[0001] 本发明涉及一种液压辙叉自动磨床控制系统，适用于机械领域。

[0002] 辙叉是铁道线路的重要部件，担负着列车变换线路的重任，由于列车轮对辙叉的摩擦与挤压，辙叉在运行一段时间后出现磨损、局部损伤剥落等，使辙叉的平顺性受到影响。为了提高辙叉的利用率，铁路各工务段经常需要对辙叉进行校直、焊补等，焊补后的辙叉要进行打磨，使焊补部位与原有辙叉达到平顺性要求，以往的打磨工作都是工人用手持砂轮打磨的，当焊补部位较大时，工人劳动强度大，工作环境艰苦，打磨质量受工人技术水平的影响较大。为了改善这种局面，南昌铁路局上饶工务段曾研制了全液压辙叉磨床。该磨床根据辙叉磨损的特点，以平顺性为主要目标实现了辙叉的机械化磨削，并以时间继电器电路为控制单元，实现了简单的几种自动磨削，技术先进，在局内推广。但该磨床也存在自身难以克服的缺点，主要有：①该机床为开环控制，进给量和进刀深度都由手动控制或延时继电器控制，磨削质量受操作工人技术水平的限制，限制了其实用性；②辙叉磨削平面的水平找正采用手动方式，磨削平面的水平程度完全靠操作人员观察，使该专用机床的进一步推广使用受到限制，有必要对该机床进行重新设计，使其实现自动找正和磨削过程的闭环自动化控制。开展新型液压辙叉自动磨床研制，特别是开展其控制系统研究，用计算机测控技术提高该机床的自动化程度，对提高辙叉磨削质量及加工效率、改善工人的工作条件、减轻劳动强度、提高行车质量、减少异常事故、增加经济效益有重要意义。

[0003] 本发明提出了一种液压辙叉自动磨床控制系统，该控制系统具有性能稳定、功能齐全、工作效率高等优点，对提高辙叉维修质量及加工效率、改善工人的工作条件、减轻劳动强度、提高行车安全有重要意义。

[0004] 本发明所采用的技术方案是：所述液压辙叉自动磨床采用IPC-PLC联机控制方式，上位工控机IPC进行机床参数的测量、运算、并根据工作状态和控制流程通过RS232C向下位机PIC发出控制指令；下位机执行上位机的控制指令，通过硬件接口控制机床电机、开关换向阀、电液比例阀，实现机床的动作，并负责机床的安全保护，IPC、PLC协同配合实现了铁路嫩叉磨床的闭环数字化控制。

[0005] 所述控制系统实现对液压辙叉自动磨床的控制须采集工作台沿X、Y、Z轴的转角、水平往复位移、卧磨头升降、往复位移、对刀油缸位移等7个参数。工作台沿X、Y、Z轴的转角采用间接测量方法，即用线位移传感器测出摆动油缸的活塞的相对位移，再计算工作台相应的转角，因此采集量均为位移量。系统选用高精度的电感式位移传感器，精度达2％o，输出范围为0～10V，采集卡采用AD-VANTECH PCL818HG可编程高增益多功能数据采集卡，采用差分输入方式。

[0006] 所述测控软件采用美国国家仪器(NI)公司开发的基于图形编程的虚拟仪表编程语言LabVIEW编程，其在测试与测量、数据采集、设备控制、工厂自动化等领域得到了广泛的应用。程序可读性强，采集控制都采用专业的功能模块，大大提高了程序的可靠性。

[0007] 所述液压辙叉自动磨床测控程序由机床状态测试模块、辙叉水平找正模块、轮缘槽对刀模块、手动磨削模块、自动磨削(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V)模块以及其他辅助模块(如机床复位、回零等)。

[0008] 所述控制系统软件采用扫描方式工作，即程序按基本相等的程序周期循环工作。

[0009] 本发明的有益效果是：该控制系统具有性能稳定、功能齐全、工作效率高等优点，对提高辙叉维修质量及加工效率、改善工人的工作条件、减轻劳动强度、提高行车安全有重要意义。附图说明

[0010] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0011] 图1是本发明的控制系统结构框图。

[0012] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0013] 如图1，液压辙叉自动磨床采用IPC—PLC联机控制方式，上位工控机IPC进行机床参数的测量、运算、并根据工作状态和控制流程通过RS232C向下位机PIC发出控制指令；下位机执行上位机的控制指令，通过硬件接口控制机床电机、开关换向阀、电液比例阀，实现机床的动作，并负责机床的安全保护，IPC、PLC协同配合实现了铁路嫩叉磨床的闭环数字化控制。

[0014] 控制系统实现对液压辙叉自动磨床的控制须采集工作台沿X、Y、Z轴的转角、水平往复位移、卧磨头升降、往复位移、对刀油缸位移等7个参数。工作台沿X、Y、Z轴的转角采用间接测量方法，即用线位移传感器测出摆动油缸的活塞的相对位移，再计算工作台相应的转角，因此采集量均为位移量。系统选用高精度的电感式位移传感器，精度达2％o，输出范围为0～10V，采集卡采用AD-VANTECH PCL818HG可编程高增益多功能数据采集卡，采用差分输入方式。

[0015] 测控软件采用美国国家仪器(NI)公司开发的基于图形编程的虚拟仪表编程语言LabVIEW编程，其在测试与测量、数据采集、设备控制、工厂自动化等领域得到了广泛的应用。程序可读性强，采集控制都采用专业的功能模块，大大提高了程序的可靠性。

[0016] 液压辙叉自动磨床测控程序由机床状态测试模块、辙叉水平找正模块、轮缘槽对刀模块、手动磨削模块、自动磨削(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V)模块以及其他辅助模块(如机床复位、回零等)。

[0017] 机床状态测试模块通过A/D转换读取各位移传感器的测量值，并经运算把测量值转换为机床的工作状态(包括工作台纵向摆角、横向摆角、水平摆角、卧磨头纵向位移、工作台横向位移、卧磨头升降位移、对刀油缸位移)，用于其它模块的闭环控制。

[0018] 辙叉水平找正模块,焊补的辙叉形状不规则，要使辙叉焊补、磨削后达到平顺要求。磨削前，必须通过找正使磨削部位基部达到水平，这一工作由辙叉水平找正模块完成。该模块根据操作人员选定的磨削部位基部位置(3点)，自动控制机床工作台、卧磨头、对刀油缸动作，分别测试选定基部位置的高度，然后计算出工作台的纵向摆角、横向摆角，控制工作台纵向摆动油缸和横向摆动油缸摆动相应的角度。

[0019] 轮缘槽对刀模块，焊补的辙叉轮缘槽不规则，需要磨削后达到平顺要求，磨削前，必须将轮缘槽调整到与砂轮平行。该模块根据操作人员选定的轮缘槽磨削部位(2点)，然后计算出工作台的水平摆角，控制工作台水平摆动油缸相应的角度。

[0020] 手动磨削模块块根据操作人员触摸计算机屏幕上的虚拟按钮实现机床的手动控制，各按钮根据功能进行合理分类，使操作人员操作方便。

[0021] 自动磨削模块共5个功能模块，用于完成不同的自动磨削任务，操作人员可以根据辙叉状态，选择不同的磨削方式。

[0022] 根据操作人员指定的磨削位置，完成一次水平往复磨削；根据操作人员指定的磨削位置，完成一次水平往复磨削后，自动进刀，然后再水平往复磨削，直到完成整个平面的磨削；根据操作人员指定的磨削位置，在完成整个平面的磨削后，卧磨头向下进刀，再完成一个平面的磨削；根据操作人员指定的磨削位置和磨削深度，完成整个焊补位置的磨削，直到与磨削位置基部达到平顺位置；根据操作人员指定的磨削位置和磨削深度，完成辙叉轮缘槽的磨削。