[0001] 本实用新型涉及不落轮车床加工领域，尤其涉及一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统。

[0002] 现有不落轮车床加工列车轮对牵引采用人为方式控制公铁两用车牵引待加工列车轮对进入不落轮车床加工工位，全程依靠人工观察，其中，为避免出现意外情况，列车前后及不落轮车床加工工位均需人工进行观察，牵引时间长、效率低且定位不准确，耗费大量的人工和时间。此外，待加工的列车轮对的车型、车号、轴位等信息均是由人工记录后再手动输入，易出错且效率低下。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于克服现有不落轮车床加工列车轮对时采用人工方式存在的问题，提供了一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统。

[0004] 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

[0005] 主要提供一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统，包括用于识别待加工轮对的车型、车号和轴位的工业图像识别系统、进行待加工轮对信息保存以及加工的不落轮车床数控系统、用于牵引待加工轮对的公铁两用车、用于牵车过程的视频监控系统以及牵引控制系统；所述不落轮车床数控系统、公铁两用车以及牵引控制系统中均设置有无线模块，所述视频监控系统分别与不落轮车床数控系统、公铁两用车以及牵引控制系统连接，所述不落轮车床数控系统、公铁两用车以及牵引控制系统之间通过无线模块互相连接；

[0006] 所述工业图像识别系统为光学识别系统，其通过工业交换机与所述不落轮车床数控系统连接。

[0007] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，所述光学识别系统包括西门子相机MV440。

[0008] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，所述工业交换机的型号为SCALANCE X‑108。

[0009] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，所述不落轮车床数控系统包括工控机IPC、NCU数控单元以及第一PLC控制单元。

[0010] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，所述工控机IPC的型号为IPC477E，所述NCU数控单元的型号为NCU1750，所述PLC控制单元的型号为S7‑1500。

[0011] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，所述牵引控制系统包括TP触摸屏以及第二PLC控制单元。

[0012] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，所述TP触摸屏的型号为KTP900，所述第二PLC控制单元的型号为S7‑1200。

[0013] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，还包括工业无线局域网，所述工业无线局域网包括无线传输接入点AP、客户端以及交换机，所述客户端分别设置在视频监控系统、不落轮车床数控系统、公铁两用车以及牵引控制系统处；所述无线传输接入点AP的型号为SCLANCE W788，客户端的型号为SCALANCE W774。

[0014] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，还包括互锁装置，所述互锁装置设置在不落轮车床数控系统和公铁两用车之间。

[0015] 在一些可能实施例提供的一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统中，还包括轮对到位检测装置，所述轮对到位检测装置包括设置在不落轮车床摩擦轮架范围内的位置传感器，所述位置传感器的型号为E3FA‑DP13。

[0016] 需要进一步说明的是，上述系统各选项实施例对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案。

[0017] 与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

[0018] (1)本实用新型利用光电传感技术、工业图像识别技术及工业无线局域网技术等实现对列车加工轮对的自动牵引对位，并将识别的加工轮对的车型、车号及轴位等信息传送至不落轮车床数控系统的轮对信息页面中，整个过程智能控制，实现了不落轮车床自动牵引列车加工轮对到加工工位的准确对位和加工轮对信息的自动识别导入，节约了大量的人工和时间，应用前景广泛。

[0019] (2)在一个示例中，通过互锁装置可实现牵引控制系统的安全牵引，实现“公铁车动，车床不动；车床动，公铁车不动”的安全联锁，保证系统的可靠性。

[0020] (3)在一个示例中，轮对到位检测装置检测待加工轮对已移动到位时，向牵车控制系统发出到位信号，保证牵引对位的效率、准确性以及安全性。

[0024] 下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0025] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0026] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0027] 此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0028] 参照图1，在一示例性实施例中，提供一种不落轮车床加工列车轮对的牵引对位和信息识别系统，包括用于识别待加工轮对的车型、车号和轴位的工业图像识别系统、进行待加工轮对信息保存以及加工的不落轮车床数控系统、用于牵引待加工轮对的公铁两用车、用于牵车过程的视频监控系统以及牵引控制系统；所述不落轮车床数控系统、公铁两用车以及牵引控制系统中均设置有无线模块，所述视频监控系统分别与不落轮车床数控系统、公铁两用车以及牵引控制系统连接，所述不落轮车床数控系统、公铁两用车以及牵引控制系统之间通过无线模块互相连接；

[0029] 所述工业图像识别系统为光学识别系统，其通过工业交换机与所述不落轮车床数控系统连接。

[0030] 具体地，所述不落轮车床数控系统包括工控机IPC、NCU数控单元(NCK)和其内置的无线模块以及第一PLC控制单元。主要完成以下工作：

[0031] 接收工业图像识别系统识别的加工轮对的车型、车号及轴位等信息。

[0032] 接收公铁两用车的互锁信号。

[0033] 发送加工轮对的减速、到位信号和允许过车的安全联锁信号至牵引控制系统。

[0034] 完成轮对加工控制等。

[0035] 其中，所述工控机IPC是不落轮车床数控系统操作显示的控制单元，通过它的X1以太网接口将加工轮对的车型、车号及轴位信息导入轮对信息界面，型号为IPC477E；所述NCU数控单元的型号为NCU1750，所述PLC控制单元的型号为S7‑1500。

[0036] 公铁两用车通过其内置的PLC控制单元和无线模块完成以下工作：

[0037] 接收牵车控制系统指令：前进、后退、停止、减速。

[0038] 发送公铁车状态信号至牵车控制系统。

[0039] 进一步地，工业图像识别系统完成对牵引列车加工轮对的车型、车号及加工轴位的识别、并将信息发送至不落轮车床数控系统的工控机IPC。所述光学识别系统(OID)由硬件和软件组成，硬件主要是工业相机，软件包括算法工具，以固件的形式存储于相机内部。主要完成对牵引加工轮对的车型、车号和轴位进行识别，并通过以太网传输信息至不落轮车床数控系统的工控机IPC中，其中轴位识别信号还发送至牵车控制系统作为公铁车减速信号，其中，硬件具体型号包括西门子相机MV440。

[0040] 所述工业交换机(SWITCH)主要是将车型、车号、轴位信息数据帧传送到不落轮车床数控系统的工控机IPC主机上，其具体型号为SCALANCE X‑108。

[0041] 进一步地，视频监控系统主要监视牵车周围环境的情况，并将此视频信号进行存储记录，对整个牵车过程进行实时监视。其中视频监控信号包括安装在公铁两用车上的视频信号、不落轮车床库内轨道周围的视频信号等。

[0042] 进一步地，所述牵引控制系统包括TP触摸屏、无线模块以及第二PLC控制单元。完成以下工作：

[0043] 根据待加工轮对的轴位号，向公铁两用车发送牵车指令：前进、后退、减速、停止。

[0044] 接收公铁两用车状态信号(如：速度、电量、运动方向等)。

[0045] 接收不落轮车床的减速、到位信号和允许过车的安全联锁信号。

[0046] 其中，所述TP触摸屏的型号为KTP900，所述第二PLC控制单元的型号为S7‑1200。

[0047] 进一步地，系统还包括工业无线局域网，所述工业无线局域网包括无线传输接入点AP、客户端以及交换机，所述客户端分别设置在视频监控系统、不落轮车床数控系统、公铁两用车以及牵引控制系统处(如图1中S1，S2，S3，S4)，工业无线局域网用于各子系统间的各种数据及控制信号传输；所述无线传输接入点AP的型号为SCLANCE W788，客户端的型号为SCALANCE W774，交换机的型号为SCALANCE X‑108。

[0048] 在一个示例中，系统还包括互锁装置，所述互锁装置设置在不落轮车床数控系统和公铁两用车之间。参照图2，不落轮车床各处处于安全位置时，不落轮车床互锁装置的1，2脚触点接通，公铁两用车互锁装置的1，2脚得到不落轮允许牵车的信号，此时公铁两用车可以移动。

[0049] 当公铁两用车开始移动时，公铁两用车互锁装置的3，4脚控制有效触点动作，通过牵引控制系统，不落轮车床的互锁装置的3，4脚得到公铁两用车的移动信号，此时不落轮车床不能动作。

[0050] 当公铁两用车停止制动时，互锁装置的控制有效触点3，4脚断开，此时不落轮车床互锁装置的3，4脚得到公铁两用车控制无效的信号，此时不落轮车床可以动作。当不落轮车床任一机床部件动作时，允许牵车触点1，2脚断开，公铁两用车不能动作。

[0051] 通过本互锁装置可实现牵引控制系统的安全牵引，实现“公铁车动，车床不动；车床动，公铁车不动”的安全联锁。

[0052] 在一个示例中，系统还包括轮对到位检测装置，所述轮对到位检测装置包括设置在不落轮车床摩擦轮架5范围内的位置传感器，参照图3，轮对2在车床轨道1上移动，位置传感器包括第一位置传感器3和第二位置传感器4，第一位置传感器3安装在不落轮车床摩擦轮架5的前端，第二位置传感器4安装在不落轮车床摩擦轮架5的后端。到位检测的工作原理是：当轮对2移动到不落轮车床摩擦轮架5加工工位的区域时，第一位置传感器3和第二位置传感器4先后动作，当两者都处于动作状态时代表轮对已到达工作位置，此时不落轮车床数控系统的PLC接到轮对到达工作位置信号，向牵车控制系统发出到位信号。其中，所述位置传感器的型号为E3FA‑DP13。

[0053] 进一步地，结合系统说明整个系统的工作过程：

[0054] (1)确认满足允许牵车安全条件。

[0055] (2)牵车控制系统根据待加工轮对的轴位号，向公铁两用车发送牵车对位信号。

[0056] (3)公铁两用车牵引列车的加工轮对向待加工工位移动。

[0057] (4)工业图像识别系统对待加工列车的车型、车号、轴位号等信息进行识别，并将此信息送至不落轮车床数控系统工控机。

[0058] (5)不落轮车床数控系统工控机将当前经过工业图像识别系统识别出来的车型、车号、轴位号等信息送至牵车控制系统，牵引控制系统将此轴位号与待加工轴位号进行对比，当两者一致时，向公铁两用车发出减速信号。

[0059] (6)公铁两用车经工业无线局域网收到减速信号后，开始以低速(对位速度)移动。

[0060] (7)不落轮车床的轮对到位检测装置检测到待加工轮对已移动到位时，向牵车控制系统发出到位信号。

[0061] (8)牵引控制系统经工业无线局域网控制公铁两用车停止动作，公铁两用车停止移动。

[0062] (9)不落轮车床自动接收工业图像加工信息(待加工列车的车型、车号、轴位等信息)并将HMI界面的轮对信息进行更新。

[0063] (10)整个牵车过程均在视频监控系统进行过程记录。至此完成了对列车加工轮对的牵引对位。

[0064] 整个过程智能控制，实现了不落轮车床自动牵引列车加工轮对到加工工位的准确对位和加工轮对信息的自动识别导入，节约了大量的人工和时间，应用前景广泛。

[0065] 以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。