无缝钢轨焊接接头全断面铣削系统的研制与验证

无缝钢轨焊接接头的平顺性直接影响高速列车运行安全性与舒适性。现有的500 m长钢轨焊接生产过程中,对焊接接头残余焊筋的初次处理主要由人工手持简易机具对接头进行打磨处理,加工质量不稳定且费时费力。为解决人工打磨质量不可控以及消除干扰探伤的焊筋波等问题,研制了一种智能化的钢轨焊缝全断面铣削加工系统和相应的加工工艺流程,针对钢轨轨颚、轨腰、轨底上表面等处的钢轨焊接接头复杂曲面,通过3D非接触精密测量头对焊缝两侧的钢轨进行测量,采用多段小直线拟合方式来实现对钢轨的仿形加工。生产实践表明,该方法使焊接接头铣削后各部位尺寸满足长钢轨焊接工艺要求。     

钢轨轮廓全断面及轨道几何参数检测系统

阐述钢轨轮廓全断面及轨道几何参数检测系统整体设计,以及钢轨轮廓全断面的检测方法。钢轨轮廓全断面检测基于激光摄像非接触测量技术,主要由激光摄像组件、数据处理组件、里程定位组件等组成。通过检测数据分析与现场验证,钢轨轮廓全断面和轨道几何参数检测系统运用稳定可靠,准确度高,重复性好,满足现代铁路轨道基础设施检测的需要。     

提高道岔钢轨铣削质量的可行性探讨

针对现有的道岔钢轨铣削质量检测方案效率低、准确性差的问题,提出铣削质量优化方案。首先,采用钢轨轮廓在线检测系统对加工过程中道岔钢轨的轨头与轨底宽度、钢轨断面轮廓尺寸等参数进行实时采集;然后,由数据处理中心进行数据分析与评估,对不合格位置点加工参数进行模拟优化并与设计参数进行二次比对;最后,将合格的加工参数通过转换模块反馈到数控中心,引导镗铣床加工。通过选取道岔钢轨现场加工对优化方案进行了验证,结果表明该优化方案能提高道岔钢轨的铣削质量。     

钢轨轮廓全断面高精度动态视觉测量方法研究

在高速动态条件下获取准确的钢轨轮廓检测数据是钢轨维护面临的重要现实问题。本文在分析国内钢轨轮廓检测现状和借鉴国外钢轨轮廓检测经验基础上,对钢轨轮廓全断面动态检测技术进行系统研究。详细推演钢轨轮廓全断面视觉测量方法,建立内外侧钢轨轮廓测量视觉传感器全局测量模型;分析动态检测中车辆振动对钢轨轮廓检测的影响,探明车辆不同类型振动对钢轨轮廓测量误差影响规律,提出基于正交分解的车辆多自由度振动解耦和补偿方法;研制钢轨轮廓全断面动态检测装置,并进行静态标定试验和动态测量试验,试验结果验证方法切实可行。     

便携式钢轨磨耗自动检测系统

钢轨头部的磨耗值是决定钢轨伤损最主要的参数之一.采用光取断面法对钢轨磨耗进行自动检测,阐述系统的检测原理、硬件和软件组成并利用计算机图像处理技术对钢轨断面图像进行处理和检测,得出钢轨磨耗值,并给出系统的误差来源.     

钢轨断面测量系统在轨道动态检测中的应用

GJ-5型轨检车采用的是＂光断面＂测量技术。通过介绍钢轨断面测量系统,分析了其工作原理,并结合线路养修实践提出了具体的线路故障处理方法。     

钢轨轮廓全断面检测中的匹配方法研究

采用激光视觉测量技术对钢轨全断面廓形进行检测,在动态测量过程中由于车辆的随机振动,会影响钢轨轮廓数据的检测精度。因此,在高速动态条件下实现检测钢轨轮廓与标准廓形高精度自动匹配,是当前轨道廓形检测中面临的关键问题。在分析国内外钢轨廓形检测、廓形匹配现状的基础上,通过对目前采用最多的迭代最近点ICP(Iterative Close Point)算法进行简化,同时优化匹配过程中的对应点搜索策略,在保证匹配精度的前提下,解决了钢轨廓形检测中的匹配问题,达到实时性检测的需求。将该算法运用在地铁轨道检测设备中,验证了该方法的有效性。     

铁路专用数码温度测量装置

该装置采用单微处理器技术对钢轨温度，实验室环境温度进行测量及数据处理，可分为智能轨温计和数字温度采集处理系统两种，两种装置都是通过数字温度传感器（感温元件）分别对钢轨表面温度，     

钢轨波浪磨耗检测系统的研究开发

在了解国外各种检测方法基础上，研制完成了钢轨波磨在线检测系统RCIU－1，该系统是一个安装在轨检车上，对钢轨波浪磨耗进行动态在线检测的装置，它采用惯性法原理，利用虚拟仪器技术，在Windows操作平台下实现对轴箱加速度信号的等距离采样、显示和存储，实现了多任务并行处理，同时通过数字处理、积分滤波输出代表钢轨波磨幅值的位移量或标准差。从系统构成、检测原理、数据处理、多任务运行机制、系统标定和动态试验等几方面作了详细阐述。     

光电式钢轨磨损实时检测系统

采用近红外线状光源、CCD及计算机图像处理等技术,实现钢轨磨损检测系统的软硬件设计。应用三圆柱光学透镜联合对一点式激光进行色散,得到光强分布较均匀的线状激光光源。用高分辨率(752×782)CCD面阵摄像机实时采集钢轨扫描图像,经过A/D变换输出给图像处理系统。图像处理系统根据钢轨的形状和特点,选用最佳的模型和计算方案进行图像处理,对照标准钢轨断面图像快速、准确地计算出钢轨面的磨损值,判断钢轨受伤程度。系统在限速80 km.h-1条件下对钢轨断面的实时检测结果表明,系统符合设计要求,精度达到0.1 mm。     

钢轨维护铣削装备专利布局研究

为支撑钢轨维护铣削装备的技术创新，助力钢轨维护铣削装备技术的发展，围绕国内外钢轨维护铣削装备专利布局开展研究。以关键词、IPC分类号和重点申请人等为专利检索方式，检索专利数据库。以专利文献为基础，通过分析不同时间段专利申请数量，总结钢轨维护铣削技术不同发展时期的特点；通过分析专利技术分布，总结当前钢轨维护铣削装备的创新热点、行业弱项，以及未来布局方向；通过分析重点申请人的专利申请数量和技术方向，总结国内外研发机构实力的变化和技术方向。对钢轨维护铣削装备核心技术发展趋势进行重点分析。为提升我国钢轨维护铣削装备的核心竞争力，降低在国外的侵权风险，提出关注前瞻技术研究、推动核心技术持续领先和重视知识产权工作等建议。     

钢轨轮廓全断面检测中的快速高鲁棒性匹配方法研究

采用激光摄像技术对钢轨全断面廓形进行检测,为保证检测数据的准确性和实时性,其关键在于钢轨廓形的快速高鲁棒性匹配算法。在分析国内外钢轨轮廓检测、匹配现状的基础上,对钢轨廓形匹配方法进行了系统研究。根据标准钢轨不同半径滚动圆空间几何分布特性,提出利用钢轨廓形的斜率切线值来对钢轨原始廓形轨腰曲线部分进行自动分段,结合最小二乘拟合算法,处理分段后的钢轨廓形,快速完成钢轨廓形初匹配。通过改进ICP算法,完成钢轨廓形二维点云的精确匹配,缩减了匹配时间,提高了匹配鲁棒性。最后,将该方法应用于轨道检测设备的数据采集中,验证了该方法的有效性。     

钢轨爬行及路基表层冻胀检测技术

针对我国现有轨道爬行及路基冻融引起的钢轨高低检测技术的不足,提出一种基于机器视觉及光学成像原理的钢轨爬行及路基表层冻胀的非接触式检测技术。根据检测技术原理建立光学模型,基于模板匹配、自动化阈值、图像形态学处理等图像处理方法,通过硬件系统实现对钢轨爬行及路基表层冻胀引起的钢轨高低位移的测量,并经由GPRS无线通讯技术将数据实时传输至WEB数据服务器,可以实现对检测数据的实时监控管理。在哈大高铁K186+600及K148+600两点安装设备进行验证性试验,试验结果表明,该技术可定点定时采集钢轨实时图像,自动检测钢轨相对“零点”时刻的爬行数据及路基表层冻胀数据,并在爬行或路基表层冻胀数据超限时自动报警,指导铁路养护作业。     

测量钢轨断面磨耗的最佳定位基准

通过对钢轨断面磨耗测量的误差分析，根据《４３－７５ｋｇ／ｍ钢轨供货技术要求》，分析了新轨的制造偏差，并对现场运用轨的情况进行了分析研究，论证了测量钢轨断面磨耗的最佳定位基准应力钢轨非工作侧的轨头侧面和轨轭定位，理论计算和仪器测量证明了该定位基准最合理。     

基于动态测量的钢轨廓形打磨智能分析系统的研发

开发了一套基于动态测量的钢轨廓形打磨智能分析系统。该系统由钢轨廓形动态测量子系统、打磨策略子系统和接口子系统3个子系统构成。钢轨廓形动态测量子系统采用线结构光视觉技术对钢轨廓形进行动态测量;打磨策略子系统根据钢轨廓形动态测量子系统获得的现场钢轨廓形数据,实时生成可供钢轨打磨列车使用的打磨策略;接口子系统通过TCP/IP协议与打磨策略子系统通信,将打磨策略子系统生成的打磨策略传输给钢轨打磨列车的作业控制系统,从而控制钢轨打磨列车作业。     

钢轨轨头全断面检测系统通过路局技术评审

<正>2014年7月10日,太原铁路局科委组织召开了《钢轨轨头全断面检测系统》科研课题评审会,参加会议的有铁科院,北京交大,局总工室、工务处,大同、朔州、秦皇岛西、茶坞工务段,工务检测所,太原科研所,北京路安达科技有限责任公司等单位的代表和专家。与会专家通过听取课题组汇报,认为:该系统由双编码器、锚形测量杆、高精度滚轮和测量软件等组成,采用的双向锚杆式测量方式,实现了钢轨轨     

基于几何特征的钢轨磨耗检测系统的研究

为解决高速动态条件下车体振动对钢轨磨耗检测带来的问题,在大量调研国内外利用激光技术进行钢轨磨耗检测的基础上,提出一种基于标准钢轨轨廓固有曲线曲率的钢轨磨耗检测方法,首先利用基于激光三角测距原理的传感器得到组成钢轨全断面轮廓一系列点的空间坐标;其次利用L-M优化算法进行数据处理,采用Hough变换方法检测钢轨轮廓固有几何特性;最后进行钢轨轮廓匹配后实现钢轨磨耗高精度检测。该方法已经运用在轨道检测小车上,试验数据表明:钢轨磨耗检测系统的重复性精度能到达0.005 mm,其高精度性和快速性能满足铁路部门对钢轨磨耗检测的要求。     

钢轨廓形检测系统现场校准方法研究

为保障钢轨廓形检测系统测量精度,对钢轨廓形检测系统现场校准装置和方法进行研究.根据廓形检测系统线结构光的图像测量原理,在校准装置的多个校准平面上进行廓形测量和计算,分析廓形检测系统的工作状态和不确定度.采用钢轨廓形检测系统校准装置对探伤车上廓形检测系统进行现场校准.经现场测试,相邻校准面上测量的钢轨廓形检测数据的差值小...     

深圳地铁轨检车检测系统的研制

采用构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的测量技术、CCD光电传感器和高频响二维自控电路,研制出构架式光电伺服轨距测量装置,提高了轨道几何检测系统的安全性和稳定性。钢轨波磨检测系统根据惯性测量原理,采用模拟—数字混合滤波的数据处理方法,消除了速度对检测结果的影响。由数据库服务、数据采集处理计算机、数据应用计算机、高速网络打印机、QNX4实时多任务操作系统、SQL数据库管理系统和轨检数据实时处理软件共同构成了车载局域网数据实时处理系统,自动完成检测数据的采集处理、修正、合成,并根据需要以波形和表格的形式实时显示和打印输出轨道几何数据。     

钢轨几何尺寸自动测量系统研究

在不改变现有钢轨焊接工艺的条件下,研究采用非接触式测量方法的钢轨几何参数在线自动测量系统.该系统主要由传感器集成控制单元、测量单元以及数据处理与管理单元组成;采用激光三角测量法、三点等弦弦测法和共面法以及16个相同型号的激光测距传感器,分别完成对钢轨断面几何尺寸、钢轨平直度和扭曲度的测量;采用限幅滤波法消除由钢轨表面因素引起的测量误差,采用中值数绝对偏差的决策滤波算法消除由钢轨运动过程中跳动引起的测量误差.重复性试验和对比试验的结果表明,在采用基恩士IL-065型激光位移传感器且采集频率为2 kHz、钢轨运动速度不超过1.5 m·s-1的情况下,该系统的动态测量精度可达0.2mm,能够满足生产实际的需求.