重軌不對稱性的參數(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不對稱性的參數(shù)化公差判定方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋼軌生產(chǎn)中，重軌斷面規(guī)格是其質(zhì)量的一個重要方面。自動測量裝置，例如鋼軌 斷面輪廓測量儀的使用使重軌斷面輪廓參數(shù)得到及時精確的測量，得到鋼軌斷面輪廓的一 系列坐標(biāo)，例如Si(Xi，y)、S2(x2,y3)、S3(x3,y3)、S4(x4,y4)......這些坐標(biāo)點形成參數(shù)化的鋼 軌斷面輪廓。
[0003] 由于鋼軌斷面復(fù)雜、曲線多、輪廓變化多、精度要求高，目前沒有十分準(zhǔn)確的重軌 不對稱性參數(shù)化的判定方法，現(xiàn)有的方法誤差值較高，不能起到判定的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種重軌不對稱性的參數(shù)化公差判定方法，解 決現(xiàn)有的方法誤差大的問題。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：重軌不對稱性的參數(shù)化公差判定方 法，包括以下步驟：
[0006] 步驟一：對軌底左區(qū)和軌底右區(qū)進行旋轉(zhuǎn)校正 [0007] (1)建立軌底左區(qū)和軌底右區(qū)
[0008] 分別在軌底中心點0(x。，y。）兩側(cè)選取軌底左區(qū)和軌底右區(qū)；
[0009] (2)確定旋轉(zhuǎn)校正角度
[0010] 在軌底左區(qū)任取一點B(xB，yB)，在軌底右區(qū)任取一點CUpyt；)，標(biāo)記C(Xp，yc,) 為點C(xe，ye)在過點B的水平線上的投影點，標(biāo)記BC與BC'的夾角為a，且-90° <a <90°，當(dāng)BC在BC'的逆時針方向時，a的符號取正，否則a取負(fù)；
[0011] (3)確定旋轉(zhuǎn)校正方法
[0012] 當(dāng)a的符號為正時，將軌底左區(qū)和軌底右區(qū)的所有點以點B(xB，yB)為基準(zhǔn)點，順 時針方向旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與a相等；
[0013] 否則，將軌底左區(qū)和軌底右區(qū)的所有點以點B(xb，yB)為基準(zhǔn)點，逆時針方向旋轉(zhuǎn) 校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與a相等；
[0014] 步驟二：確定軌頭、軌腿計算區(qū)并進行旋轉(zhuǎn)校正
[0015] (1)確定軌頭和軌腿計算區(qū)
[0016] 在軌底左區(qū)選取經(jīng)過上述校正后縱坐標(biāo)最小的點G' (xe,，ye,)，該點G' (xe,， yG,)旋轉(zhuǎn)校正前的對應(yīng)掃描點為G(xG，yG);
[0017] 在軌底右區(qū)選取經(jīng)過上述校正后縱坐標(biāo)最小的點H' (xH,，yH,)，該點H' (xH,， yH,)旋轉(zhuǎn)校正前的對應(yīng)掃描點為H(xH，yH);
[0018] 在重軌掃描斷面軌頭左側(cè)、右側(cè)分別選取縱坐標(biāo)屬于[y(；+b-3,y<;+b+3]或者縱坐 標(biāo)屬于[yH+b-3,yH+b+3]的所有掃描點，分別標(biāo)記為軌頭左區(qū)、軌頭右區(qū)；其中b為尺寸標(biāo) 準(zhǔn)中重軌斷面軌頭測量點到軌底的距離；
[0019] 在重軌掃描斷面軌腿左側(cè)選取橫坐標(biāo)屬于[x_，x_+3]的所有點掃描點并標(biāo)記為 軌腿左區(qū)，在重軌掃描斷面軌腿右側(cè)選取橫坐標(biāo)屬于[x_-3,x_]的所有掃描點并標(biāo)記為 軌腿右區(qū)；其中x_、x_分別為重軌斷面兩側(cè)軌腿掃描點的橫坐標(biāo)最大值、最小值；
[0020] (2)確定旋轉(zhuǎn)校正角度
[0021] 標(biāo)記H" (xH?，yH? )為所述點H(xh，yH)在過所述點G(X(；，yj的水平線上的投影 點，標(biāo)記GH與GH"的夾角為0，且-90° < <90°，當(dāng)GH在GH"的逆時針方向時，0 的符號取正號，否則0取負(fù)號；
[0022] (3)確定旋轉(zhuǎn)校正方法
[0023] 當(dāng)0的符號為正時，將步驟二第（1)步驟得到的軌頭左區(qū)、軌頭右區(qū)、軌腿左區(qū)、 軌腿右區(qū)的所有掃描點以G(X(；，yj為基準(zhǔn)點，順時針方向旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與0 相等；
[0024] 否則，將步驟二第（1)步驟得到的軌頭左區(qū)、軌頭右區(qū)、軌腿左區(qū)、軌腿右區(qū)的所 有掃描點以G(Xe，ye)為基準(zhǔn)點，逆時針方向旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與0相等；
[0025] 步驟三：計算左腿右腿長度及參數(shù)化公差判斷
[0026] (1)選取左腿、右腿長度計算點
[0027] 比較軌頭左區(qū)內(nèi)各點經(jīng)過步驟二旋轉(zhuǎn)校正的縱坐標(biāo)，標(biāo)記縱坐標(biāo)等于或最接近 ys+b的點為A(xa，yA);
[0028] 比較軌頭右區(qū)內(nèi)各點經(jīng)過步驟二旋轉(zhuǎn)校正的縱坐標(biāo)，標(biāo)記縱坐標(biāo)等于或最接近 ys+b的點為D(xd，yD);
[0029] 比較軌腿左區(qū)內(nèi)各點經(jīng)過步驟二旋轉(zhuǎn)校正的橫坐標(biāo)，標(biāo)記橫坐標(biāo)最小的點為 F(xpjYp)；
[0030] 比較軌腿右區(qū)內(nèi)各點經(jīng)過步驟二旋轉(zhuǎn)校正的橫坐標(biāo)，標(biāo)記橫坐標(biāo)最大的點為 E(xE，yE);
[0031] (2)計算左腿、右腿長度和公差值
[0032] 左腿長度=xA_xF，左腿公差值st=xA-xF_t;右腿長度=xE_xD，右腿公差值sR = xE_xD_t;其中t為重軌標(biāo)準(zhǔn)腿長；
[0033] (3)左腿、右腿的參數(shù)化公差判斷
[0034] 左腿參數(shù)化公差判斷：
[0035]若sL<down或sL>up，則不合格；
[0036]若downY<sL<upY，則合格；
[0037] 否則左腿警告合格；
[0038] 右腿參數(shù)化公差判斷：
[0039]若sR<down或sR>up，則不合格，
[0040]若downY<sR<upY，則合格；
[0041] 否則右腿警告合格；
[0042] 其中：down為腿長下公差，up為腿長上公差，downY為腿長警告下公差，upY為腿 長警告上公差。
[0043] 進一步的是：步驟一第（1)步中所述軌底左區(qū)中心點與軌底中心點0的距離為f 所述軌底右區(qū)中心點與軌底中心點〇的距離為_其中d為重軌軌底標(biāo)準(zhǔn)寬度。
[0044] 進一步的是：步驟一第（1)步中所述軌底左區(qū)的右邊界點與左邊界的距離為 12_，所述軌底右區(qū)的右邊界點與左邊界的距離為12_。
[0045]進一步的是：步驟一第⑵步中所述a的角度根據(jù)B(xB，yB)、C(xc，yc)和C' (xc<， yc< )的計算方式為：
[0046]
[0047]進一步的是：步驟二第⑵步中所述0的角度根據(jù)G(xs，ys)、H(xH，yH)和H" (xH?， yH〃）的計算方式為：
[0048]
[0049] 進一步的是，所述步驟一第（3)步的旋轉(zhuǎn)校正方法、步驟二第（3)步的旋轉(zhuǎn)校正方 法均為：
[0050] 以R(xr，yR)為原點，7K平向右為x軸正向，豎直向上為y軸正向，需要旋轉(zhuǎn)校正的 點為Q(xq，yQ)，RQ與x軸正向的夾角為y，點Q(xq，yQ)旋轉(zhuǎn)校正5后為V(xQ- ,yQ-), S帶正負(fù)符號進行旋轉(zhuǎn)校正的計算方法如下：
[0051]
[0052]
[0053] 本發(fā)明的有益效果是：重軌不對稱性的參數(shù)化公差判定方法可以準(zhǔn)確地計算重軌 左腿長、右腿長，進而對重軌的不對稱性進行準(zhǔn)確判斷，即使軌腰和軌底不垂直、軌底傾斜 不水平的情況下也可進行準(zhǔn)確計算，降低誤差。而且，本發(fā)明所述方法可通過計算機程序?qū)?現(xiàn)，有利于提高重軌檢測的自動化程度，降低人工測量比例，提高生產(chǎn)節(jié)奏。
【附圖說明】
[0054] 圖1是60kg/m重軌斷面不對稱性的參數(shù)化公差判定方法的符號標(biāo)記；
[0055] 圖2是對軌底進行旋轉(zhuǎn)校正的符號標(biāo)記；
[0056] 圖3是旋轉(zhuǎn)校正方法示意圖符號標(biāo)記。
[0057]附圖標(biāo)記：軌底左區(qū)I、軌底右區(qū)II、軌頭左區(qū)III、軌頭右區(qū)IV、軌腿左區(qū)V、軌腿 右區(qū)VI。
【具體實施方式】
[0058] 下面結(jié)合附圖，以對60kg/m重軌掃描斷面不對稱性的參數(shù)化公差判定為例，通過 具體的實施方式對重軌不對稱性的參數(shù)化公差判定方法作進一步說明。
[0059] 重軌不對稱性的參數(shù)化公差判定方法，包括以下步驟：
[0060] 步驟一：對軌底左區(qū)I和軌底右區(qū)II進行旋轉(zhuǎn)校正
[0061] (1)建立軌底左區(qū)I和軌底右區(qū)II
[0062] 如圖1，分別在軌底中心點0(X(]，y。）兩側(cè)選取軌底左區(qū)I和軌底右區(qū)II;軌底左區(qū) I和軌底右區(qū)II均在軌底上，軌底左區(qū)I和軌底右區(qū)II優(yōu)選分布方式是：軌底左區(qū)I中心 點與軌底中心點〇的距離為f，軌底右區(qū)II中心點與軌底中心點〇的距離為f;其中d為重軌 軌底標(biāo)準(zhǔn)寬度；底左區(qū)I的右邊界點與左邊界的距離為12_，軌底右區(qū)II的右邊界點與左 邊界的距離也為為12mm。
[0063] (2)確定旋轉(zhuǎn)校正角度
[0064] 如圖2,在軌底左區(qū)I任取一點B(xb，yB)，在軌底右區(qū)II任取一點C(xc，yc)，標(biāo)記 C' (xe,，ye,)為點C(xe，ye)在過點B的水平線上的投影點，標(biāo)記BC與BC'的夾角為a， 且-90° <a<90°，當(dāng)BC在BC'的逆時針方向時，a的符號取正，否則a取負(fù)；
[0065] a為矢量，由于a的實際角度很小，所述a的角度可以根據(jù)B(xb，yB)、C(xc，yc) 和C' (xe<，)進行近似計算，計算方式如下： yr-yc
[0066]以=arctan ^C~XB
[0067] (3)確定旋轉(zhuǎn)校正方法
[0068] 當(dāng)a的符號為正時，將軌底左區(qū)I和軌底右區(qū)II的所有點以點B(xb，yB)為基準(zhǔn) 點，順時針方向旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與a相等。
[0069] 否則，將軌底左區(qū)I和軌底右區(qū)II的所有點以點B(xb，yB)為基準(zhǔn)點，逆時針方向 旋轉(zhuǎn)校正，旋轉(zhuǎn)校正的度數(shù)與a相等。
[0070] 上述是通過軌底左區(qū)I中的任一點B(xb，yB)為基準(zhǔn)，確定旋轉(zhuǎn)校正角度并對軌底 左區(qū)I和軌底右區(qū)II的所有點進行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)校正。此外，還可以以軌底右區(qū)上的任一點 C(xc，ye)為基準(zhǔn)，相應(yīng)地確定旋轉(zhuǎn)校正的角度和旋轉(zhuǎn)校正的基點，旋轉(zhuǎn)校正的方法相同。
[0071] 步驟二：確定軌頭、軌腿計算區(qū)并進行旋轉(zhuǎn)校正
[0072] (1)確定軌頭和軌腿計算區(qū)
[0073] 在軌底左區(qū)I選取經(jīng)過上述校正后縱坐標(biāo)最小的點G' (xe,，ye,)，也就是ye，為 軌底左區(qū)I所有點經(jīng)過步驟一旋轉(zhuǎn)校正后各點的縱坐標(biāo)最小值，該點G' (X(；,，)旋轉(zhuǎn)校 正前的對應(yīng)掃描點為G(X(；，y<;);
[0074] 在軌底右區(qū)II選取經(jīng)過上述校正后縱坐標(biāo)最小的點H' (xH,，yH,)，也就是yH，為 軌底右區(qū)II所有點經(jīng)過步驟一旋轉(zhuǎn)校正后各點的縱坐標(biāo)最小值，該點H' (xH,，yH,)旋轉(zhuǎn)校 正前的對應(yīng)掃描點為H(xH，yH);
[0075] 如圖1，在重軌掃描斷面軌頭左側(cè)、右側(cè)分別選取縱坐標(biāo)屬于