專利名稱：：一種用于crtsⅱ型軌道板制板的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及CRTSII型軌道板制板領(lǐng)域，具體為一種用于CRTSII型軌道板制板的檢測方法。
背景技術(shù)：
：我國自從修建京津城際無砟高速鐵路以來，在全國大范圍開始修建無砟高速鐵路，我國“十一五”規(guī)劃將修建成“三縱三橫”的高速鐵路網(wǎng)，“十一五”鐵路擬建設(shè)新線17000公里，其中客運專線7000公里；既有線增建二線8000公里，既有線電氣化改造15000公里。2010年全國鐵路營業(yè)里程達到9萬公里以上，復(fù)線和電氣化比例分別達到45%以上?；偼顿Y12500億元，是“十五”建設(shè)投資規(guī)模的近4倍。尤其是CRTSII型軌道板無砟軌道系統(tǒng)在京滬高速鐵路中的采用，促進了我國高速鐵路施工技術(shù)的大發(fā)展。大規(guī)模高速鐵路建設(shè)成敗關(guān)鍵在質(zhì)量。其中對于板式無砟軌道，尤為重要的是CRTSII型軌道板的質(zhì)量，制板過程中經(jīng)常出現(xiàn)廢板或毛坯板打磨量過大，縮短打磨機的壽命以致工期縮短等狀況。公知，鋼軌的姿態(tài)和平順性以及鋼軌通訊才能保證火車的高速運行，CRTSII型軌道板左、右承軌臺面的姿態(tài)能充分保證放置鋼軌的姿態(tài)；左、右承軌臺面的平面度能完全體現(xiàn)鋼軌的平順性；鋼軌通訊主要是板的絕緣來保證。由此可看出，CRTSII型軌道板質(zhì)量的重要性，通常在造板過程中都需要通過檢測系統(tǒng)對模具、毛坯板、成品板等進行檢測，以符合要求，從而保證鋼軌的姿態(tài)和平順性。目前國外的檢測系統(tǒng)主要采用電子全站儀和游標(biāo)卡尺量具法及檢測標(biāo)架進行尺寸檢測，全站儀測量的數(shù)據(jù)必須進行后處理計算出結(jié)果，而且更重要的是未能達到生產(chǎn)期間檢測的實時性，不能充分反映承軌臺的平順性，不能計算整板左、右承軌臺的整體姿態(tài)以及承軌臺面的平順性和整板承軌臺面的翹曲度。目前國內(nèi)已有完全仿照國外的測量方法進行檢測，其檢測方法和國外相同，得出的數(shù)據(jù)結(jié)果也相同，都不能反應(yīng)每列承軌臺的平順性，只能反應(yīng)每個承軌臺縱橫方向的偏差。很顯然，現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)是無法對CRTSII型軌道板進行全方位精確測量的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有用于CRTS11型軌道板在制板過程中的檢測系統(tǒng)僅能檢測單對承軌臺的大鉗口、小鉗口、承軌臺拱高及承軌臺的坡度值，而且未能達到生產(chǎn)期間檢測的實時性和不能充分反映整體承軌臺面的問題，提供一種用于CRTSII型軌道板制板的檢測方法。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種用于CRTSII型軌道板制板的檢測方法，包括以下步驟(1)利用TK1、TK2、KUSl角度磁鐵塊工裝進行張拉力橫梁高度和平面調(diào)整測量以及油缸的調(diào)整測量檢測方法為采用KUSl配合TK1/TK2分別放置在距張拉力橫梁中心3m處的兩側(cè)，采用全站儀進行對邊測量，根據(jù)測量結(jié)果，調(diào)整兩張拉力橫梁構(gòu)成的形狀為矩形；采用KUSl配合TK2放置在油缸的中心線上，根據(jù)測量結(jié)果，調(diào)整油缸與張拉力橫梁的垂直度；(2)利用托盤模具精調(diào)工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板模具精調(diào)所述的托盤模具精調(diào)工裝結(jié)構(gòu)為包括定位平臺以及垂直固定于定位平臺中心下方的預(yù)埋套孔插入桿，定位平臺上方中心開有花瓣形球棱鏡放置槽，花瓣形球棱鏡放置槽內(nèi)圈形成三個支撐點位；檢測方法為A.將組裝好的CRTSII型軌道板模具放入預(yù)制池中，使得每塊模具與兩端張拉橫梁的中心線垂直；B.對CRTSII型軌道板模具進行高度精確調(diào)整，采用電子水準(zhǔn)儀對CRTSII型軌道板模具兩端邊緣進行測量，使其在同一水平面上，限差要求在0.3mm以內(nèi)；C.對CRTSII型軌道板模具進行平面精確調(diào)整，在CRTSII型軌道板模具兩端的承軌臺預(yù)埋套孔M1、M2、M3、M4上擺放托盤模具精調(diào)工裝和精密角凹形球棱鏡，通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測兩端預(yù)埋套孔上的精密角凹形球棱鏡進行三維坐標(biāo)測量，根據(jù)得到的坐標(biāo)值計算出CRTSII型軌道板模具左、右、前、后的調(diào)整量；(3)利用弓形模具檢測工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板模具檢測所述的弓形模具檢測工裝結(jié)構(gòu)為包括與承軌臺臺面接觸的水平檢測平臺以及與承軌臺擋肩面接觸的傾斜檢測平臺，水平檢測平臺上方開有花瓣形球棱鏡放置槽，花瓣形球棱鏡放置槽內(nèi)圈形成三個支撐點位，下方固定有第一定位塊和第二定位塊，傾斜檢測平臺內(nèi)側(cè)固定有第三定位塊，第一定位塊的最低點與花瓣形球棱鏡放置槽內(nèi)的球棱鏡中心之間的高度a為114.3mm，花瓣形球棱鏡放置槽內(nèi)的球棱鏡中心與第三定位塊最低點之間的水平距離b為79.1mm，第二定位塊最低點與第三定位塊最低點之間的垂直距離c為28mm；檢測方法為A.坐標(biāo)系統(tǒng)建立通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測CRTSII型軌道板模具左承軌臺的第一個預(yù)埋件點1和右承軌臺模具的第一個預(yù)埋件點2的S、H、V，其中S為斜距、H為水平角，V為天頂距；將第一個預(yù)埋件點1定為坐標(biāo)原點(0，0，0)，將點1和點2之間連線在水平方向的投影作為X軸，根據(jù)右手螺旋法則定出Y軸，豎直方向為Z軸；B.預(yù)埋件直線度檢測通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個預(yù)埋件套筒上的精密角凹形球棱鏡，測得左1、左2、右1、右2預(yù)埋件線上每個預(yù)埋件的點位坐標(biāo)值，根據(jù)等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的點向式方程分別計算出左1、左2、右1、右2預(yù)埋件的直線度，點向式方程如下x~xo_y~yp_z~zoπι~η~ρ式中m、n、p為直線方向向量；C.承軌臺檢測將弓形模具檢測工裝放置在CRTSII型軌道板模具每個承軌臺的擋肩面與承軌臺臺面上，配合精密角凹形球棱鏡，通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個承軌臺擋肩面和承軌臺面的特征點位的三維坐標(biāo)，然后a.根據(jù)等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的兩點空間距離計算公式計算出內(nèi)、外部尺寸，公式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式中S表示距離；XI，Yl,Zl表示第一點測量的坐標(biāo)；X2，Y2，Z2表示第二點測量的坐標(biāo)；b.根據(jù)以下公式計算軌底坡，1/(|Z2-Z11/S)=X(X取整)式中Zl:第一點的Z坐標(biāo)；Z2第二點的Z坐標(biāo)；S兩點之間的平距；c.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的平面方程計算模具承軌臺面的平順性及模具承軌臺的翹曲度，A(X-Xq)+B(y-yQ)+C(Z-Ztl)=0，式中:A、B、C代表i面法線向量η的坐標(biāo)；d.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的兩平面的夾角方程計算模具左、右承軌臺面的夾角，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式中Ai、Bi、Ci代表i面法線向量η的坐標(biāo)；e.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的點向式方程計算鉗口直線度、鉗口中線直線<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式中m、n、p為直線方向向量；(4)利用平臺式軌道板檢測工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板檢測，所述軌道板包括成品板和毛坯板所述的平臺式軌道板檢測工裝結(jié)構(gòu)為包括檢測定位平臺以及安裝在檢測定位平臺四周的三個定位螺栓，檢測定位平臺中心開有花瓣形球棱鏡放置槽，花瓣形球棱鏡放置槽內(nèi)圈形成三個支撐點位，花瓣形球棱鏡放置槽中心與檢測定位平臺最側(cè)端點位的水平距離d為109.84mm,檢測定位平臺最側(cè)端點位與定位螺栓最下端點位之間垂直高度e為28mm；檢測方法為A.坐標(biāo)系統(tǒng)建立通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測CRTSII型軌道板左承軌臺的第一個預(yù)埋套管點1和右承軌臺的第一個預(yù)埋套管點2的S、H、V，其中S為斜距、H為水平角，V為天頂距；將第一個預(yù)埋套管點1定為坐標(biāo)原點(0，0，0)，將點1和點2之間連線在水平方向的投影作為X軸，根據(jù)右手螺旋法則定出Y軸，豎直方向為Z軸；B.套管直線度檢測通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個套管上的精密角凹形球棱鏡，測得左1、左2、右1、右2套管線上每個套管的點位坐標(biāo)值，根據(jù)步驟(3)中預(yù)埋件直線度計算公式分別計算出左1、左2、右1、右2套管的直線度；C.承軌臺檢測將平臺式軌道板檢測工裝放置在CRTSII型軌道板每個承軌臺的擋肩面與承軌臺臺面上，配合精密角凹形球棱鏡，通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個承軌臺擋肩面和承軌臺面的特征點位的三維坐標(biāo)，根據(jù)步驟(3)中的相應(yīng)公式分別計算出軌道板內(nèi)、外部尺寸、軌底坡、毛坯板打磨量或成品板平順性、鉗口直線度、鉗口中線直線度、軌道板承軌臺的翹曲度。上述檢測方法中，所述TK1、TK2、KUSl角度磁鐵塊工裝以及精密角凹形球棱鏡為現(xiàn)有公知產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)和測量原理是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的，至少可從索佳測繪儀器公司購得，所述全站儀至少可為索佳測繪儀器公司生產(chǎn)的NET05電子全站儀，工業(yè)級的手薄是和全站儀配套使用的產(chǎn)品，也可由該公司購買，本發(fā)明采用智能型電子全站儀和工業(yè)級的手薄，數(shù)據(jù)采集可以通過手薄藍(lán)牙無線控制全站儀進行自動測量，數(shù)據(jù)和計算結(jié)果可以實時顯示在手薄上，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時檢測；所述毛坯板從模具中生產(chǎn)出來的軌道板叫毛坯板，成品板毛坯板經(jīng)過磨床打磨后的軌道板叫成品板，對于毛坯板，每列承軌臺的平面度叫做打磨量，對于成品板，每列承軌臺的平面度叫承軌臺的平順性；所述的花瓣形球棱鏡放置槽采用三點支撐，精密角凹形球棱鏡不論在工裝上左偏、右偏、上偏、下偏等任意旋轉(zhuǎn)，球心位置不會變化，也就是儀器測量的位置不會發(fā)生變化，偏差可以放小至0.01mm，確保精度的可靠性，而傳統(tǒng)采用圓支撐球棱鏡，球任意旋轉(zhuǎn)的時候有很大的偏差，偏差在0.7mm左右。本發(fā)明所述平面度的定義為參與計算的點至平面的最大值和最小值之間的差。本發(fā)明所述的檢測方法按照精密安裝張拉橫梁和油缸、精密安裝模具、模具檢測、毛坯板檢測、成品板檢測等五個步驟，采用索佳高端NET05電子全站儀建立空間三維坐標(biāo)系統(tǒng)，結(jié)合檢測工裝對各個目標(biāo)點進行高精度三維坐標(biāo)測量，采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的空間解析幾何、最小二乘等數(shù)學(xué)計算方法，全站儀測量的坐標(biāo)根據(jù)模具或板的特征，進行三維空間點、線、面之間的計算，對整板進行數(shù)據(jù)分析，達到CRTSII板制板過程中實時檢測的目的，所測得的預(yù)埋件直線度、套管直線度和軌底坡可以確保鋼軌軌距和姿態(tài)，左、右承軌臺面的平面度和面夾角可以反應(yīng)毛坯板的打磨量、成品板的平順性并保證鋼軌的放置姿態(tài)，內(nèi)外部尺寸保證鋼軌的軌距和扣件的放入，所有左、右承軌臺面中心點的平面度充分顯示模具或板的翹曲度。該檢測方法從板場起始到尾施工、預(yù)制、打磨的過程中都能提供相應(yīng)的測量保障，在檢測期間能及時發(fā)現(xiàn)問題，提高了板場的生產(chǎn)效率和節(jié)省了很大的打磨費用，為我國建設(shè)CRTSII型板制板場提供了相應(yīng)的測量技術(shù)保障，該系統(tǒng)使用簡單、實時進行數(shù)據(jù)分析保證了制板場軌道板的生產(chǎn)質(zhì)量，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下直接降低了毛坯板的打磨量，間接的提高了打磨速度和延長了打磨機的壽命，為工期目標(biāo)的實現(xiàn)提供有力保障。并且通過實踐證明，該檢測方法在CRTSII型板制造過程中采用工業(yè)測量的技術(shù)手段是可行的，能滿足及時性和精度的要求。圖1為本發(fā)明所述TKl角度磁鐵塊工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述TK2角度磁鐵塊工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述KUSl角度磁鐵塊工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所述托盤模具精調(diào)工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的俯視6為本發(fā)明所述弓形模具檢測工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明所述平臺式軌道板檢測工裝的結(jié)構(gòu)示意圖8為圖7的側(cè)視9為張拉力橫梁和油缸的調(diào)整測量示意圖；圖10為CRTSII型軌道板模具精調(diào)時的測量示意圖；圖11為CRTSII型軌道板模具檢測時的坐標(biāo)系建立示意圖；圖12為CRTSII型軌道板模具預(yù)埋件檢測時的測量示意圖；圖13為CRTSII型軌道板(成品板或毛坯板)檢測時的坐標(biāo)系建立示意圖；圖14為CRTSII型軌道板(成品板或毛坯板)預(yù)埋套管檢測時的測量示意圖；圖15為本發(fā)明所述方法應(yīng)用到某一具體測量時的軌底坡和預(yù)埋件直線度結(jié)果示意圖；圖16為本發(fā)明所述方法應(yīng)用到某一具體測量時的內(nèi)、外部尺寸和鉗口直線度結(jié)果示意圖；圖17為本發(fā)明所述方法應(yīng)用到某一具體測量時的承軌臺平面度結(jié)果示意圖；圖18為本發(fā)明所述方法應(yīng)用到某一具體測量時的翹曲度結(jié)果示意圖；圖中1_定位平臺；2-預(yù)埋套孔插入桿；3-花瓣形球棱鏡放置槽；4-支撐點位；5-水平檢測平臺；6-傾斜檢測平臺；7-第一定位塊；8-第二定位塊；9-第三定位塊；10-檢測定位平臺；U-定位螺栓。具體實施例方式一種用于CRTSII型軌道板制板的檢測方法，包括以下步驟(1)利用TK1、TK2、KUSl角度磁鐵塊工裝進行張拉力橫梁高度和平面調(diào)整測量以及油缸的調(diào)整測量張拉力橫梁和油缸安裝是建廠過程中的首個難點，根據(jù)《京滬高速鐵路CRTSII型軌道板制造工序質(zhì)量控制手冊》中要求張拉過程同端千斤頂位移差不大于2mm，兩端千斤頂位移差不大于4mm。因一對張拉力橫梁形成大約長65m、寬7m的個大矩形，此矩形不能發(fā)生扭曲；油缸的前進方向必須與張拉力橫梁完全垂直，步進一致。本發(fā)明采用TK1、TK2、KUS1角度磁鐵塊工裝，如圖1、2、3所示，很容易放置在張拉橫梁和油缸的特征點位上，采用全站儀對特征點位進行高精度三維坐標(biāo)測量，如圖9所示，根據(jù)測得的坐標(biāo)值并運用數(shù)學(xué)理論計算即可計算出張拉力橫梁和油缸的調(diào)整量，具體測量步驟如下張拉力橫梁調(diào)整步驟A、高度調(diào)整采用0.3mm/km的高精度電子水準(zhǔn)儀首先對Al、A2、Bi、B2進行高程測量，選取最高點作為已知點高程，其他三點的高程通過在張拉力橫梁下墊鋼板調(diào)整高程至已知點高程；B、平面調(diào)整a)平面調(diào)整采用索佳高精度0.5"全站儀(測角0.5〃，測距0.5mm+lppm)架設(shè)在中軸線上，嚴(yán)格進行整平對中，后視棱鏡方位角設(shè)為0°00'00"；b)將KUSl配合TK1/TK2工裝設(shè)在Zl-1、Zl-2、Zl-3、Z2-1、Z2-2、Z2-3；c)通過儀器測量Z1-2、Z2_2點，將其位置調(diào)整至與中軸線重合；d)通過手薄控制全站儀雙盤位測量Zl-1、Z1-3兩個點，手薄計算出調(diào)整量，調(diào)整張拉力橫梁使橫梁的調(diào)整量小于0.5mm；e)測量Z2-1、Z2_3兩個點，計算出調(diào)整量，調(diào)整張拉力橫梁使橫梁的調(diào)整量小于0.5mm；f)通過對邊測量，測量出Z1-1、Z2_3的距離，Z1_3、Z2_1的距離，兩個距離之差小于Imm0油缸測量調(diào)整步驟從每個油缸中線上選取兩個點，將兩套KUSl配合TK2工裝設(shè)在調(diào)整油缸中心線的兩頭，計算出油缸的調(diào)整量，因為油缸張拉的時候要求在2mm以內(nèi)，所以油缸的調(diào)整量要求在Imm以內(nèi)為合格。油缸的設(shè)計步長范圍為20cm，張拉時油缸處于0位，測量其張拉橫梁的位置，要求中心不能超過1mm，油缸張拉橫梁至10cm，測其張拉橫梁的位置，要求中心在Imm之內(nèi)，再次調(diào)整油缸張拉橫梁至20cm處，再次測量張拉橫梁的位置，要求限差在Imm以內(nèi)，如果都符合要求，張拉橫梁調(diào)整完畢，可以使用焊接緊固。(2)利用托盤模具精調(diào)工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板模具精調(diào)如圖4、5所示，所述的托盤模具精調(diào)工裝結(jié)構(gòu)為包括定位平臺1以及垂直固定于定位平臺1中心下方的預(yù)埋套孔插入桿2，定位平臺1上方中心開有花瓣形球棱鏡放置槽3，花瓣形球棱鏡放置槽內(nèi)圈形成三個支撐點位4；該工裝是根據(jù)模具特點和承軌臺特點設(shè)計的；檢測方法為A.將組裝好的CRTSII型軌道板模具放入預(yù)制池中，使得每塊模具與兩端張拉橫梁的中心線垂直；B.對CRTSII型軌道板模具進行高度精確調(diào)整，采用0.3mm/km的高精度電子水準(zhǔn)儀對CRTSII型軌道板模具兩端邊緣進行測量，使其在同一水平面上，限差要求在0.3mm以內(nèi)；C.平面調(diào)整，如圖10所示a)采用索佳高精度0.5"全站儀(測角0.5"，測距0.5mm+lppm)架設(shè)在中軸線上，嚴(yán)格整平對中，后視棱鏡方位角設(shè)為0°00'00"；b)將專用的精密角凹形球棱鏡和托盤模具精調(diào)工裝放置在承軌臺預(yù)埋套孔上(M1、M2、M3、M4)；c)通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀測量出Ml、M2的數(shù)據(jù)，采用儀器盤左、右結(jié)合平均計算坐標(biāo)，然后坐標(biāo)進行加減平均計算出模具的調(diào)整量；根據(jù)調(diào)整量工人可以通過千斤頂和鋼尺對模具進行精密調(diào)節(jié)；d)縱向調(diào)整可以通過鋼尺量取兩個模具上板的縫隙控制在5mm以內(nèi)，方便分絲隔板放入即可；e)調(diào)整完畢以后，再通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀測量M3、M4的數(shù)據(jù)，計算調(diào)整量，用以檢核上次的調(diào)整量，調(diào)整量要求小于在1mm。(3)利用弓形模具檢測工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板模具檢測模具的質(zhì)量好壞直接影響毛坯板的生產(chǎn)質(zhì)量，所以對模具的檢測尤其重要，根據(jù)模具特點設(shè)計了托盤模具精調(diào)工裝和弓形模具檢測工裝，采用這兩個工裝結(jié)合角凹形球棱鏡對特征點位進行三維坐標(biāo)測量，根據(jù)測得的坐標(biāo)值并運用數(shù)學(xué)理論計算得到預(yù)埋件的直線度、模具的內(nèi)外部尺寸、軌底坡、模具承軌臺臺面的平順性、鉗口直線度、鉗口中線直線度、軌道板的翹曲度，根據(jù)這些數(shù)據(jù)即可分析出模具質(zhì)量是否可靠。具體測量步驟如下如圖6所示，所述的弓形模具檢測工裝結(jié)構(gòu)為，包括與承軌臺臺面接觸的水平檢測平臺5以及與承軌臺擋肩面接觸的傾斜檢測平臺6，水平檢測平臺5上方開有花瓣形球棱鏡放置槽3，花瓣形球棱鏡放置槽3內(nèi)圈形成三個支撐點位4，下方固定有第一定位塊7和第二定位塊8，傾斜檢測平臺6內(nèi)側(cè)固定有第三定位塊9，第一定位塊7的最低點與花瓣形球棱鏡放置槽3內(nèi)的球棱鏡中心之間的高度a為114.3mm，花瓣形球棱鏡放置槽3內(nèi)的球棱鏡中心與第三定位塊9最低點之間的水平距離b為79.1mm，第二定位塊8最低點與第三定位塊9最低點之間的垂直距離c為28mm；該工裝是根據(jù)模具承軌臺特點及其特征點位設(shè)計的；檢測方法為A.坐標(biāo)系統(tǒng)建立，如圖11所示通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測CRTSII型軌道板模具左承軌臺的第一個預(yù)埋件點1和右承軌臺模具的第一個預(yù)埋件點2的S、H、V，其中S為斜距、H為水平角，V為天頂距；將第一個預(yù)埋件點1定為坐標(biāo)原點(0，0，0)，將點1和點2之間連線在水平方向的投影作為X軸，根據(jù)右手螺旋法則定出Y軸，豎直方向為Z軸；B.預(yù)埋件直線度檢測通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個預(yù)埋件套筒工裝上的精密角凹形球棱鏡，測得左1、左2、右1、右2預(yù)埋件線上每個預(yù)埋件的點位坐標(biāo)值，根據(jù)等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的點向式方程分別計算出左1、左2、右1、右2預(yù)埋件的直線度，如圖12所示；C.承軌臺檢測將弓形模具檢測工裝放置在CRTSII型軌道板模具每個承軌臺的擋肩面與承軌臺臺面上，配合精密角凹形球棱鏡，通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個承軌臺擋肩面和承軌臺面的特征點位的三維坐標(biāo)，然后a.根據(jù)等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的兩點空間距離計算公式計算出內(nèi)、外部尺寸，公式如下J-J(χ!-χ2)Λ2+(yl-y2)A2+(zl-ζ2)Λ2S=、式中S表示距離；XI，Yl,Zl表示第一點測量的坐標(biāo)；X2，Y2，Z2表示第二點測量的坐標(biāo)；b.根據(jù)以下公式計算軌底坡，1/(|22-21|/幻=X(X取整)式中Zl第一點的Z坐標(biāo)；Z2第二點的Z坐標(biāo)；S兩點之間的平距；c.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的平面方程計算模具承軌臺面的平順性及模具的翹曲度，A(X-X。)+B(y-y。)+C(z-z。)=0，式中A、B、C代表i面法線向量η的坐標(biāo)；d.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的兩平面的夾角方程計算模具左、右承軌臺面的夾角，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>式中Ai、Bi、Ci代表i面法線向量η的坐標(biāo)；e.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的點向式方程計算鉗口直線度、鉗口中線直線度。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>式中m、n、p為直線方向向量；通過以上檢測，可以顯示每個承軌臺的坡比合格率和預(yù)埋件的直線度，顯示承軌臺小鉗口(內(nèi)部尺寸)、大鉗口(外部尺寸)、鉗口直線度、鉗口中線直線度，確保軌距和模具的形狀。通過查看這些直線度和直線擬合的偏差，很容易得知模具的質(zhì)量。同時通過左、右承軌臺模具的平面度和返回面法線方向的偏差可以反應(yīng)模具承軌臺的偏差，根據(jù)法向方向的偏差可以調(diào)節(jié)模具，左、右兩個承軌臺大面的夾角可以確保將來在軌道板上放置鋼軌的姿態(tài)。(4)利用平臺式軌道板檢測工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板檢測，所述軌道板包括成品板和毛坯板如圖7、8所示，所述的平臺式軌道板檢測工裝結(jié)構(gòu)為包括檢測定位平臺10以及安裝在檢測定位平臺四周的三個定位螺栓11，檢測定位平臺10中心開有花瓣形球棱鏡放置槽3，花瓣形球棱鏡放置槽3內(nèi)圈形成三個支撐點位4，花瓣形球棱鏡放置槽3中心與檢測定位平臺10最側(cè)端點位的水平距離d為109.84mm，檢測定位平臺10最側(cè)端點位與定位螺栓11最下端點位之間垂直高度e為28mm；該工裝是根據(jù)軌道板承軌臺特點和特征點位設(shè)計的；毛坯板檢測方法為A.如圖13所示，坐標(biāo)系統(tǒng)建立通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測CRTSII型軌道板左承軌臺的第一個預(yù)埋套管點1和右承軌臺的第一個預(yù)埋套管點2的S、H、V，其中S為斜距、H為水平角，V為天頂距；將第一個預(yù)埋套管點1定為坐標(biāo)原點(0，0，0)，將點1和點2之間連線在水平方向的投影作為X軸，根據(jù)右手螺旋法則定出Y軸，豎直方向為Z軸；B.套管直線度檢測通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個套管上的精密角凹形球棱鏡，測得左1、左2、右1、右2套管線上每個套管的點位坐標(biāo)值，根據(jù)步驟(3)中預(yù)埋件直線度計算公式分別計算出左1、左2、右1、右2套管的直線度，如圖14所示，C.承軌臺檢測將平臺式軌道板檢測工裝放置在CRTSII型軌道板每個承軌臺的擋肩面與承軌臺臺面上，配合精密角凹形球棱鏡，通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個承軌臺擋肩面和承軌臺面的特征點位的三維坐標(biāo)，根據(jù)步驟(3)中的相應(yīng)公式分別計算出毛坯板內(nèi)、外部尺寸、軌底坡、毛坯板打磨量、鉗口直線度、鉗口中線直線度、毛坯板的翹曲度。通過以上檢測，可以顯示每個承軌臺的坡比合格率和預(yù)埋套管的直線度，顯示承軌臺小鉗口(內(nèi)部尺寸)、大鉗口(外部尺寸)、鉗口直線度、鉗口中線直線度，確保軌距和毛坯板的平順性。通過查看這些直線度和直線擬合的偏差，很容易得知毛坯板的質(zhì)量。同時通過左、右承軌臺模具的平面度和返回面法線方向的偏差可以反應(yīng)毛坯板承軌臺的偏差，直接可以查看其打磨量，左、右兩個承軌臺大面的夾角可以確保鋼軌的放置狀況。成品板檢測方法為在測量前首先要將成品板調(diào)放在測量平臺上，調(diào)整步驟和測量步驟同毛坯板的測量方法。通過檢測，可以顯示每個承軌臺的坡比合格率和預(yù)埋套管的直線度，顯示承軌臺小鉗口(內(nèi)部尺寸)、大鉗口(外部尺寸)、鉗口直線度、鉗口中線直線度，確保軌距和成品板的平順性。通過查看這些直線度和直線擬合的偏差，很容易得知成品板的質(zhì)量。同時通過左、右承軌臺模具的平面度和返回面法線方向的偏差可以反應(yīng)成品板承軌臺的平順性，左、右兩個承軌臺大面的夾角可以確保鋼軌的放置狀況。如圖15、16、17、18所示，應(yīng)用到某一具體測量時的軌底坡和套管直線度結(jié)果示意圖、內(nèi)、外部尺寸和鉗口直線度結(jié)果示意圖、承軌臺平面度結(jié)果示意圖、翹曲度結(jié)果示意圖。為了進一步證明本發(fā)明所述的檢測方法在制板過程中的可靠性，能滿足精度的要求，本發(fā)明還進行了以下測試實驗，即采用另一種最先進的測試系統(tǒng)與本發(fā)明所述的測試方法進行對比試驗一、最先進的測試系統(tǒng)概述工業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測量是通過在不同的位置和方向獲取同一物體的2幅以上的數(shù)字圖像，經(jīng)計算機圖像匹配等處理及相關(guān)數(shù)學(xué)計算后得到待測點精確的三維坐標(biāo)。美國GSI公司是一家專業(yè)生產(chǎn)攝影測量系統(tǒng)的廠家，成立于1977年，其創(chuàng)始人BROWN先生是國際上攝影測量界的著名專家，是很多現(xiàn)代攝影測量理論的創(chuàng)立者。GSI公司的V-STARS攝影測量系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到第三代，是目前世界上精度最高的攝影測量系統(tǒng)，坐標(biāo)測量精度可以達到12萬分之一，即10米的測量對象精度要優(yōu)于0.08mm，平面測量精度(相當(dāng)于Z坐標(biāo)測量精度)則要達到0.04mm。V-STARS系統(tǒng)的相機和軟件均為GSI公司設(shè)計和制造，體現(xiàn)了GSI公司在這個領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先性。該系統(tǒng)主要包括1臺以上專業(yè)測量型數(shù)碼相機、與測量相機配套的相繼保護罐、一臺筆記本電腦、一套基準(zhǔn)尺、一根定向工棒和一組定向反光標(biāo)志。該套測量系統(tǒng)已在國內(nèi)50m衛(wèi)星測控站天線上成功應(yīng)用、飛機、汽車組裝線上成功應(yīng)用。二、測試內(nèi)容2009年6月8日邀請解放軍測繪學(xué)院的黃桂平教授攜帶GSI公司的V-STARS攝影測量系統(tǒng)(整套系統(tǒng)需要240多萬人民幣)來到定遠(yuǎn)制板場，與本發(fā)明研發(fā)的檢測系統(tǒng)進行比測，測試內(nèi)容及結(jié)果如下1、模具檢測測試結(jié)果本發(fā)明檢測系統(tǒng)與近景攝影測量V-stars計算的結(jié)果比較如下<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>該表格中，小鉗口距離、大鉗口距離即為內(nèi)、外部尺寸，所述檢測系統(tǒng)即為本發(fā)明所述的檢測方法?？v觀以上的比測數(shù)據(jù)分析，采用兩種不同的工業(yè)檢測手段對同一模具檢測的內(nèi)容相符，檢測結(jié)果差值較小，從而認(rèn)為利用本發(fā)明所述的檢測方法檢測模具是合格的。2、毛坯板比測本發(fā)明檢測方法與V—StarS計算的結(jié)果比較如下<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>該表格中，小鉗口距離、大鉗口距離即為內(nèi)、外部尺寸，所述檢測系統(tǒng)即為本發(fā)明所述的檢測方法?？v觀以上的比測數(shù)據(jù)分析，采用兩種不同的工業(yè)檢測手段對同一毛坯板檢測的內(nèi)容相符，檢測結(jié)果差值較小，從而認(rèn)為利用本發(fā)明所述的檢測方法檢測毛坯板是合格的。3、標(biāo)準(zhǔn)板制作具體實施方法如下首先打磨床系統(tǒng)將毛坯板放置至打磨位置，通過攝影測量和本發(fā)明所述測量方法測量完成以后校正打磨床測量系統(tǒng)，經(jīng)過打磨床進行精密打磨完成后，選取最外表質(zhì)量比較好的一對承軌臺作為標(biāo)準(zhǔn)，采用攝影測量系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)板進行精密拍攝。本發(fā)明檢測方法與V-stars計算的結(jié)果比較如下承軌臺Vstar本發(fā)明差值Vstar本發(fā)明差值Vstar本發(fā)明L1375.696375.58-0.1161889.451889.6810.2311:39.751:39.8R1375.626375.46一0.1661:39.981:39.9三、總結(jié)通過對CRTSII型型軌道板檢測的研究，得到以下初步結(jié)論(1)對于CRTSII型軌道板制造過程中增加毛坯板的打磨量或廢板，采用傳統(tǒng)的方法很難滿足要求，建議采用工業(yè)測量的檢測手段進行質(zhì)量控制。(2)實踐證明本發(fā)明所述檢測方法在CRTSII型板制造過程中采用工業(yè)測量的技術(shù)手段是可行的，能滿足及時性和精度的要求。(3)在生產(chǎn)打磨過程中的結(jié)果表明毛坯板的打磨量在1.5mm以下，打磨機可以一次打磨到位，既節(jié)省了打磨時間又延長了打磨機的壽命。(4)采用兩種不同的工業(yè)檢測手段進行多次比對，增強了本發(fā)明檢測系統(tǒng)的可靠性。縱上所述，本發(fā)明檢測系統(tǒng)從板場起始到尾施工、預(yù)制、打磨的過程中都能提供相應(yīng)的測量保障，在檢測期間能及時發(fā)現(xiàn)問題，提高了板場的生產(chǎn)效率和節(jié)省了很大的打磨費用。為我國建設(shè)CRTSII型板制板場提供了相應(yīng)的測量技術(shù)保障。1權(quán)利要求一種用于CRTSII型軌道板制板的檢測方法，其特征是包括以下步驟(1)利用TK1、TK2、KUS1角度磁鐵塊工裝進行張拉力橫梁高度和平面調(diào)整測量以及油缸的調(diào)整測量檢測方法為采用KUS1配合TK1/TK2分別放置在距張拉力橫梁中心3m處的兩側(cè)，采用全站儀進行對邊測量，根據(jù)測量結(jié)果，調(diào)整兩張拉力橫梁構(gòu)成的形狀為矩形；采用KUS1配合TK2放置在油缸的中心線上，根據(jù)測量結(jié)果，調(diào)整油缸與張拉力橫梁的垂直度；(2)利用托盤模具精調(diào)工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板模具精調(diào)所述的托盤模具精調(diào)工裝結(jié)構(gòu)為包括定位平臺(1)以及垂直固定于定位平臺(1)中心下方的預(yù)埋套孔插入桿(2)，定位平臺(1)上方中心開有花瓣形球棱鏡放置槽(3)，花瓣形球棱鏡放置槽內(nèi)圈形成三個支撐點位(4)；檢測方法為A.將組裝好的CRTSII型軌道板模具放入預(yù)制池中，使得每塊模具與兩端張拉橫梁的中心線垂直；B.對CRTSII軌道板模具進行高度精確調(diào)整，采用電子水準(zhǔn)儀對CRTSII軌道板模具兩端邊緣進行測量，使其在同一水平面上，限差要求在0.3mm以內(nèi)；C.對CRTSII型軌道板模具進行平面精確調(diào)整，在CRTSII型軌道板模具兩端的承軌臺預(yù)埋套孔M1、M2、M3、M4上擺放托盤模具精調(diào)工裝和精密角凹形球棱鏡，通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測兩端預(yù)埋套孔上的精密角凹形球棱鏡進行三維坐標(biāo)測量，根據(jù)得到的坐標(biāo)值計算出CRTSII型軌道板模具左、右、前、后的調(diào)整量；(3)利用弓形模具檢測工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板模具檢測所述的弓形模具檢測工裝結(jié)構(gòu)為包括與承軌臺臺面接觸的水平檢測平臺(5)以及與承軌臺擋肩面接觸的傾斜檢測平臺(6)，水平檢測平臺(5)上方開有花瓣形球棱鏡放置槽(3)，花瓣形球棱鏡放置槽(3)內(nèi)圈形成三個支撐點位(4)，下方固定有第一定位塊(7)和第二定位塊(8)，傾斜檢測平臺(6)內(nèi)側(cè)固定有第三定位塊(9)，第一定位塊(7)的最低點與花瓣形球棱鏡放置槽(3)內(nèi)的球棱鏡中心之間的高度a為114.3mm，花瓣形球棱鏡放置槽(3)內(nèi)的球棱鏡中心與第三定位塊(9)最低點之間的水平距離b為79.1mm，第二定位塊(8)最低點與第三定位塊(9)最低點之間的垂直距離c為28mm；檢測方法為A.坐標(biāo)系統(tǒng)建立通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測CRTSII型軌道板模具左承軌臺的第一個預(yù)埋件點1和右承軌臺模具的第一個預(yù)埋件點2的S、H、V，其中S為斜距、H為水平角，V為天頂距；將第一個預(yù)埋件點1定為坐標(biāo)原點(0，0，0)，將點1和點2之間連線在水平方向的投影作為X軸，根據(jù)右手螺旋法則定出Y軸，豎直方向為Z軸；B.預(yù)埋件直線度檢測通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個預(yù)埋件套筒工裝上的精密角凹形球棱鏡，測得左1、左2、右1、右2預(yù)埋件線上每個預(yù)埋件的點位坐標(biāo)值，根據(jù)等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的點向式方程分別計算出左1、左2、右1、右2預(yù)埋件的直線度，點向式方程如下<mrow><mfrac><mrow><mi>x</mi><mo>-</mo><msub><mi>x</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mi>m</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>y</mi><mo>-</mo><msub><mi>y</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mi>n</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>z</mi><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mi>p</mi></mfrac></mrow>式中m、n、p為直線方向向量；C.承軌臺檢測將弓形模具檢測工裝放置在CRTSII型軌道板模具每個承軌臺的擋肩面與承軌臺臺面上，配合精密角凹形球棱鏡，通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個承軌臺擋肩面和承軌臺面的特征點位的三維坐標(biāo)，然后a.根據(jù)等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的兩點空間距離計算公式計算出內(nèi)、外部尺寸，公式如下<mrow><mi>S</mi><mo>=</mo><msqrt><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>x</mi><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>^</mo><mn>2</mn><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mi>y</mi><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>y</mi><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>^</mo><mn>2</mn><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mi>z</mi><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>z</mi><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow><mo>^</mo><mn>2</mn></msqrt></mrow>式中S表示距離；X1，Y1，Z1表示第一點測量的坐標(biāo)；X2，Y2，Z2表示第二點測量的坐標(biāo)；b.根據(jù)以下公式計算軌底坡，1/(Z2-Z1|/S)＝X(X取整)式中Z1第一點的Z坐標(biāo)；Z2第二點的Z坐標(biāo)；S兩點之間的平距；c.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的平面方程計算模具承軌臺面的平順性及模具的翹曲度，A(x-x0)+B(y-y0)+C(z-z0)＝0，式中A、B、C代表i面法線向量n的坐標(biāo)；d.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的兩平面的夾角方程計算模具左、右承軌臺面的夾角，式中Ai、Bi、Ci代表i面法線向量n的坐標(biāo)；e.根據(jù)高等數(shù)學(xué)空間解析幾何中的點向式方程計算鉗口直線度、鉗口中線直線度。<mrow><mfrac><mrow><mi>x</mi><mo>-</mo><msub><mi>x</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mi>m</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>y</mi><mo>-</mo><msub><mi>y</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mi>n</mi></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>z</mi><mo>-</mo><msub><mi>z</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mi>p</mi></mfrac><mo>,</mo></mrow>式中m、n、p為直線方向向量；(4)利用平臺式軌道板檢測工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行CRTSII型軌道板檢測，所述軌道板包括成品板和毛坯板所述的平臺式軌道板檢測工裝結(jié)構(gòu)為包括檢測定位平臺(10)以及安裝在檢測定位平臺四周的三個定位螺栓(11)，檢測定位平臺(10)中心開有花瓣形球棱鏡放置槽(3)，花瓣形球棱鏡放置槽(3)內(nèi)圈形成三個支撐點位(4)，花瓣形球棱鏡放置槽(3)中心與檢測定位平臺(10)最側(cè)端點位的水平距離d為109.84mm，檢測定位平臺(10)最側(cè)端點位與定位螺栓(11)最下端點位之間垂直高度e為28mm；檢測方法為A.坐標(biāo)系統(tǒng)建立通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測CRTSII型軌道板左承軌臺的第一個預(yù)埋套管點1和右承軌臺的第一個預(yù)埋套管點2的S、H、V，其中S為斜距、H為水平角，V為天頂距；將第一個預(yù)埋套管點1定為坐標(biāo)原點(0，0，0)，將點1和點2之間連線在水平方向的投影作為X軸，根據(jù)右手螺旋法則定出Y軸，豎直方向為Z軸；B.套管直線度檢測通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個套管上的精密角凹形球棱鏡，測得左1、左2、右1、右2套管線上每個套管的點位坐標(biāo)值，根據(jù)步驟(3)中預(yù)埋件直線度計算公式分別計算出左1、左2、右1、右2套管的直線度；C.承軌臺檢測將平臺式軌道板檢測工裝放置在CRTSII型軌道板每個承軌臺的擋肩面與承軌臺臺面上，配合精密角凹形球棱鏡，通過工業(yè)級的控制手薄無線控制全站儀雙面觀測每個承軌臺擋肩面和承軌臺面的特征點位的三維坐標(biāo)，根據(jù)步驟(3)中的相應(yīng)公式分別計算出軌道板內(nèi)、外部尺寸、軌底坡、毛坯板打磨量或成品板平順性、鉗口直線度、鉗口中線直線度、軌道板的翹曲度。全文摘要本發(fā)明涉及CRTSII型軌道板制板領(lǐng)域，具體為一種用于CRTSII型軌道板制板的檢測方法，解決現(xiàn)檢測系統(tǒng)未能達到檢測實時性、不能反映整體承軌臺面的問題，(1)利用TK1、TK2、KUS1角度磁鐵塊進行張拉力橫梁高度和平面調(diào)整測量以及油缸的調(diào)整測量；(2)利用托盤模具精調(diào)工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行模具精調(diào)；(3)利用弓形模具檢測工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行模具檢測；(4)利用平臺式軌道板檢測工裝，結(jié)合精密角凹形球棱鏡進行成品板和毛坯板檢測。該檢測方法從板場起始到尾施工、預(yù)制、打磨的過程中都能提供相應(yīng)的測量保障，提高了板場的生產(chǎn)效率和節(jié)省了很大的打磨費用，該系統(tǒng)使用簡單、可實時進行數(shù)據(jù)分析，能滿足及時性和精度的要求。文檔編號G01B21/24GK101819035SQ201010123878公開日2010年9月1日申請日期2010年2月11日優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日發(fā)明者劉軍華,卜飛,張體強,張志安,張瑞森,陳春華,黃軍申請人:中鐵十二局集團有限公司;中鐵十二局集團第三工程有限公司;索佳測繪儀器貿(mào)易(上海)有限公司;鄭州辰維科技有限公司