置，完成一次水平往復磨削后，自動進刀，然后再水平往復磨削，直到完成整個平面的磨削；根據操作人員指定的磨削位置，在完成整個平面的磨削后，臥磨頭向下進刀，再完成一個平面的磨削；根據操作人員指定的磨削位置和磨削深度，完成整個焊補位置的磨削，直到與磨削位置基部達到平順位置；根據操作人員指定的磨削位置和磨削深度，完成轍叉輪緣槽的磨削。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種液壓轍叉自動磨床控制系統，其特征是：所述液壓轍叉自動磨床采用IPC?PLC聯機控制方式，上位工控機IPC進行機床參數的測量、運算、并根據工作狀態和控制流程通過RS232C向下位機PIC發出控制指令；下位機執行上位機的控制指令，通過硬件接口控制機床電機、開關換向閥、電液比例閥，實現機床的動作，并負責機床的安全保護，IPC、PLC協同配合實現了鐵路嫩叉磨床的閉環數字化控制。

【技術特征摘要】
1.一種液壓轍叉自動磨床控制系統，其特征是：所述液壓轍叉自動磨床采用IPC-PLC聯機控制方式，上位工控機IPC進行機床參數的測量、運算、并根據工作狀態和控制流程通過RS232C向下位機PIC發出控制指令；下位機執行上位機的控制指令，通過硬件接口控制機床電機、開關換向閥、電液比例閥，實現機床的動作，并負責機床的安全保護，IPC、PLC協同配合實現了鐵路嫩叉磨床的閉環數字化控制。2.根據權利要求1所述的一種液壓轍叉自動磨床控制系統，其特征是：所述控制系統實現對液壓轍叉自動磨床的控制須采集工作臺沿X、Y、Z軸的轉角、水平往復位移、臥磨頭升降、往復位移、對刀油缸位移等7個參數。3.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田佳聰，
申請(專利權)人：田佳聰，
類型：發明
國別省市：遼寧,21