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摘要：鋼軌倒棱常用便攜式倒棱機具進行現場倒棱，存在作業精度不高，人工操作隨意，安全隱患大等風險。設計專用鋼軌倒棱機械臂，對鋼軌軌頭橫斷面進行自定位倒棱磨削加工，實現精確定量和微量控制的高精度磨削。鋼軌倒棱作業對鋼軌接頭的全壽命養護具有重要意義。

關鍵詞：鋼軌磨削；機械臂；全壽命養護

鋼軌打磨機械是用于對鋼軌打磨作業，以實現鋼軌保養、維護等的機械設備。傳統鋼軌打磨機械主要由機架、傳動系統、砂輪以及行走裝置等部件組成，能夠較好地實現對鋼軌頂面、側面等的打磨。但是，現有的鋼軌打磨機械普遍存在體積、重量大，運輸以及操作使用不便等諸多缺陷，致使對鋼軌軌頭端面倒棱磨削加工時，現場仍采用人工手握打磨機作業，打磨量依靠工人經驗控制，因鋼軌端面棱邊呈弧狀形，從而造成整個加工面尺寸誤差過大，磨削精度較低，對后道工序加工帶來不良影響，并且全過程勞動強度極大。因此，如何設計一款專用鋼軌端面倒棱磨削機，使其重量小，拆裝方便，易于保證鋼軌端面棱邊加工面的尺寸精度，有效降低工人加工難度及勞動強度，是本領域技術人員亟待解決的問題。

1機械結構設計

本設計鋼軌磨削機械臂由底座固定于鋼軌上，縱向進給機構聯接在底座上，橫向進給機構聯接在滑塊和絲母上，支臂聯接在滑塊與絲母上，打磨機固定在支臂上且打磨機磨具刀口與鋼軌端面縱向和橫向皆成45°角。這樣縱向進給機構通過絲母及滑塊帶動橫向進給機構作縱向（上下）進給運動，而橫向進給機構通過滑塊及絲母帶動支臂作橫向（前后）進給運動。從而實現打磨機同時進行縱向（上下）、橫向（前后）運動，形成弧線運動軌跡，達到對鋼軌端面棱邊磨削加工的穩定性，保證加工面尺寸精度。

2控制系統

該機械臂由支臂、夾頭、縱向進給機構和橫向進給機構，以及電氣控制系統組成。垂直運動和水平運動分別由步進電動機驅動來完成。控制系統設置有8個按鍵，用來操作機械臂的移動和切割：分別是+X向、-X向、+Y向、-Y向、快速、停止、復位、自動。由于導軌端面的外輪廓是由不同曲率半徑的曲線段組成的，所以機械臂的切削過程都是在微控器中程序的控制下完成的，以此來保證切削的軌跡能夠更加地符合導軌端面的實際輪廓。微控制器分別控制著X向和Y向兩個步進電動機，讓其同時運轉，通過內部的插補算法程序，控制兩個方向的電機分別以不同的速度運行，進而插補出圓弧曲線。

3試驗與結果

使用本設計鋼軌磨削機械臂進行現場試驗，在作業地點對60鋼軌實施倒棱作業。試切結果良好，如圖2所示，鋼軌倒棱尺寸精度高，表面粗糙度小，輪廓曲線與導軌弧面曲線重合度好。切削速度較高，自動切削有效減輕勞動強度，并有利于提高倒棱作業的標準化操作。

參考文獻

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作者:石亮 張愛濤 王世旭 郎珊珊