中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析-rev

5)测量系统；
目前主要的设计方式为：
A．直径测量滚轮：基本上主流的厂家均采用此方式测量踏面直径；
直径测量轮图
B．廓型测量探杆式或滚轮测头；
直径测量探杆图
6)摩擦驱动轮及浮动装置；
驱动轮为不落轮的关键部件，均由高刚性材料制成，按照驱动原理分为：
A.液压马达驱动式；
此种方式的好处在于可通过单个液压马达驱动四个驱动轮；但也容易出现液压油跑、冒、漏现象；
达诺巴特集团的轴向锁止轮及内侧面监控系统
4)数控刀架系统；
目前各家设计基本都是采用数控系统控制的伺服电机驱动滚珠丝杠在线性导轨上实现X轴Z轴的插补，机械加工运动。所不同的是：
1.半闭环
仅依靠伺服电机中的增量位置编码器反馈位置信号，丝杠副等的位置误差不能完全反馈。
2.闭环
除电机中配置的位置环编码器外，还在丝杠端加装了绝对值编码器。可有效提高位置反馈精度，提高加工精度。目前，仅有达诺巴特集团的不落轮镟床配置有丝杠端绝对值编码器。
4)具备自动测量功能，可自动测量
a)轮对内侧距、
b)车轮直径
c)轮缘厚度
d)轮缘厚度
e)轮对QR值
f)轮廓磨耗
5)具有铁屑的自动收集、破碎及输送功能；
6)不落轮镟床通过公铁两用牵引车进行牵引对位操作，牵引车与不落轮镟床之间应具有互锁保护功能。
不落轮镟床的主要结构：
依据不落轮镟床所要实现的目的：需要在车辆不解体、单个转向架或带有轴箱的单个轮对，对车轮的踏面廓型进行修正性加工。
但由于不落轮加工的流程比较特殊，各厂家依据不落轮的加工特点都在数控系统配置的人机接口软件基础上各自开发了适合不落轮加工的操作界面；
KoltechTUP650H界面之一
Sculfort TF2000操作界面之一
HegenscheidtU2000操作界面之一
目前来说，仅有达诺巴特集团的数控不落轮镟床依托其强大的开发能力和整体实力联合Fagor（法格）公司开发了最适用于不落轮镟床的专用系统8065，定制化的非常友好的加工操作界面，清晰明确。依据加工工序每步确认，位置或操作没有达到条件设定，机床将不会动作，通知在完全满足条件后，屏幕会提示下一步的操作，并给与提示。
目前在国内市场上，轨道交通行业主要使用的不落轮产品具有如下几种床身配置：
A.铸铁床身；
B.焊接钢板床身；
铸铁床身本身具有高刚性、极佳的抗震性能，但同时也存在制造周期长（需要失效处理已达到稳定性）、结构偏于简单、重量大等问题，以至于会给供货周期、设备吊装等造成一定的困难；
Kol-tech铸铁床身
焊接钢板式床身，如果针对精密加工则可能存在震动影响造成精度降低，但由于其制造周期短、结构可以相对复杂，以实现更复杂的功能。
不占用车间地面，与主机无干扰。更易维护及检修。
10)液压/气压系统；
为执行部件提供液压气压动力；
11)润滑系统；
对运动部件提供润滑，各厂家对润滑系统的设计稍有差别：
1.部分集中式润滑，部分手工润滑；
厂家
润滑方式
备注
Hegenscheidt
（德国）
定期人工油脂注入式润滑方式，非集成
Sculfort
（珠海启帆）
达诺巴特不落轮镟床的操作界面
同时，其操作界面还具备实施跟踪状态图形显示功能
9)电气系统；
一般都配有专门针对使用环境及当地温湿度等配置的电柜选项：空调、除湿降温设备，防尘设备等。但各家因为涉及理念的不同，分为：
1.布放位置不同；
2.电柜连接方式不同；
厂家
电柜布置方式
备注
Hegenscheidt
（德国）
与此同时，在轨道交通的的运营及维护方面，各大地铁公司也面临着越来越多的挑战，保证安全、及时，有效的运营便成为了重中之重。而不落轮设备作为维护运营安全的关键设备之一也受到了越来越多的关注。
本文仅代表一方的调查说明，并不涉及针对哪一厂家或哪一种产品的好坏判断。
本文基于北京、广州、南京、沈阳、深圳、上海、西安、成都等主要轨道交通运营城市的检修车辆段数控不落轮使用情况的调查及分析编制。仅针对其车辆车轮镟修使用过程中的现状，出现的一些使用问题做了总结及分析。并对不同厂家的数控不落轮与其他一些接口条件及现状做了一些对比及分析。
布置在一侧机床立柱上
存在对机械部件维护时的妨碍。
Sculfort
（中国）
对称布置于机床两侧立柱上
存在对机械部件维护时的妨碍。
Koltech
（波兰）
布置于地面上
存在对车间地面的占用情况；
Safop
（北一海东青）
布置于两侧立柱上
存在对机械部件维护时的妨碍。
达诺巴特集团
（西班牙）
独立布置于安装基坑内，采用快速接头连接
对于不落轮镟床来说，主要加工的精度都不是很高，主要要求其装卡稳定性和承载能力足够。
Hegenscheidt焊接钢板式床身Sculfort焊接钢板式床身
综合来看焊接钢板式床身更为适合。
2)轴箱/转向架装卡系统；
目前不落轮镟床都是通过第轴箱的装卡定位实现对轮对的装卡定位。目前不落轮各品牌具有如下几种装卡定位设计：
本文立足于从客户的角度，从工程设计、土建需求性、项目执行性、设备的经济性、稳定性、可操作性、加工效率、维护性及安全性等进行了收集及分析。
一、
不落轮镟床的主要功能：
1)轴箱外置式轮对车轮踏面及轮缘的镟削加工功能；
可用于：
a)轨道交通列车在整列编组不解列、车下转向架、轮对不落轮的条件下，对车辆单个轮对的车轮踏面和轮缘进行镟削加工；
A.轴箱下支撑装置+轴箱下压装置；
除德国hegenscheidt公司的产品外，西班牙的达诺巴特、Talgo；法国的Sculfort（现已经被国内的珠海启帆收购）；波兰的Kol-tech（科特，由青海华鼎代理）；意大利的Safop（善福，区别于武汉善福，现已被北一机海东青联合收购）均采用此种结构。但各家的执行方式又有细微的差别：
13)其他附属系统；
主要针对一些特殊应用，基坑空调、风扇、基坑内照明等，以保证操作者适宜的操作环境。或基坑保护罩等。可根据个用户的不同使用需求进行配置。
二、
序号
客户名称
型号
项目名称
投入时间
备注
Hegenscheidt（德国）
1.
北京
U2000-400
北京地铁首都机场线
2008
2.
北京
U2000-400
有必要说明的是，导向装置是车辆通过及定位的关键保证。尤其是轴向位置的准确性对于镟床的加工精度及加工稳定性至关重要。
达诺巴特集团的不落轮镟床采用了轨道内侧轴向辅助定位护轨技术。通过对轮对内侧面的定位可实现简单且精确的轮对轴向位置定位。有效保证了加工的稳定性及加工精度。
8)数控系统；
目前不落轮镟床也和其他金属加工机床一样已经完全数控化，使得操作及编程更为简单。主流的数控系统品牌为Siemens（西门子）及Fagor（法格）；
当然、目前不落轮镟床结合人体工学要求、环境管理规定、制造信息化管理要求、安全防护标准等等、已经拓展了非常多的功能。具体请参看各不同品牌的技术说明书。
目前不落轮镟床的结构主要包括如下部分。
1)对称式床身；
由于需要对轮对两侧车轮同时或异步加工，轮对本身即为对称式，所以两侧的机械结构及执行机构也为对称式配置，床身基座配置亦为对称式。
b)或在不落轮条件下对工程轨道车辆（如内燃机车、轨道车等）单个轮对踏面和轮缘进行镟削加工。
c)具备轴箱外置式或/和轴箱内置式轮对、转向架的定位装卡功能；
d)具备制动盘扩展加工功能，适用于抱轮式或/和抱轴式制动盘布局形式。
2)数控（CNC）加工及全数字闭环或半闭环控制功能；
3)具有多种车轮轮廓形状曲线的编程、存储功能；
KoltechTUP650驱动轮
B.电机式驱动式；
目前主流的驱动方式，但相对来讲花费更高。采用此驱动方式的不落轮又分为单电机驱动双驱动轮及每个驱动轮由单独的电机驱动。
HegenscheidtU2000-400驱动轮
SculfortTF2000驱动轮
采用每个驱动轮由单电机驱动的好处在于：
a.完全避免了液压马达驱动带来的液压油跑冒漏风险，及噪音大的缺陷；
b.能更有效的克服单电机驱动双驱动轮，由于车轮与驱动轮2个接触点线速度不同造成的打滑现象；
达诺巴特不落轮驱动轮系统
以下为各家采用的驱动方式：
厂家
驱动方式
备注
Hegenscheidt
（德国）
U2000-400（单电机驱动双驱动轮）
U2000-400M（每个驱动轮由单电机驱动）
Sculfort
（法国）
TF2000（每个驱动轮由单电机驱动）
A．机电式驱动
机电式驱动控制操作简单、但由于是刚性顶靠，一旦轮对内侧面有明显挠曲时在加工过程中容易出现靠轮脱离失效现象，在此情况下一旦切削力轴向分量过大，则很容易发生轮对轴向窜动，造成严重的车轮损伤或机床损伤事故（目前大部分机电式驱动设计的不落轮产品，都有此情况发生）。
Koltech TUP650H内侧轴向锁止轮Hegenscheidt U2000轴向锁止轮
中国国内城市轨道交通的数控不落轮镟床的使用现状及分析
前言
目前国内城市轨道交通建设正处于高潮期，因其能有效的提高城市交通的运输能力，环保，可有效解决经济发展带来的城市交通问题。同时由于目前经济发展进入深水区，在调整产业布局的同时，轨道交通因其具备高技术、环保等有点，受到越来越多的重视。国家和地方政府也把轨道交通看成是推进当地紧急发展的重点之一。可以预见未来10年、20年我国的轨道交通建设将会进去高速发展期。
广州
U2000
广州地铁2号线
2002
大部分集成式润滑；
少部分人工油脂润滑
Koltech
（波兰）