(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111533816.7 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 中国铁道科 学研究院集团有限公司 金属及化学研究所 地址 100081 北京市海淀区大柳树路2号 二 区9幢 申请人 中国国家铁路集团有限公司 　 中国铁道科 学研究院集团有限公司 　 北京中铁科新材 料技术有限公司 (72)发明人 高振坤　邵丕彦　魏强　毛昆朋　 王莹莹　彭鹏　赵国　李金华　 李力　丁韦　张恒　郭犇　 (74)专利代理 机构 北京瑞恒信达知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11382 代理人 黄庆芳(51)Int.Cl. B23P 23/06(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G16Y 10/25(2020.01) G16Y 20/20(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) G16Y 40/20(2020.01) G05B 19/05(2006.01) (54)发明名称 钢轨焊接生产线的智能化管理系统及钢轨 焊接生产线 (57)摘要 本发明提供一种钢轨焊接生产线的智能化 管理系统及钢轨焊接生产线， 实现了钢轨闪光焊 接头生产过程全流程实时监控、 记录、 分析、 管 理。 本发明的智 能化管理系统包括： 采集数据的 多个信息采集设备； 多个工位计算机， 用于接收 和处理采集到的数据并将其传送至服务器， 并控 制各自的工位的作业； 服务器， 其解析和存储数 据， 并将规定的数据和/或解析结果传输至规定 的工位； 与多个工位计算机和服务器连接的网络 设备， 其中， 至少焊接工位和热处理工位的PLC控 制器能够将数据实时传输至服务器进行实时解 析， 至少焊接工位具有第一限位开关， 当第一限 位开关检测到钢轨到达指定位置时将该信息上 传给服务器， 辊道线被控制停止运行， 直至焊机 工作作业完成。 权利要求书3页 说明书9页 附图3页 CN 114290073 A 2022.04.08 CN 114290073 A 1.一种钢轨焊接生产线的智能化管理系统， 其特 征在于， 所述钢轨焊接生产线包括多个工位， 焊接前后的钢轨被载置于辊道线， 依次被输送至 所述多个工位， 各个工位具有PLC控制器， 所述智能化管理系统包括： 多个信息采集设备， 其分别被 配置在多个工位， 用于采集在各个工位产生的数据； 多个工位计算机， 其分别被配置在所述多个工位， 用于接收和 处理所述信息采集设备 所采集的数据并将其传送至服务器， 并且与各自工位的所述PLC控制器连接来对各自的工 位的作业进行控制； 服务器， 其经由网络设备与所述多个工位计算机连接， 接收来自所述多个工位计算机 的、 由所述多个信息采集设备所采集的数据， 对这些数据进 行解析和存储， 并根据需要将规 定的数据和/或解析 结果传输 至规定的工位； 网络设备， 其与所述多个工位计算机和所述服务器连接， 在这些工位计算机以及服务 器之间进行信息的传递， 其中， 所述多个工位中的至少焊接工位和热处理工位的所述PLC控制器具有数据接口， 能够将采集的生产过程的数据经由所述多个工位计算机和所述网络设备实时传输至所述 服务器， 由服 务器进行实时解析， 至少所述焊接工位具有第 一限位开关， 当所述第 一限位开关检测到钢轨到达指定位置 时能够将该信息上传给所述服务器， 在智能化管理系统的控制下辊道线停止运行， 直至焊 机工作作业完成。 2.如权利要求1所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 在所述焊接工位， 作为生产信息获取母材信 息， 生成接头编 号和长轨号， 焊接接头焊接 过程中产生的状态信息包括： 电压、 电流、 位移、 顶锻力、 时间、 焊接阶段、 顶锻量、 钢轨消耗、 夹紧工况、 热输入、 自动对中工况， 在所述焊接工位设置有自动贴标机， 焊接作业结束后， 由智能化管理系统生成并所述 打印接头号， 自动贴标机将包 含接头号的接 头信息二维码贴在轨 腰处。 3.如权利要求2所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 在后续工位通过用标签扫描枪扫描接头信 息， 能够以所述接头编 号和长轨号作为索引 把当前工位产生的新的生产信息记录下来， 各工位的生产信息通过所述网络设备上传至所 述服务器， 服务器建立相应数据库和数据分析系统， 将数据整合后将生产数据进行展示和 反馈。 4.如权利要求1所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 在所述热处理工位采集的信息包括： 操作员、 操作时间、 加工钢轨以及热处理过程中产 生的状态信息， 其中， 所述状态信息包括接头的加热曲线、 测温点的温度、 喷风时间、 频率、 功率。 5.如权利要求1所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 所述多个工位还包括平直度检测工位， 其安装有激光传感器、 第二限位开关、 直线滑轨 和平直度尺， 所述平直度尺可以沿所述 直线滑轨移动， 当辊道线将钢轨运送至平直度检测工位的所述第 二限位开关位置后停止运送， 所述激 光传感器 检测焊缝位置， 所述平直度尺 移动到焊缝位置进行平直度测量，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114290073 A 2所述平直度检测工位产生的数据信 息包括： 操作员、 操作时间、 加工钢轨以及检测过程 中产生的数据信息 。 6.如权利要求1所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 所述多个工位还包括安装有探伤仪的探伤工位， 所述探伤仪安装有全断面组合探头和 直线滑轨， 所述探伤仪能够沿所述 直线滑轨移动， 自动对每 个焊缝进行超声 波探伤， 所述探伤工位产生的数据信息包括： 操作员、 操作时间、 加工钢轨以及探伤过程中产生 的状态信息 。 7.如权利要求1 ‑6的任意1项所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 还 包括： 接头质量判定模块， 其将在焊接过程形成的焊接电压、 电流、 压力、 位移随时间的数据 与规定的阈值进行比较， 如果超出阈值则给出预警， 并结合后续的热 处理、 探伤或平直度的 数据对接 头的质量做出判断。 8.如权利要求7 所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 所述热处理工位包括对热处理时的接头温度进行测量的测温仪， 当所述测温仪测量的 接头温度与设定温度 的差超过正负50℃时， 所述接头质量判定模块判定为接头质量不合 格。 9.如权利要求7 所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 在平直度检测工位测量以接头为中心1m内的接头平直度， 所述接头质量判定模块将所 测量的接 头平直度与标准 值比较， 当与标准 值的偏差超过规定值时， 给 出预警或提 示。 10.如权利要求1 ‑6的任意1项所述的智能化管理系统， 其特 征在于， 所述多个信息采集设备所采集的数据， 还包括所述生产线中的生产设备的关键开关 量、 液压系统油压、 油温、 冷却水温度、 限位 开关信息的实测数据， 所述智能化管理系统还包括生产线健康状态预警模块， 其将所述设备状态实测数据与 预先存储的正常状态下的设备状态信息进 行比对， 当至少一个所述 实测数据与所对应的正 常状态下的设备状态信息之差超过阈值时， 进行 预警并将比较结果反馈 至所述生产线。 11.一种钢轨焊接生产线， 包括多个工位， 焊接前后的钢轨被载置于辊道线， 依次被输 送至所述多个工位， 各个工位具有PLC控制器， 其特征在于， 所述钢轨焊接生产线包括智能化管理系统， 所述智能化管理系统包括： 多个信息采集设备， 其分别被 配置在多个工位， 用于采集在各个工位产生的数据； 多个工位计算机， 其分别被配置在所述多个工位， 用于接收和 处理所述信息采集设备 所采集的数据并将其传送至服务器， 并且与各自工位的所述PLC控制器连接来对各自的工 位的作业进行控制； 服务器， 其经由网络设备与所述多个工位计算机连接， 接收来自所述多个工位计算机 的、 由所述多个信息采集设备所采集的数据， 对这些数据进 行解析和存储， 并根据需要将规 定的数据和/或解析 结果传输 至规定的工位； 网络设备， 其与所述多个工位计算机和所述服务器连接， 在这些工位计算机以及服务 器之间进行信息的传递， 其中， 所述多个工位中的至少焊接工位和热处理工位的所述PLC控制器具有数据接口， 能够将采集的生产过程的数据经由所述多个工位计算机和所述网络设备实时传输至所述权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114290073 A 3