本发明涉及钢轨加工，特别涉及一种基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备以及铣削方法。
背景技术：
1、地铁、轻轨、铁路，以及高铁等轨道交通中，采用钢轨作为运行导轨。钢轨的生产工艺包括如下步骤：将短钢轨进行对接焊接，焊接后，对焊缝进行推瘤、粗铣、热处理，以及精铣，加工成较长的钢轨，以便使用。
2、对于粗铣工艺，在进行粗铣前，需要采用检测装置对焊缝两端的截面进行检测，以形成粗铣加工的基准，目前常用的检测装置为接触式测量探头，检测时，将测量探头依次与焊缝两端的截面进行接触，以获得多个检测点，将多个检测点进行数据处理，以形成粗铣加工的基准。现有的接触式测量探头，需要与钢轨的截面接触，且针对一个截面需要变换位置以探测多个点，检测周期较长，影响整个粗铣工艺的加工周期，导致粗铣加工节拍难以满足实际需求。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提出一种基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备以及铣削方法，旨在解决现有的钢轨焊缝存在粗铣加工节拍较长的问题。
2、为实现上述目的，本发明提出的一种基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，包括：
3、机架，具有送料工位、定位工位、检测工位，以及铣削工位；
4、输送装置，对应所述送料工位设置，用以输送具有焊缝的钢轨；
5、夹具，对应所述定位工位设置，用以夹紧钢轨的焊缝在第一方向相对的两侧，其中，所述第一方向对应于钢轨的长度方向；
6、检测装置，对应所述检测工位设置，用于非接触式采集钢轨的焊缝在所述第一方向相对的两侧的截面轮廓，并基于所述截面轮廓生成焊缝铣削基准；
7、铣削装置，对应所述铣削工位设置且可活动，用以对钢轨的焊缝进行铣削加工；以及，
8、铣削控制装置，与所述检测装置通讯连接且与所述铣削装置电连接，用于根据所述检测装置生成的焊缝铣削基准控制所述铣削装置活动。
9、在一实施方式中，所述检测装置包括：
10、2d视觉识别相机，用以采集钢轨的焊缝在所述第一方向相对的两侧的截面轮廓；以及，
11、数据处理单元，分别与所述2d视觉识别相机和所述铣削控制装置通讯连接，用于将所述2d视觉识别相机采集的所述截面轮廓依次生成点云数据、曲线，以及曲面，并将所述曲面形成所述焊缝铣削基准；
12、其中，在第一方向的任意一侧，所述截面轮廓至少为两个。
13、在一实施方式中，所述夹具包括：
14、底部支撑结构，设置于钢轨焊缝在第三方向的一侧，用以支撑钢轨；
15、顶部压紧结构，设置于钢轨焊缝在第三方向的另一侧且可在第三方向移动，以实现压紧钢轨的顶部；以及，
16、侧向夹紧结构，设置于钢轨焊缝在第二方向相对的两侧且可在第二方向移动，以实现夹紧钢轨的两侧；
17、其中，所述第二方向对应于钢轨的侧向，所述第三方向对应于钢轨的高度方向。
18、在一实施方式中，所述顶部压紧结构包括可在第三方向移动的第一支撑杆、设置在所述第一支撑杆上的安装座，以及活动地设置在所述安装座上的压紧头，且所述压紧头与所述安装座之间设置有第一弹性件；和/或，
19、所述侧向夹紧结构包括第一侧向夹紧结构和第二侧向夹紧结构，所述第一侧向夹紧结构包括可在第二方向移动的第二支撑杆，以及设置在所述第二支撑杆上的夹紧头；
20、所述第二侧向夹紧结构包括可在第二方向移动的第三支撑杆，以及活动地设置在所述第三支撑杆上的夹紧件，所述夹紧件与所述夹紧头相对设置。
21、在一实施方式中，所述第一弹性件包括蝶形弹簧；和/或，
22、所述压紧头通过导向组件安装在所述安装座上，所述导向组件包括：
23、导向部，设置在所述压紧头上且朝向所述安装座设置；
24、配合部，设置在所述安装座上且与所述导向部相对应设置；
25、所述导向部和所述配合部其中之一为导向杆，另一为导向孔。
26、在一实施方式中，所述第一支撑杆包括第一液压油缸的活塞杆；和/或，
27、所述第二支撑杆包括第二液压油缸的活塞杆，所述第三支撑杆包括第三液压油缸的活塞杆；和/或，
28、所述侧向夹紧结构还包括位置传感器，所述位置传感器设置在所述第二支撑杆上且其检测端朝向所述夹紧件，用以检测所述夹紧头是否与钢轨的侧面接触。
29、在一实施方式中，所述夹紧件包括：
30、连接板，铰接设置在所述第三支撑杆上，所述连接板具有远离所述第三支撑杆的连接端；
31、夹紧板，铰接设置在所述连接端，所述夹紧板具有朝向所述夹紧头的夹紧面；
32、第二弹性件，设置在所述连接板与所述夹紧板之间。
33、在一实施方式中，所述夹紧面向远离所述夹紧头的方向倾斜设置。
34、在一实施方式中，所述基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备还包括：
35、刀架，设置在所述机架上且可转动，所述刀架具有取放刀工位；
36、至少一铣刀，安装在所述刀架的周向上，多个所述铣刀在所述第一方向和所述第二方向形成的水平面上的投影呈环形，且各所述铣刀的轴线与所述第一方向和所述第二方向形成的水平面之间的夹角不超过20°；以及，
37、铣刀转移装置，设置在所述机架上且可活动，所述铣刀转移装置的活动范围覆盖所述取放刀工位和所述铣削工位，用以将位于所述取放刀工位处的所述刀架上的铣刀转移至位于所述铣削工位处的所述铣削装置上，和/或，将位于所述铣削工位处的所述铣削装置上的铣刀转移至位于所述取放刀工位处的所述刀架上。
38、本发明还提出一种钢轨焊缝铣削方法，包括基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，所述基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备包括：
39、机架，具有送料工位、定位工位、检测工位，以及铣削工位；
40、输送装置，对应所述送料工位设置，用以输送具有焊缝的钢轨；
41、夹具，对应所述定位工位设置，用以夹紧钢轨的焊缝在第一方向相对的两侧，其中，所述第一方向对应于钢轨的输送方向；
42、检测装置，对应所述检测工位设置，用于非接触式采集钢轨的焊缝在第一方向相对的两侧的截面轮廓，并基于所述截面轮廓生成焊缝铣削基准；
43、铣削装置，对应所述铣削工位设置且可活动，用以对钢轨的焊缝进行铣削加工；以及，
44、铣削控制装置，与所述检测装置通讯连接且与所述铣削装置电连接，用于根据所述检测装置生成的焊缝铣削基准控制所述铣削装置活动。
45、本发明的技术方案中，输送装置用于输送待处理的钢轨，以使钢轨焊缝与铣削工位处相对应，夹具将钢轨焊缝在第一方向相对的两侧进行夹紧定位，检测装置采用非接触式的方式采集钢轨焊缝相对的两侧的截面轮廓，非接触式相较于接触式，可节约与钢轨截面接触和离开的时间，且可一次性采集钢轨截面轮廓，相较于变换位置进行多次取点而言，可进一步节约检测时间，有效降低铣削加工节拍，提高加工效率，以较好地满足实际需求。此外，基于截面轮廓可以提取600-1600个特征点，相较于现有的探测约20个点而言，所生成的焊缝铣削基准的精度更高，铣削控制装置根据焊缝铣削基准控制铣削装置活动，以对钢轨的焊缝进行铣削加工，有效提高铣削加工的质量。
46、本发明的技术方案通过采用视觉识别引导钢轨焊缝的铣削加工，既降低了铣削加工节拍，还提高了铣削加工精度，可实现高精度铣削加工，本发明的技术方案也适用于钢轨生产线中钢轨热处理后的精铣加工工艺中。
1.一种基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，所述检测装置包括：
3.如权利要求1所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，所述夹具包括：
4.如权利要求3所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，所述顶部压紧结构包括可在第三方向移动的第一支撑杆、设置在所述第一支撑杆上的安装座，以及活动地设置在所述安装座上的压紧头，且所述压紧头与所述安装座之间设置有第一弹性件；和/或，
5.如权利要求4所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，所述第一弹性件包括蝶形弹簧；和/或，
6.如权利要求4所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，所述第一支撑杆包括第一液压油缸的活塞杆；和/或，
7.如权利要求4所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，所述夹紧件包括：
8.如权利要求7所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，所述夹紧面向远离所述夹紧头的方向倾斜设置。
9.如权利要求3所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备，其特征在于，所述基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备还包括：
10.一种钢轨焊缝铣削方法，其特征在于，采用如权利要求1至9任一所述的基于视觉识别引导钢轨焊缝的铣削设备。
