重軌腿尖厚的參數(shù)化公差判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及乳鋼領(lǐng)域，尤其涉及一種重軌掃描輪廓腿尖厚的參數(shù)化公差判定方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋼軌生產(chǎn)中，鋼軌斷面規(guī)格是其質(zhì)量的一個(gè)重要方面。自動(dòng)測(cè)量裝置，例如鋼軌 斷面輪廓測(cè)量?jī)x的使用使鋼軌斷面輪廓參數(shù)得到及時(shí)精確的測(cè)量，得到鋼軌面輪廓的一系 列坐標(biāo)，例如S1 (X1, Y1)、S2(x2, y3)、S3(x3, y3)、S4(x4, y4)......這些坐標(biāo)點(diǎn)形成參數(shù)化的鋼軌 斷面輪廓。
[0003] 現(xiàn)有的重軌腿尖厚計(jì)算方法是：在掃描斷面輪廓上找到距軌腿尖最外側(cè)標(biāo)準(zhǔn)距離 的特定點(diǎn)，例如對(duì)于60kg/m重軌，即就是在掃描斷面輪廓上選取距離軌腿尖最外側(cè)14mm的 點(diǎn)為特定點(diǎn)，再將該特定點(diǎn)到軌底直線的距離作為腿尖厚，最后與相應(yīng)規(guī)格重軌腿尖厚標(biāo) 準(zhǔn)值比較并做出公差判斷。
[0004] 在軌腿上表面不平、斜度不一致的情況下，通過現(xiàn)有方法計(jì)算軌腿尖厚誤差大，判 斷軌腿尖厚合格與否不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種重軌腿尖厚的參數(shù)化判定方法，解決現(xiàn)有 判定方法不準(zhǔn)確的問題。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：重軌腿尖厚的參數(shù)化判定方法，對(duì) 于重軌右腿尖厚的參數(shù)化判定方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟一：建立右腿區(qū)點(diǎn)集
[0008] 在重軌腿尖找出橫坐標(biāo)最大的點(diǎn)B (xB，yB)，再在軌腿上找出橫坐標(biāo)為（xB - b)的 A(xA，yA)，記軌底中心為C(xc，yc)，標(biāo)記沿重軌掃描斷面輪廓點(diǎn)從點(diǎn)A到點(diǎn)B再到點(diǎn)C的區(qū) 域?yàn)橛彝葏^(qū)點(diǎn)集；
[0009] 其中：b為重軌腿尖厚標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量尺寸；
[0010] 步驟二：對(duì)右腿區(qū)點(diǎn)集進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正
[0011] (1)確定旋轉(zhuǎn)校正角度
[0012] 在所述右腿區(qū)點(diǎn)集的軌底段取點(diǎn)D(xd，yD)，標(biāo)記IV (xD,，yD,)為點(diǎn)D(xd，yD)在 過點(diǎn)C的水平線上的投影點(diǎn)，標(biāo)記⑶與⑶'的夾角為α，且-90° < α <90°，當(dāng)⑶在 CN的逆時(shí)針方向時(shí)，α的符號(hào)取正，否則α取負(fù)號(hào)；
[0013] (2)確定旋轉(zhuǎn)校正方法
[0014] 當(dāng)α的符號(hào)為正時(shí)，將右腿區(qū)點(diǎn)集的所有點(diǎn)以點(diǎn)C(xc，yc)為基準(zhǔn)點(diǎn)，順時(shí)針方向 旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與α相等；
[0015] 否則，將右腿區(qū)點(diǎn)集的所有點(diǎn)以點(diǎn)C(xc，yc)為基準(zhǔn)點(diǎn)，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn) 校正的度數(shù)與α相等；
[0016] 具體地，所述步驟二第（2)步的旋轉(zhuǎn)校正方法為：
[0017] 以C(xc，yc)為原點(diǎn)，7K平向右為X軸正向，豎直向上為y軸正向，右腿區(qū)點(diǎn)集中任 一點(diǎn)Q(X Q，yQ)旋轉(zhuǎn)校正后為Q' (XQ，，yQ，），CQ與X軸正向的夾角為γ，α帶正負(fù)符號(hào)進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)校正的計(jì)算方法如下：
[0018]
[0019]
[0020] 步驟三：第二次旋轉(zhuǎn)校正
[0021] ⑴比較判斷是否第二次旋轉(zhuǎn)校正
[0022] 將經(jīng)步驟二旋轉(zhuǎn)校正的所有點(diǎn)中，到點(diǎn)C(xe，ye)的距離不超過相應(yīng)樣板結(jié)構(gòu)尺寸 的點(diǎn)剔除，找出剩余所有點(diǎn)的縱坐標(biāo)最小的點(diǎn)K(x K，yK)，再將71(與y D,比較：
[0023] 如果yK> yD,，則不進(jìn)行第二次旋轉(zhuǎn)校正，直接進(jìn)入下述步驟四；
[0024] 如果yK<yD,，則以點(diǎn)C(xe，y e)為基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)經(jīng)過步驟二旋轉(zhuǎn)校正的右腿區(qū)點(diǎn)集所 有點(diǎn)進(jìn)行第二次旋轉(zhuǎn)校正；
[0025] (2)第二次旋轉(zhuǎn)校正的方式
[0026] 標(biāo)記K(xK，yK)在過點(diǎn)C(xc，y c)的水平線上的投影點(diǎn)為K' (xK,，yK, )，CK與CK， 的夾角為β，且-90° < β <90°，當(dāng)CK在CK'的逆時(shí)針方向時(shí)，β的符號(hào)取正，否則 β取負(fù)號(hào)；
[0027] 當(dāng)β的符號(hào)為正時(shí)，將經(jīng)過步驟二旋轉(zhuǎn)校正的右腿區(qū)點(diǎn)集的所有點(diǎn)以點(diǎn)C(xe，y c) 為基準(zhǔn)點(diǎn)，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與β相等；否則，將經(jīng)過步驟二旋轉(zhuǎn)校正 的右腿區(qū)點(diǎn)集的所有點(diǎn)以點(diǎn)C(x c，yc)為基準(zhǔn)點(diǎn)，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與 β相等；
[0028] 具體地，所述第二次旋轉(zhuǎn)校正的方法為：
[0029] 以C(xc，yc)為原點(diǎn)，7jC平向右為X軸正向，豎直向上為y軸正向，經(jīng)過步驟二旋轉(zhuǎn) 校正的右腿區(qū)點(diǎn)集中任一點(diǎn)R(X R，yR)旋轉(zhuǎn)校正后為W (XR,，yR, )，CR與X軸正向的夾角 為θ，β帶正負(fù)符號(hào)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正的計(jì)算方法如下：
[0030]
[0031]
[0032] 步驟四：腿尖厚的計(jì)算及公差判斷
[0033] (1)建立重軌腿尖直線方程
[0034] 取經(jīng)過步驟三得到右腿區(qū)點(diǎn)集中縱坐標(biāo)最小的點(diǎn)，標(biāo)記為Κ" (xK"，yK,,);取經(jīng)過 步驟三得到右腿區(qū)點(diǎn)集中橫坐標(biāo)最大的點(diǎn)，標(biāo)記為H" (xH"，yH" );則建立重軌腿尖直線方 程為：
[0035] y = k (χ-χΗ? ) +yK? +d ；
[0036] 其中：k為標(biāo)準(zhǔn)重軌腿尖右側(cè)直線段斜率，d為標(biāo)準(zhǔn)重軌的腿尖右側(cè)直線與軌腿右 側(cè)外直線的交點(diǎn)到軌底的距離，對(duì)于60kg/m重軌，d的值為12mm ;
[0037] 具體地，對(duì)于60kg/m重軌，標(biāo)準(zhǔn)重軌腿尖右側(cè)直線段斜率k為-則上述步驟四第 (1)步中重軌腿尖直線方程為：
[0038]
[0039] (2)基于點(diǎn)F的腿尖厚計(jì)算方式
[0040] 標(biāo)記右腿區(qū)點(diǎn)集中任一點(diǎn)F(xf，yF)，經(jīng)過步驟二和步驟三后旋轉(zhuǎn)矯正后為 F" (xfm yF? )，按照下式計(jì)算得到基于點(diǎn)F的腿尖厚：
[0041] Ah = yF" _[k(xF" -xH" )+yK" +d];
[0042] (3)重軌腿尖厚的計(jì)算選取
[0043] 將經(jīng)過步驟三得到右腿區(qū)點(diǎn)集中的所有點(diǎn)按照上述步驟四第（2)步所述方法分 別進(jìn)行計(jì)算，得到基于各個(gè)點(diǎn)的腿尖厚，取最小值為A h_;
[0044] (4)重軌腿尖厚的公差判斷
[0045] 若 Δ hmin< down 或 Δ h min> up，則不合格；
[0046] 若 downY < Δ K upY，則合格；
[0047] 否則警告合格；
[0048] 其中：down為腿尖厚下公差，up為腿尖厚上公差，downY為腿尖厚警告下公差，upY 為腿尖厚警告上公差。
[0049] 進(jìn)一步的是，所述步驟二第⑴步中點(diǎn)D(xd，yD)與軌底右側(cè)端點(diǎn)的距離為 2mm-15mm〇
[0050] 進(jìn)一步的是，所述步驟二第⑴步中α的角度根據(jù)C(Xpyc)、D(xD，y D)和D' (xD，， yD< )的計(jì)算方式為：
[0051]
[0052] 進(jìn)一步的是，在步驟四第（3)步中，僅對(duì)將經(jīng)過步驟三得到右腿區(qū)點(diǎn)集的點(diǎn)A"、 點(diǎn)B"之間的點(diǎn)按照所述步驟四第（2)步所述方法分別進(jìn)行計(jì)算，得到基于各個(gè)點(diǎn)的腿尖 厚，取最小值為A h_;
[0053] 其中點(diǎn)A經(jīng)過步驟二和步驟三后旋轉(zhuǎn)矯正后為A"，點(diǎn)B經(jīng)過步驟二和步驟三后旋 轉(zhuǎn)矯正后為B"。這樣可縮小計(jì)算范圍，減少計(jì)算量。
[0054] 上述為重軌右側(cè)腿尖厚的參數(shù)化公差判定方法，對(duì)于重軌左側(cè)腿尖厚的判定方法 同理，當(dāng)重軌左右兩側(cè)腿尖厚均合格，則可判定該斷面的重軌腿尖厚合格。
[0055] 本發(fā)明的有益效果是：重軌腿尖厚的參數(shù)化公差判定方法，利用測(cè)量區(qū)的最外側(cè) 軌底線為基準(zhǔn)，對(duì)軌底曲線變化適應(yīng)性強(qiáng)；計(jì)算重軌腿尖厚通過對(duì)選區(qū)的全部點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)對(duì) 比判斷，測(cè)量精度高，而且可通過計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，有利于提高鋼軌檢測(cè)的自動(dòng)化程度，降 低人工測(cè)量比例，提高生產(chǎn)節(jié)奏。
【附圖說明】
[0056] 圖1是在重軌掃描斷面輪廓建立右腿區(qū)點(diǎn)集符號(hào)標(biāo)記；
[0057] 圖2是再重軌掃描斷面輪廓軌底選點(diǎn)校正符號(hào)標(biāo)記；
[0058] 圖3是旋轉(zhuǎn)校正的示意圖；
[0059] 圖4重軌掃描斷面輪廓腿尖厚的計(jì)算符號(hào)標(biāo)記。
[0060] 附圖標(biāo)記：右腿區(qū)點(diǎn)集I、軌底中心點(diǎn)C、腿尖厚標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量長(zhǎng)度b、標(biāo)準(zhǔn)重軌的腿尖 右側(cè)直線與軌腿右側(cè)外直線的交點(diǎn)到軌底的距離d。
【具體實(shí)施方式】
[0061] 下面結(jié)合附圖，以對(duì)60kg/m重軌掃描斷面右側(cè)輪廓的腿尖厚參數(shù)化公差判定為 例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0062] 重軌右腿尖厚的參數(shù)化判定方法，包括以下步驟：
[0063] 步驟一：建立右腿區(qū)點(diǎn)集
[0064] 如圖1，在重軌腿尖找出橫坐標(biāo)最大的點(diǎn)B (xB，yB)，再在軌腿上找出橫坐標(biāo)為（xB -b)的A(xa，yA)，記軌底中心為C(xc，yc)，標(biāo)記沿重軌掃描斷面輪廓點(diǎn)從點(diǎn)A到點(diǎn)B再到 點(diǎn)C的區(qū)域?yàn)橛彝葏^(qū)點(diǎn)集I，其中b為14_，也就是當(dāng)重軌斷面輪廓掃描點(diǎn)的坐標(biāo)為在橫軸 或縱軸上的單位長(zhǎng)度為1mm時(shí)，上述b直接代入14即可。
[0065] 步驟二：對(duì)右腿區(qū)點(diǎn)集I進(jìn)行旋轉(zhuǎn)校正
[0066] (1)確定旋轉(zhuǎn)校正角度
[0067] 如圖2,在所述右腿區(qū)點(diǎn)集I的軌底段取點(diǎn)D (xD，yD)，優(yōu)選點(diǎn)D (xD，yD)與軌底右側(cè) 端點(diǎn)的距離為標(biāo)記D' (xD，，yD，）為點(diǎn)D (xD，yD)在過點(diǎn)C的水平線上的投影點(diǎn)， 標(biāo)記⑶與⑶'的夾角為α，且-90° < α < 90°，當(dāng)⑶在⑶'的逆時(shí)針方向時(shí)，α的 符號(hào)取正，否則α取負(fù)號(hào)，將α的角度作為旋轉(zhuǎn)校正角度。
[0068] 在計(jì)算α的角度，可根據(jù)C(xc，yc)、D(x d，yD)和IV (xD，，yD，）來計(jì)算：
[0069]
[0070] 由于α的角度實(shí)際很小，可通過上述公式近似計(jì)算。
[0071] (2)確定旋轉(zhuǎn)校正方法
[0072] 當(dāng)α的符號(hào)為正時(shí)，將右腿區(qū)點(diǎn)集I的所有點(diǎn)以點(diǎn)C(xe，ye)為基準(zhǔn)點(diǎn)，順時(shí)針方 向旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與α相等；
[0073] 否則，將右腿區(qū)點(diǎn)集I的所有點(diǎn)以點(diǎn)C(xc，yc)為基準(zhǔn)點(diǎn)，逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)校正，旋 轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與α相等；
[0074] 具體地，如圖3所示，所述步驟二第（2)步的旋轉(zhuǎn)校正方法為：
[0075] 以C(xc，yc)為原點(diǎn)，7Κ平向右為X軸正向，豎直向上為y軸正向，右腿區(qū)點(diǎn)集I中 任一點(diǎn)Q(x q，yQ)旋轉(zhuǎn)校正后為Q' (XQ，，y