レール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法
【課題】コストおよび手間をかけることなく、レールの継目部分の溶接余盛の削り過ぎや削り不足になることなく、正確かつ均一な削正作業を実行することができる、レール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法を提供する。
【解決手段】削正機構部５０の刃物５２がレールＲ等に接触していない無負荷状態で削正モータ５１により刃物５２を回転させ、その無負荷状態のときに削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測して記憶する。次に刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる過負荷電流値と無負荷電流値との比較により、レールＲの溶接余盛頂点の高さを計測する。同様にして溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールＲの頭頂面の高さを計測する。そして溶接余盛の頂点の高さとレールＲの頭頂面の高さとの差分に基づいて、レールＲの溶接余盛を削正する。
【解決手段】削正機構部５０の刃物５２がレールＲ等に接触していない無負荷状態で削正モータ５１により刃物５２を回転させ、その無負荷状態のときに削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測して記憶する。次に刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる過負荷電流値と無負荷電流値との比較により、レールＲの溶接余盛頂点の高さを計測する。同様にして溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールＲの頭頂面の高さを計測する。そして溶接余盛の頂点の高さとレールＲの頭頂面の高さとの差分に基づいて、レールＲの溶接余盛を削正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レールの継目部分の溶接余盛を削正するレール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レールの溶接余盛を削正する従来のレール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法として、手動で削正装置をレール上で進退移動させ溶接余盛を削正するもの（例えば、特許文献１参照。）や、レールの頭頂面の溶接形状を計測する計測センサやリニアスケール等を有し、そのデータに基づきのデータベースより、削正条件と削正シーケンスを自動計算するもの（例えば、特許文献２参照。）、さらには、制御部にスライドモータ及び切込みモータによって実現される砥石の切込みパターンを登録しておき、切込みパターンに基づいて、砥石を回転させつつ所定の削正区間を往復することで削正作業を行うようにしたものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２８４１０２号公報
【特許文献２】特開平０８−２４３８９４号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１のレール溶接余盛削正装置では、手動で削正装置をレール上で進退移動させ溶接余盛を削正していたため、溶接余盛を仕上げ基準より削りすぎてしまったり、あるいは削正量が少なかったり、正確かつ均一な削正作業が行えない、という課題があった。特に、作業に慣れていない作業者の場合、このようなことが起こる可能性があり、作業の品質も保てないことになる。
【０００５】
また、前記特許文献２，３のレール溶接余盛削正装置では、レールの継目部分の溶接余盛の形状や高さを計測する計測センサが必要であると共に、制御装置に予め削正パターンを登録する必要があるため、コストおよび手間がかかる、という課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、コストおよび手間をかけることなく、レールの継目部分の溶接余盛の削り過ぎや削り不足になることなく、正確かつ均一な削正作業を実行することができる、レール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明のレール溶接余盛削正装置は、レールの継目部分の溶接余盛を削正するレール溶接余盛削正装置であって、削正モータが刃物を回転させることによりレールの溶接余盛を削正する削正機構部と、スライドモータの回転により前記削正機構部をレールに沿って移動させる前後スライド機構部と、昇降モータの回転により前記削正機構部をレールに対し上下方向に昇降させる昇降機構部と、前記削正機構部、前記前後スライド機構部および前記昇降機構部の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記削正機構部をレールの上方に位置させた後、前記削正機構部の刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態で前記削正モータにより刃物を回転させ、その無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を求め記憶する無負荷電流値計測部と、前記削正モータにより刃物が回転している状態で前記削正機構部を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物がレール上の溶接余盛の頂点に接触し前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、レールの溶接余盛の頂点の高さを計測する溶接余盛頂点高さ計測部と、前記削正機構部をレールの溶接余盛から所定距離だけ移動させ、その後、前記削正モータにより前記刃物が回転している状態で前記削正機構部を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物が溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面に接触し、前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、当該レールの頭頂面の高さを計測するレール頭頂面高さ計測部と、前記溶接余盛頂点高さ計測部によって計測された前記レールの溶接余盛の頂点の高さと、前記レール頭頂面高さ計測部によって計測された前記レールの頭頂面の高さとの差分に基づいて、前記レールの溶接余盛の頂点の高さが前記レールの頭頂面の高さになるまで、回転している前記刃物をレールの溶接余盛上を前後に移動させ、レールの溶接余盛を削正させる削正制御部と、を有する、ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置である。
ここで、前記無負荷電流値計測部は、前記削正モータにより回転している前記刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより、前記削正モータに流れる無負荷電流値を求める、ようにすると良い。
また、前記無負荷電流値計測部は、前記削正モータにより回転している前記刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態のときに当該削正モータに流れる無負荷電流値を所定数サンプリングして平均化することにより、前記削正モータに流れる無負荷電流値を求める、ようにしても良い。
また、さらに、溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する０点調整機構部を有する、ようにすると良い。
また、本発明のレール溶接余盛削正方法は、レールの継目部分の溶接余盛を刃物により削正するレール溶接余盛削正方法であって、削正モータにより刃物をレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態で回転させ、その無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を求め記憶する工程と、前記削正モータにより刃物が回転している状態で当該刃物を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物がレール上の溶接余盛の頂点に接触し前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、レールの溶接余盛の頂点の高さを計測する工程と、前記刃物をレールの溶接余盛から所定距離だけ移動させ、前記削正モータにより前記刃物が回転している状態で当該刃物を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物が溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面に接触し、前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、当該レールの頭頂面の高さを計測する工程と、計測したレールの溶接余盛の頂点の高さとレールの溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面の高さとの差分に基づいて、前記レールの溶接余盛の頂点の高さが前記レールの頭頂面の高さになるまで、回転している前記刃物をレールの溶接余盛上を前後に移動させ、レールの溶接余盛を削正する工程と、を有することを特徴とするレール溶接余盛削正方法である。
ここで、さらに、溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する、ようにすると良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法によれば、計測センサを設けたり、削正パターンを登録する等のコストおよび手間をかけることなく、レールの継目部分の溶接余盛の頂点の高さおよびレールの頭頂面の高さを求めることができ、削り過ぎや削り不足に陥ることなく、正確かつ均一な削正作業を実行することができる。また刃物が回転している状態で、レールの溶接余盛や頭頂面に接触させて過負荷電流を検出してそれぞれの高さを計測するようにしたので、刃物の損傷も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体の平面図である。
【図２】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体の正面図である。
【図３】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体の右側面図である。
【図４】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体の左側面図である。
【図５】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置により削正するレールの継目部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図８】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１について説明する。
【００１１】
図１〜図６は、それぞれ、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１における削正装置本体の平面図、正面図、右側面図、左側面図、Ａ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。
【００１２】
本実施形態のレール溶接余盛削正装置１は、レールＲ上を移動してレールＲの継目部分の溶接余盛を削正するもので、後述する図８に示すように、制御部本体１０と、削正装置本体２０とから構成されている。
【００１３】
削正装置本体２０の構成から説明すると、図１〜図６に示すように、削正装置本体２０は、本体フレーム２１に、レールキャッチ２２ａ，２２ｂと、０点調整機構部２３と、昇降モータ３１の回転により削正機構部５０をレールに対し上下方向に昇降させる昇降機構部３０と、スライドモータ４１の回転により削正機構部５０をレールＲに沿って移動させる前後スライド機構部４０と、削正モータ５１の回転によりフライスチップ等が装着された刃物５２を回転させてレールの溶接余盛を削正する削正機構部５０等が搭載されて構成されている。なお、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１では、フライスチップ等が装着された刃物５２による溶接余盛を取り除く荒削りを行う。そのため、この荒削り後に、回転砥石等により仕上げ研磨等を行う。なお、本実施形態では、レールの溶接余盛部分だけでなく、刃物５２が回転した状態で当るその溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールＲ頭頂面についても研磨するようにしても良い。
【００１４】
昇降機構部３０や、前後スライド機構部４０および削正機構部５０の動作を制御する制御部本体１０は、この図１〜図６には図示されてなく、本体フレーム２１上に搭載されていても、あるいは本体フレーム２１とは別に制御ケーブルを介して操作盤やＰＬＣ、パソコン等に設置されていても良い。同様に、本装置１を駆動するための駆動電流を供給する可搬型の発電機も、この図１〜図６には図示されてなく、本体フレーム２１上に搭載されていても、あるいは本体フレーム２１とは別に運搬可能に構成されていて、電源ケーブル等を介して本装置１に発電した駆動電流を供給できるように構成されている。
【００１５】
本体フレーム２１は、図１に示すように、前側本体フレーム２１ａと、後側本体フレーム２１ｂとを、長尺の一対のスライド案内フレーム２１ｃ，２１ｄとからなり、前後スライド機構部４０の動作により本体フレーム２１内を昇降機構部３０および削正機構部５０がレールＲに沿って移動できるように構成している。
【００１６】
本体フレーム２１の前側本体フレーム２１ａと、後側本体フレーム２１ｂには、それぞれ、レールＲをキャッチする前側レールキャッチ２２ａと後側レールキャッチ２２ｂが取り付けられている。そして、前側本体フレーム２１ａと前側レールキャッチ２２ａの間には、レールＲの継目部分間において突合せ溶接の開先や、すみ肉溶接で必要寸法以上に表面から盛り上がった溶接余盛の傾きや形状等に合わせ、その溶接余盛を刃物５２が削正できるように、溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛の頂点からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する０点調整機構部２３が取り付けられている。
【００１７】
スライド案内フレーム２１ｃ，２１ｄには、それぞれ、長手方向に、移動用スライドブロック２１ｃ１，２１ｄ１がベアリング等を介してスライド可能に取り付けられており、この移動用スライドブロック２１ｃ１，２１ｄ１の上に、昇降機構部３０と、前後スライド機構部４０と、削正機構部５０とが搭載されており、前後スライド機構部４０のスライドモータ４１の回転により、削正機構部５０と昇降機構部３０とが、スライド案内フレーム２１ｃ，２１ｄの両端間をスライドする。
【００１８】
また、図２に示すように、削正機構部５０の下方先端には、削正モータ５１の回転により回転して溶接余盛を研削や荒削り等して削正するフライスチップや等の刃物５２が装着されている。
【００１９】
図７は、本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置１により削正するレールＲの継目部分を拡大して示す部分拡大図である。
【００２０】
レールＲの継目部分を接続する際には、溶接により接続するが、その際、図７に示すように、その継目部分にレールＲの頭頂面より盛り上がる溶接余盛Ｗが形成される。そのため、実施形態のレール溶接余盛削正装置１では、この溶接余盛ＷがレールＲ頭頂面の高さと同じになるように削正（研削）する。ここで、レールＲを接続する際には、レールＲの継目部分が高くなるように、図７に示すようにレールＲ自体を傾斜させて接続する。
【００２１】
このように、レールＲの継目部分が高くなるようにレールＲ自体を傾斜させて接続しており、しかも溶接余盛Ｗの高さ等も、溶接余盛Ｗ毎に異なる。そのため、前側本体フレーム２１ａと前側レールキャッチ１２ａの間の０点調整機構部２３（図１や図２等参照。）により、各溶接余盛Ｗの高さ等に合わせて刃物５２が常にレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを段差なく削正できるように、本装置に対するレールＲの高さの基準点である０点を溶接余盛Ｗ毎に調整する。つまり、０点調整機構部２３は、溶接余盛Ｗ毎に、０点の読取りを各溶接余盛Ｗの頂点からレールＲの長手方向に例えば１５０ｍｍ離れた溶接余盛Ｗの存在しないレールＲの頭頂面で行い、溶接余盛Ｗ毎に０点の調整を行う。そのため、溶接余盛Ｗ毎に、常に各溶接余盛Ｗから近い点で、しかも溶接余盛Ｗの存在しないレールＲの頭頂面で０点調整を行うので、溶接余盛Ｗの削り過ぎがなくなる。
【００２２】
図８は、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１の制御部本体１０の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図８に示すように、制御部本体１０は、例えば、昇降モータ制御部１０ａと、スライドモータ制御部１０ｂと、削正モータ制御部１０ｃとを有し、削正モータ制御部１０ｃは、無負荷電流値計測部１０ｃ１と、溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２と、レール頭頂面高さ計測部１０ｃ３と、削正制御部１０ｃ４とを有する。
【００２４】
昇降モータ制御部１０ａは、昇降モータ３１に取り付けられたロータリエンコーダ（図示せず）や昇降機構部３０に取り付けられた鉛直方向位置センサ等の鉛直方向位置検出部３２からのパルス信号や上下位置信号に基づいて昇降モータ３１の昇降動作を制御するものである。
【００２５】
スライドモータ制御部１０ｂは、スライドモータ４１に取り付けられたロータリエンコーダ（図示せず）や、スライド案内フレーム２１ｃ，２１ｄまたは移動用スライドブロック２１ｃ１，２１ｄ１に設けられた水平方向位置センサ等の水平方向位置検出部４２からのパルス信号や水平方向位置信号に基づいてスライドモータ４１のスライド動作を制御するものである。
【００２６】
無負荷電流値計測部１０ｃ１は、削正機構部５０をレールＲの上方に位置させた後、削正機構部５０下方の刃物５２がレールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態で、削正モータ５１により刃物５２を回転させ、その無負荷状態のときに削正モータ５１に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより無負荷電流値を求め、内蔵メモリ（図示せず。）等に記憶するものである。
【００２７】
溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２は、削正モータ５１により刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる電流値と、無負荷電流値計測部１０ｃ１が計測して記憶している無負荷電流値との比較により、回転している刃物５２がレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点に接触し削正モータ５１に過負荷電流が流れることを検出して、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さを計測するものである。
【００２８】
レール頭頂面高さ計測部１０ｃ３は、削正機構部５０をレールＲの溶接余盛Ｗから所定距離だけ移動させ、その後、削正モータ５１により刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる電流値と、無負荷電流値計測部１０ｃ１が計測して記憶している無負荷電流値との比較により、回転している刃物５２がレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点に接触し削正モータ５１に過負荷電流が流れることを検出して、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲの頭頂面の高さを計測するものである。
【００２９】
削正制御部１０ｃ４は、溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２によって計測されたレールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さと、レール頭頂面高さ計測部１０ｃ３によって計測されたレールＲの頭頂面の高さとの差分に基づいて、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さがレールＲの頭頂面の高さになるまで、回転している刃物５２をレールＲの溶接余盛Ｗ上を前後に移動させ、レールＲの溶接余盛Ｗを削正させるものである。
【００３０】
なお、制御部本体１０には、作業者が本装置１に対し、作業開始指令や、作業終了指令、その他、本装置を動作させるための各種指令を送信できるように、表示灯付のリモコン等の操作盤１０ｄが接続されている。
【００３１】
次に、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１の動作である、本実施形態のレール溶接余盛削正方法をフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
図９は、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１の動作を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１では、本装置の本体フレーム２１内にレールＲ上の削正すべき溶接余盛Ｗが位置するように、本装置１をレールＲ上にセットし、必要あれば０点調整機構部２３により本装置に対するレールＲの高さの基準点である０点を調整して、正しい削正開始位置、すなわち０点にセットされているか否かを作業者により判断する（ステップＳ１００）。なお、０点調整機構部２３の操作は、作業者が０点調整機構部２３のハンドルを操作して手動で行う。また、この削正開始位置調整時点では、削正機構部５０は下降してなく、削正機構部５０の刃物５２は、レールＲ継目部分の溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に接触していない無負荷状態にあるものとする
【００３４】
ここで、正しい削正開始位置にセットされていない、と作業者が判断した場合（ステップＳ１００“ＮＯ”）、０点調整機構部２３により０点を調整して、正しい削正開始位置に調整して、再度、ステップＳ１００の処理により判断する。尚、０点調整機構部２３は、上述したように、溶接余盛Ｗ毎に、０点の読取りおよび調整を各溶接余盛ＷからレールＲの長手方向に１５０ｍｍ離れた溶接余盛ｗに近接した地点で行うので、溶接余盛Ｗの削り過ぎがなくなる。
【００３５】
これに対し、作業者が正しい削正開始位置にセットされたと判断した場合（ステップＳ１００“ＮＯ”）、続いて作業者は、操作盤１０ｄを操作して削正モータ制御部１０ｃから削正モータ５１に制御信号を送る。つまり、削正モータ制御部１０ｃは、削正機構部５０下方の刃物５２がレールＲ継目部分の溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に接触していない無負荷状態で削正モータ５１を回転させ（ステップ１１０）、削正モータ制御部１０ｃの無負荷電流値計測部１０ｃ１に、削正モータ５１が無負荷状態で回転が安定した時の無負荷電流値を計測し平均化させ、メモリ等に記憶させる（ステップ１２０）。無負荷電流値を計測するのは、後述するように、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗ毎にセンサを設けることなく、削正モータ５１に流れる無負荷電流値と過負荷電流値とから、溶接余盛Ｗ毎に、溶接余盛Ｗの頂点の高さと、その溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲ頭頂面の高さとを検出するためである。
【００３６】
ここで、削正モータ制御部１０ｃの無負荷電流値計測部１０ｃ１は、レールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態のときに、削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化し、削正モータ５１への過負荷電流の検出の際の基準値として使用する。これは、本装置では、非常に長いレールＲ上を移動して溶接余盛Ｗを削正するため、本装置に搭載等して移動可能な発電機により発電した、通常の電源より不安定な電流を削正モータ５１等に駆動電流として供給するからである。そのため、削正モータ制御部１０ｃの無負荷電流値計測部１０ｃ１は、無負荷状態で回転が安定した削正モータ５１に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化し、削正モータ５１への過負荷電流の検出の際の基準値としている。これにより、発電機が発電した電流値や電圧値が不安定な電流を削正モータ５１の駆動電流として使用する場合でも、最適な削正モータ５１の基準値を得ることができる。なお、削正モータ制御部１０ｃの無負荷電流値計測部１０ｃ１は、無負荷状態における削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化するのではなく、レールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態における削正モータを回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定数サンプリングして平均化し、削正モータ５１への過負荷電流の検出の際の基準値として使用するようにしても勿論よい。
【００３７】
次に、無化電流値の計測および記憶が終了すると、作業者は、操作盤１０ｄ等を操作して、制御部本体１０のスライドモータ制御部１０ｂからスライドモータ４１に制御信号を送り、昇降機構部３０および削正機構部５０をレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点上方に移動させる（ステップ１３０）。
【００３８】
次に、作業者は、操作盤１０ｄ等を操作して、制御部本体１０の昇降モータ制御部１０ａから昇降機構部３０に制御信号を送り、刃物５２が回転した状態のまま削正機構部５０を下降させ（ステップ１４０）、削正モータ５１に過負荷電流が流れるか否かを削正モータ制御部１０ｃの溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２に判断させる（ステップ１５０）。溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２における削正モータ５１の過負荷電流が流れるか否かの判断は、例えば、ステップ１２０にて無負荷電流値計測部１０ｃ１が計測して記憶した無負荷電流値と、削正モータ５１に流れる電流値とを比較し、削正モータ５１に流れる電流値が無負荷電流値より大きくなった場合には、回転している刃物５２がレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点に接触して、削正モータ５１に過負荷電流が流れたものと判断する。なお、ステップ１４０にて、削正機構部５０等を下降させる際、削正モータ制御部１０ｃは、鉛直方向位置検出部３２を構成する昇降モータ３１の回転軸等の回転数を検出するロータリエンコーダ等から発せられるパルス信号を入力しているものとする。
【００３９】
そして、刃物５２が回転した状態のまま削正機構部５０が下降し（ステップ１４０）、刃物５２がレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点（最高点）に当り、削正モータ制御部１０ｃの溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２が削正モータ５１に過負荷電流が流れたものと判断すると（ステップ１５０“ＹＥＳ”）、溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２は、昇降モータ３１の回転軸等の回転数を検出する鉛直方向位置検出部３２から発せられたパルス信号に基づいて、昇降モータ３１の回転が始まり削正モータ５１に過負荷電流が流れるまでのパルスの累積数をカウントして、昇降モータ３１の回転数から削正機構部５０や刃物５２の下降距離を求め、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さ（最高点）を検出する（ステップＳ１６０）。
【００４０】
次に、制御部本体１０のスライドモータ制御部１０ｂは、スライドモータ４１に制御信号を送り、スライドモータ４１を回転させ、削正機構部５０をレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗから前方向あるいは後方向に溶接余盛Ｗの幅より大きい所定距離、例えば、１５０〜２００ｍｍほど移動させる（ステップ１７０）。これにより、削正機構部５０は、溶接余盛Ｗの頂点から溶接余盛Ｗのない溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面（踏面）まで移動できる。その際、溶接余盛Ｗの頂点から１５０ｍｍ離れた地点である０点の調整位置に移動するようにすると、本来なら高さ０となる０点の高さを後述するＳ１９０の処理により再度検出することが可能となるので、測定精度を向上させることが可能となる。つまり、後述するＳ１９０の処理により０点の高さを再度検出した際、０から余りにかけ離れた値になった場合は、再度、その値を用いて０点調整を行ってＳ１１０以降の処理を行なうことにより、測定精度が向上する。
【００４１】
次いで、制御部本体１０の昇降モータ制御部１０ａは、昇降モータ３１に制御信号を送り、昇降モータ３１を回転させ、刃物５２が回転した状態のまま削正機構部５０を下降させると、削正モータ制御部１０ｃのレール頭頂面高さ計測部１０ｃ３は、ステップ１５０の場合と同様に、無負荷電流値計測部１０ｃ１が計測して記憶している無負荷電流値と比較して削正モータ５１に過負荷電流が流れるか否かを判断する（ステップ１８０）。
【００４２】
ここで、削正モータ制御部１０ｃのレール頭頂面高さ計測部１０ｃ３は、無負荷電流値と比較して削正モータ５１に対し過負荷電流が流れたものと判断すると（ステップ１８０“ＹＥＳ”）、刃物５２が溶接余盛ＷのないレールＲの頭頂点に当ったことを示しているので、その時に鉛直方向位置検出部３２から発せられたパルス信号の累積数より、削正機構部５０や刃物５２の下降距離を計測して、溶接余盛Ｗの頂点から溶接余盛Ｗの大きさより大きい１５０〜２００ｍｍほどの所定距離離れた溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の高さを計測する（ステップ１９０）。これにより、削正モータ制御部１０ｃは、仕上げ基準より削り過ぎない最低点を検出することができる。なお、前述したように、溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面にも回転した状態の刃物５２が当るので、後でこの部分につても研磨等の仕上げ加工を行う。
【００４３】
そして、削正モータ制御部１０ｃの削正制御部１０ｃ４は、ステップ１６０の処理により溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２が計測したレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さと、ステップ１９０の処理によりレール頭頂面高さ計測部１０ｃ３が計測した溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の高さとの差分を求め（ステップ２００）、求めた溶接余盛Ｗの頂点の高さと、溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の高さとの差分から、削正機構部５０により１回（１走行）当りの所定の研削ピッチにより除算することにより、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの上を何回走行して研削する必要があるかを示す走行必要回数（研削必要回数）を求める（ステップ２１０）。なお、本実施形態では、削正機構部５０により１走行当り、すなわち溶接余盛Ｗを１回通過する毎の所定の研削ピッチは、例えば、０．２ｍｍとする。そのため、例えば、溶接余盛Ｗの頂点の高さと、溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の高さとの差分が５．０ｍｍの場合、走行必要回数（研削必要回数）は、５．０ｍｍ／０．２ｍｍ＝２５回と求めることができる。
【００４４】
次に、制御部本体１０の昇降モータ制御部１０ａは、昇降モータ３１に制御信号を送り、刃物５２の先端がステップＳ１６０にて求めたレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さよりもその研削ピッチだけ低い高さになるように削正機構部５０等を移動させる（ステップＳ２２０）。
【００４５】
そして、制御部本体１０のスライドモータ制御部１０ｂは、スライドモータ４１に制御信号を送り、スライドモータ４１を逆回転させ、削正機構部５０等を再度レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点に向かってスライドさせ（ステップＳ２３０）、削正機構部５０を水平移動させながら削正モータ５１により回転する刃物５２によってレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを研削させる（ステップＳ２４０）。ここで、ステップＳ２３０におけるスライド距離は、例えば、高さを計測した２点、すなわち溶接余盛Ｗの頂点の水平位置と、その溶接余盛Ｗから所定距離離れたレールＲ頭頂面の水平位置までの距離の２倍、すなわち、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを完全に通過するようにスライドさせる。例えば、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の水平位置と、溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の水平位置までの距離が１５０ｍｍ〜２００ｍｍであったので、その２倍の３００ｍｍ〜４００ｍｍほどスライドさせて、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを完全に通過させ、その通過の際に、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを、研削ピッチの例えば０．２ｍｍだけ研削する。
【００４６】
次に、削正モータ制御部１０ｃの削正制御部１０ｃ４は、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを所定の研削ピッチ（０．２ｍｍ）だけ研削して溶接余盛Ｗを通過する毎に、ステップ２１０で求めた走行必要回数（研削必要回数）に達したか否かを判断する（ステップ２５０）。
【００４７】
そして、削正モータ制御部１０ｃの削正制御部１０ｃ４は、走行回数（研削回数）がステップ２１０で求めた走行必要回数（研削必要回数）に達していないと判断した場合は（ステップ２５０“ＮＯ”）、さらに、昇降モータ３１に制御信号を送り、削正機構部５０下端の刃物５２先端を所定の研削ピッチだけ低くなるように削正機構部５０等を下降させ（ステップＳ２６０）、続いて走行回数（研削回数）を＋１カウントアップして（ステップＳ２７０）、ステップＳ２３０の処理に戻る。
【００４８】
ステップ２３０の処理に戻ると、ステップＳ２３０以降の処理を再度実行する。つまり、前述したように、スライドモータ４１を逆回転させ、削正機構部５０等を再度レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗ頂点に向かってスライドさせ（ステップＳ２３０）、刃物５２によってレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを所定の研削ピッチ（０．２ｍｍ）だけ研削させながら（ステップＳ２４０）、走行回数（研削回数）に達したか否かを判断（ステップ２５０）する。そして、走行回数（研削回数）がステップ２１０で求めた走行必要回数（研削必要回数）に達していないと判断した場合は（ステップ２５０“ＮＯ”）、削正機構部５０下端の刃物５２先端を所定の研削ピッチ（０．２ｍｍ）だけ低くなるように削正機構部５０等を下降させ（ステップＳ２６０）、続いて走行回数（研削回数）を＋１カウントアップして（ステップＳ２７０）、再度ステップＳ２３０の処理に戻る。
【００４９】
これに対し、走行回数（研削回数）がステップ２１０で求めた走行必要回数（研削必要回数）に達した場合には（ステップ２５０“ＹＥＳ”）、ステップＳ１９０で求めた溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れた溶接余盛Ｗ横のレールＲの頭頂面の高さまで削正（研削）したことになるので、以上の削正処理を終了する。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法によれば、無負荷状態で削正モータ５１により刃物５２を回転させ、その無負荷状態のときに削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測して記憶し、その後、削正モータ５１により刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる電流値と無負荷電流値との比較により、回転している刃物５２がレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点に接触し、削正モータ５１に過負荷電流が流れることを検出して、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さを計測する。その後、削正機構部をレールＲの溶接余盛Ｗから所定距離だけ移動させ、その後、削正モータ５１により刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる電流値と無負荷電流値との比較により、回転している刃物５２がレールＲの頭頂面に接触し、削正モータ５１に過負荷電流が流れることを検出して、溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲ頭頂面の高さを計測する。そして、溶接余盛Ｗの頂点の高さと、その溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲの頭頂面の高さとの差分に基づいて、溶接余盛Ｗの頂点の高さがレールＲ頭頂面の高さになるまで、回転している刃物５２を溶接余盛Ｗ上を前後に移動させ、その溶接余盛Ｗを削正させるようにしたため、計測センサを設けたり、削正パターンを登録する等のコストおよび手間をかけることなく、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さおよびレールＲ頭頂面の高さを計測することができ、削り過ぎや削り不足に陥ることなく、正確かつ均一な削正作業を実行することができる。
【００５１】
特に、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、削正モータ制御部１０の無負荷電流値計測部１０ｃ１は、削正機構部５０の刃物５２が回転している状態で、溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に接触させて過負荷電流を検出することにより、レールＲの継目部分の溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面の高さを計測するようにしたので、刃物５２の損傷を防止して、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さおよびレールＲ頭頂面の高さを計測することができる。
【００５２】
また、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、制御部本体１０は、削正機構部５０の刃物５２がレールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態における削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより、削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測するようにしたので、持ち運び可能な発電機等で発電した電流値や電圧値の安定していない電流であっても正確な無負荷電流値を計測することが可能となり、計測センサ等を設けなくても、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さおよびレールＲ頭頂面の高さを正確に検出することが可能となる。
【００５３】
なお、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、制御部本体１０の無負荷電流値計測部１０ｃ１は、削正機構部５０の刃物５２がレールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態における削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより、削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測するように説明したが、本発明では、これに限らず、制御部本体１０の無負荷電流値計測部１０ｃ１は、削正機構部５０の刃物５２がレールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態における削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定数サンプリングして平均化して削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測するようにしても良い。このようにしても、同様に、持ち運び可能な発電機等で発電した電流値や電圧値の安定していない電流であっても正確な無負荷電流値を計測することが可能となり、計測センサ等を設けなくても、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さおよびレールＲ頭頂面の高さを正確に検出することが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、制御部本体１０を図８に示すように構成して説明したが、図８に示す制御部本体１０の構成は、あくまで一例であり、本発明では、図８に示すように構成されてなくても良いし、さらには、図８とは異なる形に分割されて構成されていても勿論よい。例えば、無負荷電流値計測部１０ｃ１等が削正モータ制御部１０ｃの外に設けられていても良いし、無負荷電流値計測部１０ｃ１等が制御部本体１０内ではなく、削正装置本体２０外、例えば、削正装置本体２０側に設けられていても良い。また、制御部本体１０は、図８に示すようにハードウエア的に構成するのではなく、ＣＰＵと、このＣＰＵに図９に示す本実施形態のレール溶接余盛削正方法を実行させるためのプログラムを格納したメモリ等のプログラム記憶部とによりソフトウエア的に構成しても勿論よい。
【００５５】
また、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、刃物５２のチップ（刃）等が損傷しないように、削正モータ５１により刃物５２を回転させた状態で、無負荷状態のときに削正モータ５１に流れる無負荷電流値と、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点とその溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲ頭頂面とに接触した負荷状態荷解きに流れる過負荷電流値とに基づいて、溶接余盛Ｗの頂点の高さとレールＲ頭頂面の高さとを求めて説明したが、刃物５２のチップ（刃）等が頑丈な場合には、削正モータ５１により刃物５２を回転させない状態で昇降モータ３１に流れる電流値、すなわち刃物５２がレールＲの継目部分の溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に当っていない無負荷状態のときに昇降モータ３１に流れる無負荷電流値と、刃物５２が溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に当った過負荷状態のときに昇降モータ３１に流れる過負荷電流値とに基づいて、溶接余盛Ｗの高さとレールＲ頭頂面の高さとを計測するようにしても勿論よい。
【符号の説明】
【００５６】
１ レール溶接余盛削正装置
１０ 制御部本体
１０ａ 昇降モータ制御部
１０ｂ スライドモータ制御部
１０ｃ 削正モータ制御部
１０ｃ１ 無負荷電流値計測部
１０ｃ２ 溶接余盛頂点高さ計測部
１０ｃ３ レール頭頂面高さ計測部
１０ｃ４ 削正制御部
２０ 削正装置本体
３０ 昇降機構部
３１ 昇降モータ
４０ 前後スライド機構部
４１ スライドモータ
５０ 削正機構部
５１ 削正モータ
５２ 刃物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レールの継目部分の溶接余盛を削正するレール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レールの溶接余盛を削正する従来のレール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法として、手動で削正装置をレール上で進退移動させ溶接余盛を削正するもの（例えば、特許文献１参照。）や、レールの頭頂面の溶接形状を計測する計測センサやリニアスケール等を有し、そのデータに基づきのデータベースより、削正条件と削正シーケンスを自動計算するもの（例えば、特許文献２参照。）、さらには、制御部にスライドモータ及び切込みモータによって実現される砥石の切込みパターンを登録しておき、切込みパターンに基づいて、砥石を回転させつつ所定の削正区間を往復することで削正作業を行うようにしたものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２８４１０２号公報
【特許文献２】特開平０８−２４３８９４号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１のレール溶接余盛削正装置では、手動で削正装置をレール上で進退移動させ溶接余盛を削正していたため、溶接余盛を仕上げ基準より削りすぎてしまったり、あるいは削正量が少なかったり、正確かつ均一な削正作業が行えない、という課題があった。特に、作業に慣れていない作業者の場合、このようなことが起こる可能性があり、作業の品質も保てないことになる。
【０００５】
また、前記特許文献２，３のレール溶接余盛削正装置では、レールの継目部分の溶接余盛の形状や高さを計測する計測センサが必要であると共に、制御装置に予め削正パターンを登録する必要があるため、コストおよび手間がかかる、という課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、コストおよび手間をかけることなく、レールの継目部分の溶接余盛の削り過ぎや削り不足になることなく、正確かつ均一な削正作業を実行することができる、レール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明のレール溶接余盛削正装置は、レールの継目部分の溶接余盛を削正するレール溶接余盛削正装置であって、削正モータが刃物を回転させることによりレールの溶接余盛を削正する削正機構部と、スライドモータの回転により前記削正機構部をレールに沿って移動させる前後スライド機構部と、昇降モータの回転により前記削正機構部をレールに対し上下方向に昇降させる昇降機構部と、前記削正機構部、前記前後スライド機構部および前記昇降機構部の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記削正機構部をレールの上方に位置させた後、前記削正機構部の刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態で前記削正モータにより刃物を回転させ、その無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を求め記憶する無負荷電流値計測部と、前記削正モータにより刃物が回転している状態で前記削正機構部を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物がレール上の溶接余盛の頂点に接触し前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、レールの溶接余盛の頂点の高さを計測する溶接余盛頂点高さ計測部と、前記削正機構部をレールの溶接余盛から所定距離だけ移動させ、その後、前記削正モータにより前記刃物が回転している状態で前記削正機構部を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物が溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面に接触し、前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、当該レールの頭頂面の高さを計測するレール頭頂面高さ計測部と、前記溶接余盛頂点高さ計測部によって計測された前記レールの溶接余盛の頂点の高さと、前記レール頭頂面高さ計測部によって計測された前記レールの頭頂面の高さとの差分に基づいて、前記レールの溶接余盛の頂点の高さが前記レールの頭頂面の高さになるまで、回転している前記刃物をレールの溶接余盛上を前後に移動させ、レールの溶接余盛を削正させる削正制御部と、を有する、ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置である。
ここで、前記無負荷電流値計測部は、前記削正モータにより回転している前記刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより、前記削正モータに流れる無負荷電流値を求める、ようにすると良い。
また、前記無負荷電流値計測部は、前記削正モータにより回転している前記刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態のときに当該削正モータに流れる無負荷電流値を所定数サンプリングして平均化することにより、前記削正モータに流れる無負荷電流値を求める、ようにしても良い。
また、さらに、溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する０点調整機構部を有する、ようにすると良い。
また、本発明のレール溶接余盛削正方法は、レールの継目部分の溶接余盛を刃物により削正するレール溶接余盛削正方法であって、削正モータにより刃物をレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態で回転させ、その無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を求め記憶する工程と、前記削正モータにより刃物が回転している状態で当該刃物を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物がレール上の溶接余盛の頂点に接触し前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、レールの溶接余盛の頂点の高さを計測する工程と、前記刃物をレールの溶接余盛から所定距離だけ移動させ、前記削正モータにより前記刃物が回転している状態で当該刃物を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物が溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面に接触し、前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、当該レールの頭頂面の高さを計測する工程と、計測したレールの溶接余盛の頂点の高さとレールの溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面の高さとの差分に基づいて、前記レールの溶接余盛の頂点の高さが前記レールの頭頂面の高さになるまで、回転している前記刃物をレールの溶接余盛上を前後に移動させ、レールの溶接余盛を削正する工程と、を有することを特徴とするレール溶接余盛削正方法である。
ここで、さらに、溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する、ようにすると良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレール溶接余盛削正装置およびレール溶接余盛削正方法によれば、計測センサを設けたり、削正パターンを登録する等のコストおよび手間をかけることなく、レールの継目部分の溶接余盛の頂点の高さおよびレールの頭頂面の高さを求めることができ、削り過ぎや削り不足に陥ることなく、正確かつ均一な削正作業を実行することができる。また刃物が回転している状態で、レールの溶接余盛や頭頂面に接触させて過負荷電流を検出してそれぞれの高さを計測するようにしたので、刃物の損傷も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体の平面図である。
【図２】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体の正面図である。
【図３】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体の右側面図である。
【図４】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体の左側面図である。
【図５】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体のＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における削正装置本体のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置により削正するレールの継目部分を拡大して示す部分拡大図である。
【図８】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置における制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１について説明する。
【００１１】
図１〜図６は、それぞれ、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１における削正装置本体の平面図、正面図、右側面図、左側面図、Ａ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。
【００１２】
本実施形態のレール溶接余盛削正装置１は、レールＲ上を移動してレールＲの継目部分の溶接余盛を削正するもので、後述する図８に示すように、制御部本体１０と、削正装置本体２０とから構成されている。
【００１３】
削正装置本体２０の構成から説明すると、図１〜図６に示すように、削正装置本体２０は、本体フレーム２１に、レールキャッチ２２ａ，２２ｂと、０点調整機構部２３と、昇降モータ３１の回転により削正機構部５０をレールに対し上下方向に昇降させる昇降機構部３０と、スライドモータ４１の回転により削正機構部５０をレールＲに沿って移動させる前後スライド機構部４０と、削正モータ５１の回転によりフライスチップ等が装着された刃物５２を回転させてレールの溶接余盛を削正する削正機構部５０等が搭載されて構成されている。なお、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１では、フライスチップ等が装着された刃物５２による溶接余盛を取り除く荒削りを行う。そのため、この荒削り後に、回転砥石等により仕上げ研磨等を行う。なお、本実施形態では、レールの溶接余盛部分だけでなく、刃物５２が回転した状態で当るその溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールＲ頭頂面についても研磨するようにしても良い。
【００１４】
昇降機構部３０や、前後スライド機構部４０および削正機構部５０の動作を制御する制御部本体１０は、この図１〜図６には図示されてなく、本体フレーム２１上に搭載されていても、あるいは本体フレーム２１とは別に制御ケーブルを介して操作盤やＰＬＣ、パソコン等に設置されていても良い。同様に、本装置１を駆動するための駆動電流を供給する可搬型の発電機も、この図１〜図６には図示されてなく、本体フレーム２１上に搭載されていても、あるいは本体フレーム２１とは別に運搬可能に構成されていて、電源ケーブル等を介して本装置１に発電した駆動電流を供給できるように構成されている。
【００１５】
本体フレーム２１は、図１に示すように、前側本体フレーム２１ａと、後側本体フレーム２１ｂとを、長尺の一対のスライド案内フレーム２１ｃ，２１ｄとからなり、前後スライド機構部４０の動作により本体フレーム２１内を昇降機構部３０および削正機構部５０がレールＲに沿って移動できるように構成している。
【００１６】
本体フレーム２１の前側本体フレーム２１ａと、後側本体フレーム２１ｂには、それぞれ、レールＲをキャッチする前側レールキャッチ２２ａと後側レールキャッチ２２ｂが取り付けられている。そして、前側本体フレーム２１ａと前側レールキャッチ２２ａの間には、レールＲの継目部分間において突合せ溶接の開先や、すみ肉溶接で必要寸法以上に表面から盛り上がった溶接余盛の傾きや形状等に合わせ、その溶接余盛を刃物５２が削正できるように、溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛の頂点からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する０点調整機構部２３が取り付けられている。
【００１７】
スライド案内フレーム２１ｃ，２１ｄには、それぞれ、長手方向に、移動用スライドブロック２１ｃ１，２１ｄ１がベアリング等を介してスライド可能に取り付けられており、この移動用スライドブロック２１ｃ１，２１ｄ１の上に、昇降機構部３０と、前後スライド機構部４０と、削正機構部５０とが搭載されており、前後スライド機構部４０のスライドモータ４１の回転により、削正機構部５０と昇降機構部３０とが、スライド案内フレーム２１ｃ，２１ｄの両端間をスライドする。
【００１８】
また、図２に示すように、削正機構部５０の下方先端には、削正モータ５１の回転により回転して溶接余盛を研削や荒削り等して削正するフライスチップや等の刃物５２が装着されている。
【００１９】
図７は、本発明に係る実施形態のレール溶接余盛削正装置１により削正するレールＲの継目部分を拡大して示す部分拡大図である。
【００２０】
レールＲの継目部分を接続する際には、溶接により接続するが、その際、図７に示すように、その継目部分にレールＲの頭頂面より盛り上がる溶接余盛Ｗが形成される。そのため、実施形態のレール溶接余盛削正装置１では、この溶接余盛ＷがレールＲ頭頂面の高さと同じになるように削正（研削）する。ここで、レールＲを接続する際には、レールＲの継目部分が高くなるように、図７に示すようにレールＲ自体を傾斜させて接続する。
【００２１】
このように、レールＲの継目部分が高くなるようにレールＲ自体を傾斜させて接続しており、しかも溶接余盛Ｗの高さ等も、溶接余盛Ｗ毎に異なる。そのため、前側本体フレーム２１ａと前側レールキャッチ１２ａの間の０点調整機構部２３（図１や図２等参照。）により、各溶接余盛Ｗの高さ等に合わせて刃物５２が常にレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを段差なく削正できるように、本装置に対するレールＲの高さの基準点である０点を溶接余盛Ｗ毎に調整する。つまり、０点調整機構部２３は、溶接余盛Ｗ毎に、０点の読取りを各溶接余盛Ｗの頂点からレールＲの長手方向に例えば１５０ｍｍ離れた溶接余盛Ｗの存在しないレールＲの頭頂面で行い、溶接余盛Ｗ毎に０点の調整を行う。そのため、溶接余盛Ｗ毎に、常に各溶接余盛Ｗから近い点で、しかも溶接余盛Ｗの存在しないレールＲの頭頂面で０点調整を行うので、溶接余盛Ｗの削り過ぎがなくなる。
【００２２】
図８は、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１の制御部本体１０の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図８に示すように、制御部本体１０は、例えば、昇降モータ制御部１０ａと、スライドモータ制御部１０ｂと、削正モータ制御部１０ｃとを有し、削正モータ制御部１０ｃは、無負荷電流値計測部１０ｃ１と、溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２と、レール頭頂面高さ計測部１０ｃ３と、削正制御部１０ｃ４とを有する。
【００２４】
昇降モータ制御部１０ａは、昇降モータ３１に取り付けられたロータリエンコーダ（図示せず）や昇降機構部３０に取り付けられた鉛直方向位置センサ等の鉛直方向位置検出部３２からのパルス信号や上下位置信号に基づいて昇降モータ３１の昇降動作を制御するものである。
【００２５】
スライドモータ制御部１０ｂは、スライドモータ４１に取り付けられたロータリエンコーダ（図示せず）や、スライド案内フレーム２１ｃ，２１ｄまたは移動用スライドブロック２１ｃ１，２１ｄ１に設けられた水平方向位置センサ等の水平方向位置検出部４２からのパルス信号や水平方向位置信号に基づいてスライドモータ４１のスライド動作を制御するものである。
【００２６】
無負荷電流値計測部１０ｃ１は、削正機構部５０をレールＲの上方に位置させた後、削正機構部５０下方の刃物５２がレールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態で、削正モータ５１により刃物５２を回転させ、その無負荷状態のときに削正モータ５１に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより無負荷電流値を求め、内蔵メモリ（図示せず。）等に記憶するものである。
【００２７】
溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２は、削正モータ５１により刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる電流値と、無負荷電流値計測部１０ｃ１が計測して記憶している無負荷電流値との比較により、回転している刃物５２がレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点に接触し削正モータ５１に過負荷電流が流れることを検出して、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さを計測するものである。
【００２８】
レール頭頂面高さ計測部１０ｃ３は、削正機構部５０をレールＲの溶接余盛Ｗから所定距離だけ移動させ、その後、削正モータ５１により刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる電流値と、無負荷電流値計測部１０ｃ１が計測して記憶している無負荷電流値との比較により、回転している刃物５２がレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点に接触し削正モータ５１に過負荷電流が流れることを検出して、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲの頭頂面の高さを計測するものである。
【００２９】
削正制御部１０ｃ４は、溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２によって計測されたレールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さと、レール頭頂面高さ計測部１０ｃ３によって計測されたレールＲの頭頂面の高さとの差分に基づいて、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さがレールＲの頭頂面の高さになるまで、回転している刃物５２をレールＲの溶接余盛Ｗ上を前後に移動させ、レールＲの溶接余盛Ｗを削正させるものである。
【００３０】
なお、制御部本体１０には、作業者が本装置１に対し、作業開始指令や、作業終了指令、その他、本装置を動作させるための各種指令を送信できるように、表示灯付のリモコン等の操作盤１０ｄが接続されている。
【００３１】
次に、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１の動作である、本実施形態のレール溶接余盛削正方法をフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
図９は、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１の動作を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、本実施形態のレール溶接余盛削正装置１では、本装置の本体フレーム２１内にレールＲ上の削正すべき溶接余盛Ｗが位置するように、本装置１をレールＲ上にセットし、必要あれば０点調整機構部２３により本装置に対するレールＲの高さの基準点である０点を調整して、正しい削正開始位置、すなわち０点にセットされているか否かを作業者により判断する（ステップＳ１００）。なお、０点調整機構部２３の操作は、作業者が０点調整機構部２３のハンドルを操作して手動で行う。また、この削正開始位置調整時点では、削正機構部５０は下降してなく、削正機構部５０の刃物５２は、レールＲ継目部分の溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に接触していない無負荷状態にあるものとする
【００３４】
ここで、正しい削正開始位置にセットされていない、と作業者が判断した場合（ステップＳ１００“ＮＯ”）、０点調整機構部２３により０点を調整して、正しい削正開始位置に調整して、再度、ステップＳ１００の処理により判断する。尚、０点調整機構部２３は、上述したように、溶接余盛Ｗ毎に、０点の読取りおよび調整を各溶接余盛ＷからレールＲの長手方向に１５０ｍｍ離れた溶接余盛ｗに近接した地点で行うので、溶接余盛Ｗの削り過ぎがなくなる。
【００３５】
これに対し、作業者が正しい削正開始位置にセットされたと判断した場合（ステップＳ１００“ＮＯ”）、続いて作業者は、操作盤１０ｄを操作して削正モータ制御部１０ｃから削正モータ５１に制御信号を送る。つまり、削正モータ制御部１０ｃは、削正機構部５０下方の刃物５２がレールＲ継目部分の溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に接触していない無負荷状態で削正モータ５１を回転させ（ステップ１１０）、削正モータ制御部１０ｃの無負荷電流値計測部１０ｃ１に、削正モータ５１が無負荷状態で回転が安定した時の無負荷電流値を計測し平均化させ、メモリ等に記憶させる（ステップ１２０）。無負荷電流値を計測するのは、後述するように、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗ毎にセンサを設けることなく、削正モータ５１に流れる無負荷電流値と過負荷電流値とから、溶接余盛Ｗ毎に、溶接余盛Ｗの頂点の高さと、その溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲ頭頂面の高さとを検出するためである。
【００３６】
ここで、削正モータ制御部１０ｃの無負荷電流値計測部１０ｃ１は、レールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態のときに、削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化し、削正モータ５１への過負荷電流の検出の際の基準値として使用する。これは、本装置では、非常に長いレールＲ上を移動して溶接余盛Ｗを削正するため、本装置に搭載等して移動可能な発電機により発電した、通常の電源より不安定な電流を削正モータ５１等に駆動電流として供給するからである。そのため、削正モータ制御部１０ｃの無負荷電流値計測部１０ｃ１は、無負荷状態で回転が安定した削正モータ５１に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化し、削正モータ５１への過負荷電流の検出の際の基準値としている。これにより、発電機が発電した電流値や電圧値が不安定な電流を削正モータ５１の駆動電流として使用する場合でも、最適な削正モータ５１の基準値を得ることができる。なお、削正モータ制御部１０ｃの無負荷電流値計測部１０ｃ１は、無負荷状態における削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化するのではなく、レールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態における削正モータを回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定数サンプリングして平均化し、削正モータ５１への過負荷電流の検出の際の基準値として使用するようにしても勿論よい。
【００３７】
次に、無化電流値の計測および記憶が終了すると、作業者は、操作盤１０ｄ等を操作して、制御部本体１０のスライドモータ制御部１０ｂからスライドモータ４１に制御信号を送り、昇降機構部３０および削正機構部５０をレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点上方に移動させる（ステップ１３０）。
【００３８】
次に、作業者は、操作盤１０ｄ等を操作して、制御部本体１０の昇降モータ制御部１０ａから昇降機構部３０に制御信号を送り、刃物５２が回転した状態のまま削正機構部５０を下降させ（ステップ１４０）、削正モータ５１に過負荷電流が流れるか否かを削正モータ制御部１０ｃの溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２に判断させる（ステップ１５０）。溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２における削正モータ５１の過負荷電流が流れるか否かの判断は、例えば、ステップ１２０にて無負荷電流値計測部１０ｃ１が計測して記憶した無負荷電流値と、削正モータ５１に流れる電流値とを比較し、削正モータ５１に流れる電流値が無負荷電流値より大きくなった場合には、回転している刃物５２がレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点に接触して、削正モータ５１に過負荷電流が流れたものと判断する。なお、ステップ１４０にて、削正機構部５０等を下降させる際、削正モータ制御部１０ｃは、鉛直方向位置検出部３２を構成する昇降モータ３１の回転軸等の回転数を検出するロータリエンコーダ等から発せられるパルス信号を入力しているものとする。
【００３９】
そして、刃物５２が回転した状態のまま削正機構部５０が下降し（ステップ１４０）、刃物５２がレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点（最高点）に当り、削正モータ制御部１０ｃの溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２が削正モータ５１に過負荷電流が流れたものと判断すると（ステップ１５０“ＹＥＳ”）、溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２は、昇降モータ３１の回転軸等の回転数を検出する鉛直方向位置検出部３２から発せられたパルス信号に基づいて、昇降モータ３１の回転が始まり削正モータ５１に過負荷電流が流れるまでのパルスの累積数をカウントして、昇降モータ３１の回転数から削正機構部５０や刃物５２の下降距離を求め、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さ（最高点）を検出する（ステップＳ１６０）。
【００４０】
次に、制御部本体１０のスライドモータ制御部１０ｂは、スライドモータ４１に制御信号を送り、スライドモータ４１を回転させ、削正機構部５０をレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗから前方向あるいは後方向に溶接余盛Ｗの幅より大きい所定距離、例えば、１５０〜２００ｍｍほど移動させる（ステップ１７０）。これにより、削正機構部５０は、溶接余盛Ｗの頂点から溶接余盛Ｗのない溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面（踏面）まで移動できる。その際、溶接余盛Ｗの頂点から１５０ｍｍ離れた地点である０点の調整位置に移動するようにすると、本来なら高さ０となる０点の高さを後述するＳ１９０の処理により再度検出することが可能となるので、測定精度を向上させることが可能となる。つまり、後述するＳ１９０の処理により０点の高さを再度検出した際、０から余りにかけ離れた値になった場合は、再度、その値を用いて０点調整を行ってＳ１１０以降の処理を行なうことにより、測定精度が向上する。
【００４１】
次いで、制御部本体１０の昇降モータ制御部１０ａは、昇降モータ３１に制御信号を送り、昇降モータ３１を回転させ、刃物５２が回転した状態のまま削正機構部５０を下降させると、削正モータ制御部１０ｃのレール頭頂面高さ計測部１０ｃ３は、ステップ１５０の場合と同様に、無負荷電流値計測部１０ｃ１が計測して記憶している無負荷電流値と比較して削正モータ５１に過負荷電流が流れるか否かを判断する（ステップ１８０）。
【００４２】
ここで、削正モータ制御部１０ｃのレール頭頂面高さ計測部１０ｃ３は、無負荷電流値と比較して削正モータ５１に対し過負荷電流が流れたものと判断すると（ステップ１８０“ＹＥＳ”）、刃物５２が溶接余盛ＷのないレールＲの頭頂点に当ったことを示しているので、その時に鉛直方向位置検出部３２から発せられたパルス信号の累積数より、削正機構部５０や刃物５２の下降距離を計測して、溶接余盛Ｗの頂点から溶接余盛Ｗの大きさより大きい１５０〜２００ｍｍほどの所定距離離れた溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の高さを計測する（ステップ１９０）。これにより、削正モータ制御部１０ｃは、仕上げ基準より削り過ぎない最低点を検出することができる。なお、前述したように、溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面にも回転した状態の刃物５２が当るので、後でこの部分につても研磨等の仕上げ加工を行う。
【００４３】
そして、削正モータ制御部１０ｃの削正制御部１０ｃ４は、ステップ１６０の処理により溶接余盛頂点高さ計測部１０ｃ２が計測したレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さと、ステップ１９０の処理によりレール頭頂面高さ計測部１０ｃ３が計測した溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の高さとの差分を求め（ステップ２００）、求めた溶接余盛Ｗの頂点の高さと、溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の高さとの差分から、削正機構部５０により１回（１走行）当りの所定の研削ピッチにより除算することにより、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの上を何回走行して研削する必要があるかを示す走行必要回数（研削必要回数）を求める（ステップ２１０）。なお、本実施形態では、削正機構部５０により１走行当り、すなわち溶接余盛Ｗを１回通過する毎の所定の研削ピッチは、例えば、０．２ｍｍとする。そのため、例えば、溶接余盛Ｗの頂点の高さと、溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の高さとの差分が５．０ｍｍの場合、走行必要回数（研削必要回数）は、５．０ｍｍ／０．２ｍｍ＝２５回と求めることができる。
【００４４】
次に、制御部本体１０の昇降モータ制御部１０ａは、昇降モータ３１に制御信号を送り、刃物５２の先端がステップＳ１６０にて求めたレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さよりもその研削ピッチだけ低い高さになるように削正機構部５０等を移動させる（ステップＳ２２０）。
【００４５】
そして、制御部本体１０のスライドモータ制御部１０ｂは、スライドモータ４１に制御信号を送り、スライドモータ４１を逆回転させ、削正機構部５０等を再度レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点に向かってスライドさせ（ステップＳ２３０）、削正機構部５０を水平移動させながら削正モータ５１により回転する刃物５２によってレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを研削させる（ステップＳ２４０）。ここで、ステップＳ２３０におけるスライド距離は、例えば、高さを計測した２点、すなわち溶接余盛Ｗの頂点の水平位置と、その溶接余盛Ｗから所定距離離れたレールＲ頭頂面の水平位置までの距離の２倍、すなわち、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを完全に通過するようにスライドさせる。例えば、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の水平位置と、溶接余盛Ｗ横のレールＲ頭頂面の水平位置までの距離が１５０ｍｍ〜２００ｍｍであったので、その２倍の３００ｍｍ〜４００ｍｍほどスライドさせて、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを完全に通過させ、その通過の際に、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを、研削ピッチの例えば０．２ｍｍだけ研削する。
【００４６】
次に、削正モータ制御部１０ｃの削正制御部１０ｃ４は、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを所定の研削ピッチ（０．２ｍｍ）だけ研削して溶接余盛Ｗを通過する毎に、ステップ２１０で求めた走行必要回数（研削必要回数）に達したか否かを判断する（ステップ２５０）。
【００４７】
そして、削正モータ制御部１０ｃの削正制御部１０ｃ４は、走行回数（研削回数）がステップ２１０で求めた走行必要回数（研削必要回数）に達していないと判断した場合は（ステップ２５０“ＮＯ”）、さらに、昇降モータ３１に制御信号を送り、削正機構部５０下端の刃物５２先端を所定の研削ピッチだけ低くなるように削正機構部５０等を下降させ（ステップＳ２６０）、続いて走行回数（研削回数）を＋１カウントアップして（ステップＳ２７０）、ステップＳ２３０の処理に戻る。
【００４８】
ステップ２３０の処理に戻ると、ステップＳ２３０以降の処理を再度実行する。つまり、前述したように、スライドモータ４１を逆回転させ、削正機構部５０等を再度レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗ頂点に向かってスライドさせ（ステップＳ２３０）、刃物５２によってレールＲの継目部分の溶接余盛Ｗを所定の研削ピッチ（０．２ｍｍ）だけ研削させながら（ステップＳ２４０）、走行回数（研削回数）に達したか否かを判断（ステップ２５０）する。そして、走行回数（研削回数）がステップ２１０で求めた走行必要回数（研削必要回数）に達していないと判断した場合は（ステップ２５０“ＮＯ”）、削正機構部５０下端の刃物５２先端を所定の研削ピッチ（０．２ｍｍ）だけ低くなるように削正機構部５０等を下降させ（ステップＳ２６０）、続いて走行回数（研削回数）を＋１カウントアップして（ステップＳ２７０）、再度ステップＳ２３０の処理に戻る。
【００４９】
これに対し、走行回数（研削回数）がステップ２１０で求めた走行必要回数（研削必要回数）に達した場合には（ステップ２５０“ＹＥＳ”）、ステップＳ１９０で求めた溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れた溶接余盛Ｗ横のレールＲの頭頂面の高さまで削正（研削）したことになるので、以上の削正処理を終了する。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法によれば、無負荷状態で削正モータ５１により刃物５２を回転させ、その無負荷状態のときに削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測して記憶し、その後、削正モータ５１により刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる電流値と無負荷電流値との比較により、回転している刃物５２がレールＲ上の溶接余盛Ｗの頂点に接触し、削正モータ５１に過負荷電流が流れることを検出して、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点の高さを計測する。その後、削正機構部をレールＲの溶接余盛Ｗから所定距離だけ移動させ、その後、削正モータ５１により刃物５２が回転している状態で削正機構部５０を下降させ、その下降状態のときに削正モータ５１に流れる電流値と無負荷電流値との比較により、回転している刃物５２がレールＲの頭頂面に接触し、削正モータ５１に過負荷電流が流れることを検出して、溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲ頭頂面の高さを計測する。そして、溶接余盛Ｗの頂点の高さと、その溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲの頭頂面の高さとの差分に基づいて、溶接余盛Ｗの頂点の高さがレールＲ頭頂面の高さになるまで、回転している刃物５２を溶接余盛Ｗ上を前後に移動させ、その溶接余盛Ｗを削正させるようにしたため、計測センサを設けたり、削正パターンを登録する等のコストおよび手間をかけることなく、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さおよびレールＲ頭頂面の高さを計測することができ、削り過ぎや削り不足に陥ることなく、正確かつ均一な削正作業を実行することができる。
【００５１】
特に、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、削正モータ制御部１０の無負荷電流値計測部１０ｃ１は、削正機構部５０の刃物５２が回転している状態で、溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に接触させて過負荷電流を検出することにより、レールＲの継目部分の溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面の高さを計測するようにしたので、刃物５２の損傷を防止して、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さおよびレールＲ頭頂面の高さを計測することができる。
【００５２】
また、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、制御部本体１０は、削正機構部５０の刃物５２がレールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態における削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより、削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測するようにしたので、持ち運び可能な発電機等で発電した電流値や電圧値の安定していない電流であっても正確な無負荷電流値を計測することが可能となり、計測センサ等を設けなくても、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さおよびレールＲ頭頂面の高さを正確に検出することが可能となる。
【００５３】
なお、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、制御部本体１０の無負荷電流値計測部１０ｃ１は、削正機構部５０の刃物５２がレールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態における削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより、削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測するように説明したが、本発明では、これに限らず、制御部本体１０の無負荷電流値計測部１０ｃ１は、削正機構部５０の刃物５２がレールＲまたは溶接余盛Ｗに接触していない無負荷状態における削正モータ５１を回転させた場合に流れる無負荷電流値を所定数サンプリングして平均化して削正モータ５１に流れる無負荷電流値を計測するようにしても良い。このようにしても、同様に、持ち運び可能な発電機等で発電した電流値や電圧値の安定していない電流であっても正確な無負荷電流値を計測することが可能となり、計測センサ等を設けなくても、レールＲの継目部分の溶接余盛Ｗの頂点の高さおよびレールＲ頭頂面の高さを正確に検出することが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、制御部本体１０を図８に示すように構成して説明したが、図８に示す制御部本体１０の構成は、あくまで一例であり、本発明では、図８に示すように構成されてなくても良いし、さらには、図８とは異なる形に分割されて構成されていても勿論よい。例えば、無負荷電流値計測部１０ｃ１等が削正モータ制御部１０ｃの外に設けられていても良いし、無負荷電流値計測部１０ｃ１等が制御部本体１０内ではなく、削正装置本体２０外、例えば、削正装置本体２０側に設けられていても良い。また、制御部本体１０は、図８に示すようにハードウエア的に構成するのではなく、ＣＰＵと、このＣＰＵに図９に示す本実施形態のレール溶接余盛削正方法を実行させるためのプログラムを格納したメモリ等のプログラム記憶部とによりソフトウエア的に構成しても勿論よい。
【００５５】
また、本実施の形態のレール溶接余盛削正装置１およびレール溶接余盛削正方法では、刃物５２のチップ（刃）等が損傷しないように、削正モータ５１により刃物５２を回転させた状態で、無負荷状態のときに削正モータ５１に流れる無負荷電流値と、レールＲの溶接余盛Ｗの頂点とその溶接余盛Ｗの頂点から所定距離離れたレールＲ頭頂面とに接触した負荷状態荷解きに流れる過負荷電流値とに基づいて、溶接余盛Ｗの頂点の高さとレールＲ頭頂面の高さとを求めて説明したが、刃物５２のチップ（刃）等が頑丈な場合には、削正モータ５１により刃物５２を回転させない状態で昇降モータ３１に流れる電流値、すなわち刃物５２がレールＲの継目部分の溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に当っていない無負荷状態のときに昇降モータ３１に流れる無負荷電流値と、刃物５２が溶接余盛ＷやレールＲ頭頂面に当った過負荷状態のときに昇降モータ３１に流れる過負荷電流値とに基づいて、溶接余盛Ｗの高さとレールＲ頭頂面の高さとを計測するようにしても勿論よい。
【符号の説明】
【００５６】
１ レール溶接余盛削正装置
１０ 制御部本体
１０ａ 昇降モータ制御部
１０ｂ スライドモータ制御部
１０ｃ 削正モータ制御部
１０ｃ１ 無負荷電流値計測部
１０ｃ２ 溶接余盛頂点高さ計測部
１０ｃ３ レール頭頂面高さ計測部
１０ｃ４ 削正制御部
２０ 削正装置本体
３０ 昇降機構部
３１ 昇降モータ
４０ 前後スライド機構部
４１ スライドモータ
５０ 削正機構部
５１ 削正モータ
５２ 刃物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールの継目部分の溶接余盛を削正するレール溶接余盛削正装置であって、
削正モータが刃物を回転させることによりレールの溶接余盛を削正する削正機構部と、
スライドモータの回転により前記削正機構部をレールに沿って移動させる前後スライド機構部と、
昇降モータの回転により前記削正機構部をレールに対し上下方向に昇降させる昇降機構部と、
前記削正機構部、前記前後スライド機構部および前記昇降機構部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記削正機構部をレールの上方に位置させた後、前記削正機構部の刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態で前記削正モータにより刃物を回転させ、その無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を求め記憶する無負荷電流値計測部と、
前記削正モータにより刃物が回転している状態で前記削正機構部を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物がレール上の溶接余盛の頂点に接触し前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、レールの溶接余盛の頂点の高さを計測する溶接余盛頂点高さ計測部と、
前記削正機構部をレールの溶接余盛から所定距離だけ移動させ、その後、前記削正モータにより前記刃物が回転している状態で前記削正機構部を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物が溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面に接触し、前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、当該レールの頭頂面の高さを計測するレール頭頂面高さ計測部と、
前記溶接余盛頂点高さ計測部によって計測された前記レールの溶接余盛の頂点の高さと、前記レール頭頂面高さ計測部によって計測された前記レールの頭頂面の高さとの差分に基づいて、前記レールの溶接余盛の頂点の高さが前記レールの頭頂面の高さになるまで、回転している前記刃物をレールの溶接余盛上を前後に移動させ、レールの溶接余盛を削正させる削正制御部と、を有する、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置。
【請求項２】
請求項１記載のレール溶接余盛削正装置において、
前記無負荷電流値計測部は、
前記削正モータにより回転している前記刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより、前記削正モータに流れる無負荷電流値を求める、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置。
【請求項３】
請求項１記載のレール溶接余盛削正装置において、
前記無負荷電流値計測部は、
前記削正モータにより回転している前記刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態のときに当該削正モータに流れる無負荷電流値を所定数サンプリングして平均化することにより、前記削正モータに流れる無負荷電流値を求める、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一の請求項に記載のレール溶接余盛削正装置において、
さらに、
溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する０点調整機構部を有する、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置。
【請求項５】
レールの継目部分の溶接余盛を刃物により削正するレール溶接余盛削正方法であって、
削正モータにより刃物をレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態で回転させ、その無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を求め記憶する工程と、
前記削正モータにより刃物が回転している状態で当該刃物を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物がレール上の溶接余盛の頂点に接触し前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、レールの溶接余盛の頂点の高さを計測する工程と、
前記刃物をレールの溶接余盛から所定距離だけ移動させ、前記削正モータにより前記刃物が回転している状態で当該刃物を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物が溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面に接触し、前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、当該レールの頭頂面の高さを計測する工程と、
計測したレールの溶接余盛の頂点の高さとレールの溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面の高さとの差分に基づいて、前記レールの溶接余盛の頂点の高さが前記レールの頭頂面の高さになるまで、回転している前記刃物をレールの溶接余盛上を前後に移動させ、レールの溶接余盛を削正する工程と、
を有することを特徴とするレール溶接余盛削正方法。
【請求項６】
請求項５に記載のレール溶接余盛削正方法において、
さらに、溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正方法。
【請求項１】
レールの継目部分の溶接余盛を削正するレール溶接余盛削正装置であって、
削正モータが刃物を回転させることによりレールの溶接余盛を削正する削正機構部と、
スライドモータの回転により前記削正機構部をレールに沿って移動させる前後スライド機構部と、
昇降モータの回転により前記削正機構部をレールに対し上下方向に昇降させる昇降機構部と、
前記削正機構部、前記前後スライド機構部および前記昇降機構部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記削正機構部をレールの上方に位置させた後、前記削正機構部の刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態で前記削正モータにより刃物を回転させ、その無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を求め記憶する無負荷電流値計測部と、
前記削正モータにより刃物が回転している状態で前記削正機構部を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物がレール上の溶接余盛の頂点に接触し前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、レールの溶接余盛の頂点の高さを計測する溶接余盛頂点高さ計測部と、
前記削正機構部をレールの溶接余盛から所定距離だけ移動させ、その後、前記削正モータにより前記刃物が回転している状態で前記削正機構部を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物が溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面に接触し、前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、当該レールの頭頂面の高さを計測するレール頭頂面高さ計測部と、
前記溶接余盛頂点高さ計測部によって計測された前記レールの溶接余盛の頂点の高さと、前記レール頭頂面高さ計測部によって計測された前記レールの頭頂面の高さとの差分に基づいて、前記レールの溶接余盛の頂点の高さが前記レールの頭頂面の高さになるまで、回転している前記刃物をレールの溶接余盛上を前後に移動させ、レールの溶接余盛を削正させる削正制御部と、を有する、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置。
【請求項２】
請求項１記載のレール溶接余盛削正装置において、
前記無負荷電流値計測部は、
前記削正モータにより回転している前記刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を所定時間計測して平均化することにより、前記削正モータに流れる無負荷電流値を求める、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置。
【請求項３】
請求項１記載のレール溶接余盛削正装置において、
前記無負荷電流値計測部は、
前記削正モータにより回転している前記刃物がレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態のときに当該削正モータに流れる無負荷電流値を所定数サンプリングして平均化することにより、前記削正モータに流れる無負荷電流値を求める、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一の請求項に記載のレール溶接余盛削正装置において、
さらに、
溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する０点調整機構部を有する、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正装置。
【請求項５】
レールの継目部分の溶接余盛を刃物により削正するレール溶接余盛削正方法であって、
削正モータにより刃物をレールおよび溶接余盛に接触していない無負荷状態で回転させ、その無負荷状態のときに前記削正モータに流れる無負荷電流値を求め記憶する工程と、
前記削正モータにより刃物が回転している状態で当該刃物を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物がレール上の溶接余盛の頂点に接触し前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、レールの溶接余盛の頂点の高さを計測する工程と、
前記刃物をレールの溶接余盛から所定距離だけ移動させ、前記削正モータにより前記刃物が回転している状態で当該刃物を下降させ、その下降状態のときに前記削正モータに流れる電流値と前記無負荷電流値との比較により、回転している前記刃物が溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面に接触し、前記削正モータに過負荷電流が流れることを検出して、当該レールの頭頂面の高さを計測する工程と、
計測したレールの溶接余盛の頂点の高さとレールの溶接余盛の頂点から所定距離離れたレールの頭頂面の高さとの差分に基づいて、前記レールの溶接余盛の頂点の高さが前記レールの頭頂面の高さになるまで、回転している前記刃物をレールの溶接余盛上を前後に移動させ、レールの溶接余盛を削正する工程と、
を有することを特徴とするレール溶接余盛削正方法。
【請求項６】
請求項５に記載のレール溶接余盛削正方法において、
さらに、溶接余盛毎に本装置に対するレールの高さの基準点である０点の読取りを各溶接余盛からレールの長手方向に１５０ｍｍ離れた地点で行い、溶接余盛毎に０点を調整する、
ことを特徴とするレール溶接余盛削正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３２６６４（Ｐ２０１３−３２６６４Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９９５７（Ｐ２０１１−１６９９５７）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（３９１０３０１２５）保線機器整備株式会社 (39)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（３９１０３０１２５）保線機器整備株式会社 (39)
【Ｆターム（参考）】
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