数控不落轮镟床安全与防护措施

冯攀

数控不落轮镟床在地铁列车整列编组不解列、车下转向架轮对不落轮的条件下，对车辆单个轮对受损或擦伤的车轮踏面和轮缘进行镟削加工，可用于对已落架的转向架上的单个轮对进行不落轮加工；或对已落轮的单个轮对的踏面及轮缘进行镟削加工，也可对工程轨道车辆（如内燃调机、轨道牵引车、接触网检测车、接触网放线车、接触网作业车、轨道平板车等）单个轮对踏面和轮缘进行镟削加工。

1机床本质安全

1.1防误操作

数控系统具有可连续实时监测和显示机床功能/动作的实际情况及报警显示的机能，具有完善的防误操作的功能。为保证人员和设备的安全，机床的每步操作都应设定动作条件。当操作者发生误操作启动了不具备动作条件的操作时，机床自动拒绝执行该操作，立即显示未具备的动作条件并报警。机床控制系统可自动查找和分析事故原因，并在显示器上给予清楚的显示。当操作者补充满足了动作条件后，该操作才能执行。

1.2机床切削防滑

在轮对装卡和轮廓加工阶段，由于轮对轴箱和车轮上作用力的影响会产生弹性变形（见图示1）。在轮廓重新加工过程中的刀具的切削力和由于车轮磨损的不规则而产生的力均需被系统吸收，因此必须保持摩擦滚轮和车轮的接触不变，从而使得切削力及车轮不规则磨损而产生的力不会引起轮对的弹性变形。

为了实现上述目标，采用图示2的原理保持滚轮和车轮的恒定压力接触。

系统控制防滑措施：

1）机床数控系统能够控制车轮和驱动轮的转速，并在加工过程中对它们的速度进行分析和比较。当车轮与驱动轮之间的摩擦粘着力不足，出现打滑（卡死）时，防滑装置中的电子系统可降低进给速度或自动退刀。

2）防滑控制系统设备包括：机床驱动系统的旋转编码器，包含PLC机床控制系统计数卡；机床控制软件程序。

3）车轮与驱动轮转速之间的允许差值可事先设定，编入计算机程序。投标方应提供控制装置的反应时间。

4）本设备要求对驱动滚轮和车轮之间的滑动量进行分级监控：

灯光报警级

自动退刀级

机床停车级

1.3制动失灵控制

在主轴（驱动滚轮）旋转进行时操作人员发出"急停"指令会使得电机使用一个电力恢复系统（电机变为发电机）造成主轴制动。欠压不允许恢复制动。结果是主轴（驱动滚轮）仅仅是由于惯性而停止转动（这种风险能够通过使用操作人员防护门的联锁装置来降低；当发生欠压情形时，联锁装置保持关闭状态，因此避免了任何接近危险区域的行为。需要一把特殊的钥匙来打开联锁装置）。

1.4径向定位装置和千斤顶的安全

轮对被提升对中后，加工过程中必须被固定。每个立柱上都带有一个千斤顶，在轮对的轴承箱上对轮对进行支撑。千斤顶的提升是由液压马达驱动丝杠完成的。该丝杠为自锁式丝杠，可保持千斤顶和轴承箱之间的接触，加工时产生的振动也不会受到影响。在加工轻型轮对时，由于轴重不足以保持轴承箱和千斤顶在加工过程中的接触，需要此装置对轴承箱上部施以足够的夹紧力。

支撑轮对轴箱的千斤顶的传动是自锁式的，当轮对旋转时，禁止千斤顶的手动运动，当活动轨道没有闭合时禁止手动降低千斤顶，运动的不可逆防止了径向定位水平套筒的反向运动，由"HAVE"止回阀来保证，轮对旋转过程中，禁止压爪夹持（或顶尖夹持）水平套筒的手动运动和径向定位垂直套筒的手动运动。

2安全防护措施

2.1急停设置

急停按钮最基本的作用就是在紧急情况下的紧急停车，避免机械事故或人身事故，正是基于以上几点原因，在设计电气控制系统时，应设有不少于五个紧急停机按钮，一个设置在操作者的旁边中央控制台上，一个设置在手持单元上，一个设置在电箱上，另两个分别设在机床的两侧。

2.2活动轨道与滚轮支架互锁

活动轨是不落轮镟床的辅助部件，位于机床上方、摩擦驱动滚轮支撑臂与轴向定位之间的位置，可与库内作业轨道紧密连接，从而充分保证整个库内作业轨道的连续性，和列车在机床上移动期间的安全平稳，当待镟轮对在机床上装夹完毕后活动轨缩回，开始对电客车轮对进行镟修作业。

该活动轨道的伸出定位和回收复位均由安装于其上的液压油缸控制。摩擦驱动轮与活动轨互锁：当摩擦驱动轮处于低位时，活动轨道将一直处于闭合，形成轨道的连续。只要活动轨道处于非工作状态，摩擦驱动轮就不可能下降。机床设有警示装置，当轨道的连续性尚无确定时，可向操作人员发出报警信号。列车只有报警信号消失，活动轨道处于连续的位置时，才能运行。

2.3人机隔离

一个带安全玻璃的钢制的防护门将加工区域和操作者分离开。它能防止切屑、飞屑及所有能接触到的运动部件对操作者可能造成的损伤。如防护门未正确关闭，电子互锁器将阻止机床进行加工。打开防护门，操作者仅可以通过电子手轮进行机床手动操作。

机床设有透明网罩可阻止人员进入危险区域；在机床操作人员侧设置滑动门，将操作者与运动元件（驱动滚轮）隔离。电气接触器可控制机床滑动门的关闭和进行有效的锁定。在控制操作台上具有对操作人员可将机床的滑动门开启并进入工作区域的提示。

参考文献：

[1]殷瑞忠．不落轮镟床及其在地铁车辆轮对镟修中的应用[J]．现代城市轨道交通,2008，22(4)

[2]王洪峥．浅析不落轮镟床装夹方式[J]．机电工程技术，2015，6(4)

[3]杨兆安，曹小龙，韦忠潮．广州地铁数控不落轮镟床驱动滚轮打滑问题分析及解决方法[J]．机电工程技术，2015，12(5)

[4]姚曙，浅谈地铁数控不落轮镟床[J]．今日科苑，机电工程技术，2013，15(2)