一種列車鉤舌檢測儀及其檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種列車鉤舌檢測儀及其檢測方法，所述的檢測儀包括專用夾具、雙工位回轉(zhuǎn)臺、三維直角坐標導(dǎo)軌和電控箱，電控箱內(nèi)部裝有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括PLC主機、定位模塊、伺服驅(qū)動器、接觸式測頭和觸摸屏。本發(fā)明將被測鉤舌通過專用夾具裝夾在雙工位回轉(zhuǎn)臺上，實現(xiàn)了一次裝夾多個表面的測量，提高了精度。本發(fā)明的控制系統(tǒng)通過使用兩個定位模塊來實現(xiàn)接觸式測頭所需行走的復(fù)雜路徑，通過PLC主機做主要的邏輯控制，控制定位模塊執(zhí)行哪種路徑操作，通過觸摸屏作為上位機來實現(xiàn)指令的發(fā)出以及最終測量結(jié)果的處理，節(jié)約了大量空間，同時該觸摸屏具有強大的數(shù)據(jù)處理以及先進的動畫顯示功能，可更直觀的顯示檢測結(jié)果也更便于使用者操作。
【專利說明】
一種列車鉤舌檢測儀及其檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種列車專用檢測設(shè)備，特別是一種用于檢測工件表面尺寸的列車鉤舌檢測儀及其檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鉤舌作為列車車鉤中的重要部件，在列車運行安全中有著重要影響，鉤舌的外輪廓尺寸是鉤舌的最基本指標，但鉤舌的曲面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量難度很高?，F(xiàn)有測量技術(shù)為通用量規(guī)或三坐標測量機測量，這兩者不僅不能滿足現(xiàn)場檢測要求，而且檢測效率較低，因此，設(shè)計一種造價低、好操作、檢測效率高，又可移動至現(xiàn)場測量的小型曲面的儀器勢在必行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種造價低、易操作、檢測效率高，又可進行現(xiàn)場測量的列車鉤舌檢測儀及其檢測方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種列車鉤舌檢測儀，包括專用夾具、雙工位回轉(zhuǎn)臺、三維直角坐標導(dǎo)軌和電控箱，所述的電控箱位于下部，雙工位回轉(zhuǎn)臺和三維直角坐標導(dǎo)軌分別安裝在電控箱的上端面，專用夾具安裝在雙工位回轉(zhuǎn)臺上。
[0006]所述的雙工位回轉(zhuǎn)臺通過螺栓連接固定在電控箱的上端面上，所述的雙工位回轉(zhuǎn)臺上通過平鍵和螺栓連接方式安裝有兩個定位銷支架，所述的專用夾具包括兩個定位銷和一個三層調(diào)整墊鐵，所述的兩個定位銷分別安裝在兩個定位銷支架上，其中一個定位銷為定位端定位銷、另一個定位銷為鎖緊端定位銷，三層調(diào)整墊鐵通過螺栓連接在雙工位回轉(zhuǎn)臺上。
[0007]所述的三維直角坐標導(dǎo)軌通過導(dǎo)軌支架安裝在電控箱上端面上，導(dǎo)軌支架通過螺栓連接在電控箱上端面，三維直角坐標導(dǎo)軌找正后通過定位銷和螺栓連接在導(dǎo)軌支架上面。所述的電控箱的底部安裝有萬向輪，電控箱兩個側(cè)面分別安裝有扶手。
[0008]所述的電控箱內(nèi)部裝有控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括PLC主機、定位模塊、伺服驅(qū)動器、伺服電機、接觸式測頭和觸摸屏，所述的觸摸屏通過數(shù)據(jù)線與PLC主機連接，PLC主機通過電纜線與定位模塊相連，所述定位模塊通過數(shù)據(jù)線與伺服驅(qū)動器相連，所述伺服驅(qū)動器通過專用電纜線與伺服電機相連，所述的接觸式測頭作為一個常閉的開關(guān)連接在PLC主機的高速輸入口。所述的伺服驅(qū)動器和定位模塊連接數(shù)據(jù)線中包含多條信號線，其中定位模塊端的SVRDY、SVEND, PGO、FP、RP和CLR針腳分別和伺服驅(qū)動器端的RD、INP、OP、PP、NP和CR針腳相連，對應(yīng)的公共端相連構(gòu)成回路實現(xiàn)通信。
[0009]本發(fā)明所述的PLC主機為三菱FX2N-48MT PLC主機，所述的定位模塊為三菱FX2N-10GM/20GM定位模塊，所述的伺服驅(qū)動器為三菱MR-J4-10A伺服驅(qū)動器，所述伺服電機為三菱MR-J4系列100W伺服電機，所述的接觸式測頭為雷尼紹MCP接觸式測頭，所述的觸摸屏為昆侖通態(tài)MCGS1262Hi觸摸屏。
[0010]一種列車鉤舌檢測儀的檢測方法，包括以下步驟:
[0011]A、在車鉤的小孔中插入一根鐵桿，用吊繩穿在鐵桿上將鉤舌吊起，將鉤舌后端平面置于三層調(diào)整墊鐵上端面。
[0012]B、手動調(diào)整鉤舌位置插入定位銷。先插入定位端定位銷，再將鎖緊端定位銷旋入，直至鉤舌完成夾緊。
[0013]C、手動調(diào)節(jié)三層調(diào)整墊鐵的高度，完成定位，開始測量。
[0014]D、PLC主機開機后根據(jù)三維直角坐標導(dǎo)軌的當前位置判定接觸式測頭是否在機械原點。
[0015]E、若在原點，原點指示燈亮，準備就緒；若不在原點，則返回步驟D執(zhí)行回原點操作。
[0016]F、根據(jù)觸摸屏上選項選擇手動或自動模式，若選擇手動模式，轉(zhuǎn)步驟G，否則，轉(zhuǎn)步驟H。
[0017]G、選擇手動模式后，手動控制三維直角坐標導(dǎo)軌按任意軌跡運動。轉(zhuǎn)步驟I。
[0018]H、選擇自動模式后，根據(jù)觸摸屏的提示選擇想要測量的部分，三維直角坐標導(dǎo)軌會按照預(yù)設(shè)軌跡運動進行測量。
[0019]1、測量結(jié)束后，測試結(jié)果自動在觸摸屏上顯示并且及時存盤。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]1、本發(fā)明將被測鉤舌通過專用夾具裝夾在雙工位回轉(zhuǎn)臺上，雙工位回轉(zhuǎn)臺的兩個工位實現(xiàn)了工件兩側(cè)輪廓的測量，實現(xiàn)了一次裝夾多個表面的測量，提高了精度；三維直角坐標導(dǎo)軌和接觸式測頭是主要的執(zhí)行機構(gòu)，通過三維直角坐標導(dǎo)軌上滑塊的運動帶動接觸式測頭實現(xiàn)工件表面的接觸式測量；帶萬向輪和扶手的電控箱不僅用來安置電器元件還作為整個儀器的支撐機構(gòu)，方便了使用者的操作。
[0022]2、本發(fā)明的控制系統(tǒng)則是通過使用三菱FX-2N 1GM和三菱FX-2N 20GM兩個專用的定位模塊來實現(xiàn)接觸式測頭所需行走的復(fù)雜的路徑；通過三菱FX-2N 48MT型號的PLC主機做主要的邏輯控制，控制定位模塊執(zhí)行哪種路徑操作；本發(fā)明使用昆侖通態(tài)MCGS1262Hi型號的12英寸觸摸屏作為上位機來實現(xiàn)指令的發(fā)出以及最終測量結(jié)果的處理，替代了傳統(tǒng)的工控機作為上位機，該觸摸屏的外形尺寸323*246*50 (mm)，節(jié)約了大量空間，同時該觸摸屏具有強大的數(shù)據(jù)處理以及先進的動畫顯示功能，可以更直觀的顯示檢測結(jié)果也更便于使用者操作。
[0023]3、由于本發(fā)明體積小，處理能力強，易于移動到現(xiàn)場進行測試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]本發(fā)明共有附圖5幅。其中:
[0025]圖1是列車鉤舌示意圖。
[0026]圖2是鉤舌檢測儀的機械結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3是控制系統(tǒng)總體圖。
[0028]圖4是定位模塊與伺服驅(qū)動器連接示意圖。
[0029]圖5是本發(fā)明的方法流程圖。
[0030]具體實施方法
[0031]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。如圖1-2所示，首先要將鉤舌裝夾的專用夾具上，通過調(diào)節(jié)三層調(diào)整墊鐵的高度完成鉤舌定位。在完成定位后開始對工件A面的曲面進行測量，A面曲面測量完成后手動轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)至B面進行測量。各段圓弧的測量均有單獨按鍵單獨程序控制，所以各曲面間沒有具體的測量順序，也可單獨測量某一曲面。具體控制過程如圖5所示。
[0032]如圖3-4所示，鉤舌檢測儀控制系統(tǒng)的是驅(qū)動鉤舌檢測儀機械部分完成規(guī)定操作檢測鉤舌外形尺寸是否合格的控制系統(tǒng)。操作者通過觸摸屏上按鈕控制接觸式測頭運動，當觸碰規(guī)定按鈕后PLC主機將執(zhí)行相應(yīng)邏輯控制調(diào)用定位模塊中的路徑子程序，模塊執(zhí)行該子程序驅(qū)動三臺三菱MR-J4-10A伺服驅(qū)動器運動，通過三維直角坐標導(dǎo)軌來帶動接觸式測頭按規(guī)定路徑運動觸碰鉤舌表面，當接觸式測頭觸碰后會反饋中斷信號給PLC主機的高速輸入口來控制系統(tǒng)采集下一點直至結(jié)束，每次中斷反饋后控制系統(tǒng)記錄觸碰點位置傳輸給觸摸屏完成最后的運算，并最終通過觸摸屏顯示出測量結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種列車鉤舌檢測儀，其特征在于:包括專用夾具、雙工位回轉(zhuǎn)臺、三維直角坐標導(dǎo)軌和電控箱，所述的電控箱位于下部，雙工位回轉(zhuǎn)臺和三維直角坐標導(dǎo)軌分別安裝在電控箱的上端面，專用夾具安裝在雙工位回轉(zhuǎn)臺上； 所述的雙工位回轉(zhuǎn)臺通過螺栓連接固定在電控箱的上端面上，所述的雙工位回轉(zhuǎn)臺上通過平鍵和螺栓連接方式安裝有兩個定位銷支架，所述的專用夾具包括兩個定位銷和一個三層調(diào)整墊鐵，所述的兩個定位銷分別安裝在兩個定位銷支架上，其中一個定位銷為定位端定位銷、另一個定位銷為鎖緊端定位銷，三層調(diào)整墊鐵通過螺栓連接在雙工位回轉(zhuǎn)臺上; 所述的三維直角坐標導(dǎo)軌通過導(dǎo)軌支架安裝在電控箱上端面上，導(dǎo)軌支架通過螺栓連接在電控箱上端面，三維直角坐標導(dǎo)軌找正后通過定位銷和螺栓連接在導(dǎo)軌支架上面；所述的電控箱的底部安裝有萬向輪，電控箱兩個側(cè)面分別安裝有扶手； 所述的電控箱內(nèi)部裝有控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括PLC主機、定位模塊、伺服驅(qū)動器、伺服電機、接觸式測頭和觸摸屏，所述的觸摸屏通過數(shù)據(jù)線與PLC主機連接，PLC主機通過電纜線與定位模塊相連，所述定位模塊通過數(shù)據(jù)線與伺服驅(qū)動器相連，所述伺服驅(qū)動器通過專用電纜線與伺服電機相連，所述的接觸式測頭作為一個常閉的開關(guān)連接在PLC主機的高速輸入口 ；所述的伺服驅(qū)動器和定位模塊連接數(shù)據(jù)線中包含多條信號線，其中定位模塊端的SVRDY、SVEND, PGO、FP、RP和CLR針腳分別和伺服驅(qū)動器端的RD、INP、OP、PP、NP和CR針腳相連，對應(yīng)的公共端相連構(gòu)成回路實現(xiàn)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種列車鉤舌檢測儀，其特征在于:所述的PLC主機為三菱FX2N-48MT PLC主機，所述的定位模塊為三菱FX2N-10GM/20GM定位模塊，所述的伺服驅(qū)動器為三菱MR-J4-10A伺服驅(qū)動器，所述伺服電機為三菱MR-J4系列10W伺服電機，所述的接觸式測頭為雷尼紹MCP接觸式測頭，所述的觸摸屏為昆侖通態(tài)MCGS1262Hi觸摸屏。
3.一種列車鉤舌檢測儀的檢測方法，其特征在于:包括以下步驟: A、在車鉤的小孔中插入一根鐵桿，用吊繩穿在鐵桿上將鉤舌吊起，將鉤舌后端平面置于三層調(diào)整墊鐵上端面； B、手動調(diào)整鉤舌位置插入定位銷；先插入定位端定位銷，再將鎖緊端定位銷旋入，直至鉤舌完成夾緊； C、手動調(diào)節(jié)三層調(diào)整墊鐵的高度，完成定位，開始測量； D、PLC主機開機后根據(jù)三維直角坐標導(dǎo)軌的當前位置判定接觸式測頭是否在機械原占.V， E、若在原點，原點指示燈亮，準備就緒；若不在原點，則返回步驟D執(zhí)行回原點操作； F、根據(jù)觸摸屏上選項選擇手動或自動模式，若選擇手動模式，轉(zhuǎn)步驟G，否則，轉(zhuǎn)步驟H； G、選擇手動模式后，手動控制三維直角坐標導(dǎo)軌按任意軌跡運動；轉(zhuǎn)步驟I; H、選擇自動模式后，根據(jù)觸摸屏的提示選擇想要測量的部分，三維直角坐標導(dǎo)軌會按照預(yù)設(shè)軌跡運動進行測量； l、測量結(jié)束后，測試結(jié)果自動在觸摸屏上顯示并且及時存盤。
【文檔編號】G01B21/20GK104515495SQ201510027535
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2015年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月20日
【發(fā)明者】楊亮, 林盛, 王春, 施志輝, 邱彥博, 王正晉 申請人:大連交通大學(xué)