一種索鋸切割控制系統(tǒng)及索鋸切割裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種索鋸切割控制系統(tǒng)及索鋸切割裝置，包括安裝在電控柜(3)中的PLC控制器、切割變頻器和行走變頻器；所述PLC控制器通過連接行走變頻器和切割變頻器分別控制行走電機(jī)(2)和切割電機(jī)(4)；所述行走電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速信號通過連接第一轉(zhuǎn)速傳感器(1)反饋至行走變頻器；所述切割電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)速信號通過連接第二轉(zhuǎn)速傳感器(1-1)反饋至切割變頻器。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了索鋸切割機(jī)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的力矩控制和索鋸切割機(jī)行走機(jī)構(gòu)的速度控制，使行走機(jī)構(gòu)根據(jù)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的切割快慢自動調(diào)節(jié)行走速度，實(shí)現(xiàn)了切割工作機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)的速度統(tǒng)一，始終保證了串珠繩處于最佳工作狀態(tài)，降低串珠繩的斷繩概率，延長了串珠繩的使用壽命。
【專利說明】一種索鋸切割控制系統(tǒng)及索鋸切割裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種索鋸切割裝置，具體是一種索鋸切割控制系統(tǒng)及索鋸切割裝置，適用于分離高速鐵路無砟軌道道板和軌道底座間砂漿層用的索鋸切割裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]我國無砟軌道的養(yǎng)護(hù)處于初級階段，且大部分養(yǎng)護(hù)是針對基礎(chǔ)沉降導(dǎo)致軌道板移位或變形進(jìn)行的。這類養(yǎng)護(hù)，主要是將軌道板和底座分離，進(jìn)行重新注漿調(diào)整軌道板至要求位置，從而保障軌道的平順性。這一過程的難題是將軌道板和底座間砂漿層剝離，目前世界上沒有此類砂漿層剝離的專業(yè)機(jī)械設(shè)備?，F(xiàn)有常規(guī)做法是先鋸斷鋼軌，然后將軌道板完全抬起取掉，再將砂漿層分離。此種方法需耗用大量的人力、物力和時間，且現(xiàn)場工藝復(fù)雜、安全性較低。
[0003]通過對高速鐵路結(jié)構(gòu)的深入研究，發(fā)明了高速鐵路無砟軌道砂漿層索鋸切割機(jī)。砂漿層索鋸切割機(jī)可在現(xiàn)場快速實(shí)現(xiàn)砂漿層的完全剝離，然后使用調(diào)高設(shè)備將軌道板抬起并進(jìn)行精確定位。將由此產(chǎn)生的板下空隙的兩側(cè)密封，再進(jìn)行灌漿。由于灌漿層在較短的時間內(nèi)即可固化，因此校正工作完成幾個小時后，列車即可通行。砂漿層索鋸切割機(jī)不受環(huán)境限制可在任意無砟軌道上進(jìn)行切割，同時工作時不需進(jìn)行軌道切割和軌道板的抬升，可節(jié)省大量時間、人力、物力、安全度高、操作性好，極大的滿足了我國現(xiàn)階段無砟軌道養(yǎng)護(hù)的實(shí)際部件更換需求，保障列車短時間內(nèi)即可恢復(fù)通行。但是現(xiàn)有技術(shù)中的索鋸切割技術(shù)是在液壓馬達(dá)的帶動下繞切割面研磨切割體，液壓泵運(yùn)行恒定，無法使行走機(jī)構(gòu)根據(jù)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的切割快慢自動調(diào)節(jié)行走速度，切割速度不能根據(jù)切割體的硬度進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，斷繩率高，無法保證串珠繩的使用壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種索鋸切割控制系統(tǒng)及索鋸切割裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)索鋸切割機(jī)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的力矩控制和索鋸切割機(jī)行走機(jī)構(gòu)的速度控制，使行走機(jī)構(gòu)根據(jù)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的切割快慢自動調(diào)節(jié)行走速度，實(shí)現(xiàn)切割工作機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)的速度統(tǒng)一，始終保證串珠繩處于最佳工作狀態(tài)，降低串珠繩的斷繩概率，延長串珠繩的使用壽命。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本索鋸切割控制系統(tǒng)包括安裝在電控柜中的PLC控制器、切割變頻器和行走變頻器；
[0006]所述PLC控制器通過連接行走變頻器和切割變頻器分別控制行走電機(jī)和切割電機(jī)；
[0007]所述行走電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號通過連接第一轉(zhuǎn)速傳感器反饋至行走變頻器；
[0008]所述切割電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號通過連接第二轉(zhuǎn)速傳感器反饋至切割變頻器。
[0009]進(jìn)一步，所述行走電機(jī)為減速電機(jī)。
[0010]進(jìn)一步，所述行走變頻器和切割變頻器采用恒轉(zhuǎn)矩控制，頻率輸出信號分別反饋至PLC控制器。
[0011]本發(fā)明還提供了一種包括所述索鋸切割控制系統(tǒng)的索鋸切割裝置。
[0012]進(jìn)一步，所述索鋸切割裝置中的切割電機(jī)連接主動輪，所述主動輪通過串珠繩帶動包括定位輪和導(dǎo)向輪構(gòu)成的輪系結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0013]進(jìn)一步，所述行走電機(jī)連接行走輪。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本索鋸切割控制系統(tǒng)及索鋸切割裝置采用PLC控制行走電機(jī)和切割電機(jī)，對索鋸切割機(jī)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的力矩和索鋸切割機(jī)走行機(jī)構(gòu)的速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了索鋸切割機(jī)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的力矩控制和索鋸切割機(jī)行走機(jī)構(gòu)的速度控制，使行走機(jī)構(gòu)根據(jù)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的切割快慢自動調(diào)節(jié)行走速度，實(shí)現(xiàn)了切割工作機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)的速度統(tǒng)一，始終保證了串珠繩處于最佳工作狀態(tài)，降低串珠繩的斷繩概率，延長了串珠繩的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖；
[0016]圖2為索鋸切割機(jī)的主視圖；
[0017]圖3為索鋸切割機(jī)的左視圖；
[0018]圖中，1、第一轉(zhuǎn)速傳感器，1-1、第二轉(zhuǎn)速傳感器，2、行走電機(jī)，3、電控柜，4、切割電機(jī)，5、定位輪，6、導(dǎo)向輪，7、串珠繩，8、主動輪，9、行走輪。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1和圖3所示，本索鋸切割控制系統(tǒng)包括索鋸切割機(jī)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的力矩控制和索鋸切割機(jī)走行機(jī)構(gòu)的速度控制。具體包括安裝在電控柜3中的PLC控制器、切割變頻器和行走變頻器；
[0021 ] 所述PLC控制器通過連接行走變頻器和切割變頻器分別控制行走電機(jī)2和切割電機(jī)4 ；
[0022]所述行走電機(jī)2的轉(zhuǎn)速信號通過連接第一轉(zhuǎn)速傳感器I反饋至行走變頻器；
[0023]所述切割電機(jī)4的轉(zhuǎn)速信號通過連接第二轉(zhuǎn)速傳感器1-1反饋至切割變頻器。
[0024]PLC控制器通過切割變頻器和行走變頻器分別控制切割電機(jī)4和行走電機(jī)2。當(dāng)操作人員通過操作面板發(fā)出啟動命令及切割變頻器的頻率設(shè)定信號，PLC控制器根據(jù)收到的控制指令啟動切割變頻器和行走變頻器，從而啟動切割電機(jī)4和行走電機(jī)2。
[0025]第一轉(zhuǎn)速傳感器I和第二轉(zhuǎn)速傳感器1-1將檢測到的行走電機(jī)2和切割電機(jī)4的速度信號分別反饋至行走變頻器和切割變頻器，利用變頻器內(nèi)部的PID閉環(huán)控制減小速度誤差，確保整車行走速度和切割速度的協(xié)調(diào)性，使串珠繩7與切割面始終處于最佳貼合狀態(tài)，避免串珠繩7過緊或與切割面不貼合的狀況出現(xiàn)，保證切割速度，減少斷繩率。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，按下緊急停止按鈕可使索鋸切割裝置完全停止，避免事故的發(fā)生。
[0026]進(jìn)一步，所述行走電機(jī)2為減速電機(jī)。保證了切割裝置的行走速度，確保了整車行走速度和切割速度的協(xié)調(diào)性。
[0027]進(jìn)一步，所述行走變頻器和切割變頻器采用恒轉(zhuǎn)矩控制，頻率輸出信號分別反饋至PLC控制器。PLC控制器根據(jù)行走電機(jī)2和切割電機(jī)4的速度特性計算出行走變頻器的給定頻率，行走變頻器控制行走電機(jī)在PLC給定頻率下運(yùn)行，使行走電機(jī)2拖動整車的行走速度與切割裝置的切割速度相匹配。
[0028]如圖2和圖3所示，本發(fā)明還提供了一種包括所述索鋸切割控制系統(tǒng)的索鋸切割
>J-U ρ?α裝直。
[0029]進(jìn)一步，所述索鋸切割裝置中的切割電機(jī)4連接主動輪8，所述主動輪8通過串珠繩7帶動包括定位輪5和導(dǎo)向輪6構(gòu)成的輪系結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。切割電機(jī)4帶動主動輪8旋轉(zhuǎn)，主動輪8通過串珠繩7使整個輪系結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，帶有一定張拉力的串珠繩7持續(xù)水平運(yùn)動研磨切割砂漿層；輪系結(jié)構(gòu)包括一個主動輪8、六個定位輪5和兩個導(dǎo)向輪6，整個輪系結(jié)構(gòu)保證串珠繩7在施工過程中的水平位置滿足施工現(xiàn)場的需要。
[0030]串珠繩7即金剛石繩鋸，是實(shí)現(xiàn)砂漿層切割的執(zhí)行元件，由鋼繩、金剛石串珠、鋼圈、隔套、固定圈和接頭六部分組成。工作時，將串珠繩7纏繞在輪系結(jié)構(gòu)上，串珠繩7的兩端用接頭連接構(gòu)成封閉環(huán)狀，輪系結(jié)構(gòu)和串珠繩7在主動輪8的帶動下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)切割動作，定位輪5調(diào)整串珠繩7的纏繞方向以滿足現(xiàn)場切割形式的要求，導(dǎo)向輪6確保切割的有效切割速度。
[0031 ] 進(jìn)一步，所述行走電機(jī)2連接行走輪9，帶動行走輪9的運(yùn)轉(zhuǎn)，使整個索鋸切割裝置前進(jìn)或后退。
[0032]本發(fā)明的工作過程是:施工現(xiàn)場準(zhǔn)備就緒，操作人員在操作面板上啟動行走電機(jī)2和切割電機(jī)4，并根據(jù)切割體硬度用電位計設(shè)定切割變頻器的輸入頻率，PLC控制器根據(jù)收到的控制指令啟動行走電機(jī)2和切割電機(jī)4，切割電機(jī)4運(yùn)行在設(shè)定頻率下，切割電機(jī)4帶動主動輪8旋轉(zhuǎn)，主動輪8通過串珠繩7使整個輪系結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，帶有一定張拉力的串珠繩7持續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)研磨切割砂漿層。
[0033]切割變頻器采用恒轉(zhuǎn)矩控制方式，切割變頻器的運(yùn)行頻率信號反饋至PLC控制器，PLC控制器根據(jù)切割變頻器的運(yùn)行頻率信號以及切割電機(jī)4、行走電機(jī)2的速度特性計算出行走電機(jī)2的運(yùn)行頻率，行走電機(jī)2在PLC控制器輸出頻率下運(yùn)行，行走電機(jī)2帶動索鋸切割裝置的行走輪9，使整個索鋸切割裝置行走，保證行走電機(jī)2帶動索鋸切割裝置的行走速度與切割電機(jī)4的切割速度相匹配。
[0034]調(diào)節(jié)切割變頻器的設(shè)定頻率后，PLC控制器自動重新計算控制行走電機(jī)的運(yùn)行頻率，始終保證切割速度和行走速度的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。行走電機(jī)2和切割電機(jī)4均可正反向運(yùn)轉(zhuǎn)，可根據(jù)施工需要啟用。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，按下緊急停止按鈕可使索鋸切割裝置完全停止，避免事故擴(kuò)大，確保人身安全。
[0035]綜上所述，本索鋸切割控制系統(tǒng)及索鋸切割裝置實(shí)現(xiàn)了索鋸切割機(jī)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的力矩控制和索鋸切割機(jī)行走機(jī)構(gòu)的速度控制，使行走機(jī)構(gòu)根據(jù)繩鋸工作機(jī)構(gòu)的切割快慢自動調(diào)節(jié)行走速度，實(shí)現(xiàn)了切割工作機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)的速度統(tǒng)一，始終保證了串珠繩處于最佳工作狀態(tài)，降低串珠繩的斷繩概率，延長了串珠繩的使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種索鋸切割控制系統(tǒng)，其特征在于， 包括安裝在電控柜(3)中的PLC控制器、切割變頻器和行走變頻器； 所述PLC控制器通過連接行走變頻器和切割變頻器分別控制行走電機(jī)(2)和切割電機(jī)⑷; 所述行走電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)速信號通過連接第一轉(zhuǎn)速傳感器(I)反饋至行走變頻器； 所述切割電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)速信號通過連接第二轉(zhuǎn)速傳感器(1-1)反饋至切割變頻器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種索鋸切割控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述行走電機(jī)⑵為減速電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種索鋸切割控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述行走變頻器和切割變頻器采用恒轉(zhuǎn)矩控制，頻率輸出信號分別反饋至PLC控制器。
4.一種索鋸切割裝置，其特征在于， 包括權(quán)利要求1至3任意一項所述的一種索鋸切割控制系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種索鋸切割裝置，其特征在于， 所述切割電機(jī)⑷連接主動輪(8)，所述主動輪⑶通過串珠繩(7)帶動包括定位輪(5)和導(dǎo)向輪(6)構(gòu)成的輪系結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種索鋸切割裝置，其特征在于， 所述行走電機(jī)(2)連接行走輪(9)。
【文檔編號】E01B31/00GK104233910SQ201410529035
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】牟春燕, 潘加佳, 牛勇, 謝蛟, 劉海東 申請人:徐州徐工鐵路裝備有限公司