CCS S 22
团体标准
T/ZSA 278-2024
轨道交通用铣磨机器人
Milling robot for rail transit
2024-12-23 发布2024-12-24 实施
中关村标准化协会发布
目次
前言.................................................................................. II
引言................................................................................. III
1 范围................................................................................. 1
2 规范性引用文件....................................................................... 1
3 术语和定义........................................................................... 1
4 概述................................................................................. 1
4.1 铣磨机器人组成................................................................... 1
4.2 工作条件......................................................................... 2
5 技术要求............................................................................. 3
5.1 部件要求......................................................................... 3
5.2 作业性能......................................................................... 5
5.3 系统功能......................................................................... 5
6 试验方法............................................................................. 6
6.1 部件试验方法..................................................................... 6
6.2 作业性能......................................................................... 7
6.3 系统功能......................................................................... 7
7 检验规则............................................................................. 8
7.1 出厂检验......................................................................... 8
7.2 型式检验......................................................................... 8
8 标志、包装、运输、贮存............................................................... 8
8.1 标志............................................................................. 8
8.2 包装............................................................................. 8
8.3 运输............................................................................. 9
8.4 贮存............................................................................. 9
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II
前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中关村标准化协会技术委员会提出并归口。
本文件起草单位：北京拓博尔轨道维护技术有限公司、北京佳讯飞鸿电气股份有限公司、中铁物总
运维科技有限公司、金鹰重型工程机械股份有限公司、中车洛阳机车有限公司、中铁物资集团港澳有限
公司、中国机械制造工艺协会。
本文件主要起草人：刘博、刘青松、高万成、王军平、陈兴风、夏福坤、唐磊、杨奎、赵关红。
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III
引言
本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及到[第5 章]与[钢轨铣削作业的控制方
法]（CN201610183177.9）、[第5.1 条]与[一种高效铣削钢轨的刀盘]（CN201921123398.2）等专利的使
用。
本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。
该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理无歧视的条款和条件下，就
专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。专利权人或专利申请人同意
在公平、合理、无歧视基础上，有偿许可任何组织或者个人在实施该中关村标准时实施专利。相关信息
可以通过以下联系方式获得：
专利持有人姓名：北京拓博尔轨道维护技术有限公司。
地址：北京市海淀区中关村东路18 号1 号楼11 层C-1209。
邮箱：liuqingsong@buaa.edu.cn。
请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责
任。
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轨道交通用铣磨机器人
1 范围
本文件规定了轨道交通用铣磨机器人的产品组成、工作条件、部件技术、作业性能、系统功能、试
验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本文件适用于轨道交通用铣磨机器人（以下简称“铣磨机器人”）的设计、生产和质量控制。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，
仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本
文件。
GB/T 191 包装储运图示标志
GB/T 3315—2006 内燃机车制成后投入使用前的试验方法
GB/T 3766 液压传动系统及其元件的通用规则和安全要求
GB/T 5226.1 机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件
GB/T 7932 气动对系统及其元件的一般规则和安全要求
GB/T 9239.1 机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验
GB/T 13306 标牌
GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T 19362.2—2017 龙门铣床检验条件精度检验第2部分：龙门移动式铣床
GB/T 21413.1 轨道交通机车车辆电气设备第1部分：一般使用条件和通用规则
GB/T 24338.4 轨道交通电磁兼容第3-2部分：机车车辆设备
GB/T 25119 轨道交通机车车辆电子装置
GB/T 25336 铁路大型养路机械检查与试验方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
铣磨机器人milling robot
自动通过未端执行器铣削本体和打磨本体，完成对钢轨铣削、打磨维保的智能化装备。主要应用于
轨道铺设损伤、轨变损伤、重载运行损伤等复杂状况下产生的波磨、侧磨、擦伤、肥边等多种钢轨损伤
病害的维护。
注：铣磨机器人是钢轨铣磨车的核心组成部件。
3.2
关节joint
铣磨机器人中连接两个或多个部件的结构，具备使相邻部件相对运动的功能。
注：关节形式分为旋转关节和平移关节，可以选择不同类型的关节来实现特定的动作和工作任务。
4 概述
4.1 铣磨机器人组成
铣磨机器人是钢轨铣磨车的核心组成部件。铣磨机器人由铣削本体、打磨本体、液压系统、智能控
制系统、气动系统和外部接口组成。铣削本体结构见图1，打磨本体结构见图2。
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图1 铣削本体结构图
图2 打磨本体结构图
4.2 工作条件
4.2.1 环境条件
铣磨机器人应适应以下工作环境：
a) 相对湿度不大于95%；
b) 环境温度：-30 ℃～50 ℃；
c) 有风、沙、雨、雪天气；
d) 满足昼夜作业的要求。
4.2.2 线路条件
铣磨机器人应适应以下线路条件：
a) 适应轨矩：1 435 mm；
b) 最大超高：175 mm；
c) 钢轨类型：60 kg/m；
d) 线路：单线和线间距应不小于4 m 的多线。
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5 技术要求
5.1 部件要求
5.1.1 铣削本体
5.1.1.1 结构要求
a) 铣削本体主轴箱升降、左右移动应流畅稳定，速度均衡，无卡阻、振动等现象。
b) 铣削本体主轴箱在系统故障或意外停机时应具有紧急提升功能，不应妨碍轨道使用。
c) 铣削本体主轴箱应设锁紧固定机构，且锁定可靠。
d) 铣刀盘应设防护罩，其结构和强度应能有效阻挡铁屑飞溅和刀片碎片飞出，铣刀盘与防护罩间
的安全间隙应不小于3 mm。
e) 铣削本体铣刀盘安装完成后，整体径跳、端跳均应不大于0.01 mm。
f) 铣刀盘应易于拆装、维护。
5.1.1.2 部件精度要求
部件精度应满足以下要求：
a) 铣削本体横向移动：
1) 导轨平行度不大于0.01 mm/m；
2) 安装面粗糙度不大于Ra1.6；
3) 安装面平面度不大于0.03 mm；
4) 横向移动重复定位精度不大于0.01 mm。
b) 铣削本体垂向升降：
1) 导轨平行度不大于0.01 mm/m；
2) 安装面粗糙度不大于Ra1.6；
3) 安装面平面度不大于0.02 mm。
c) 铣削本体伺服进给：
1) 导轨平行度不大于0.01 mm/m；
2) 安装面粗糙度不大于Ra1.6；
3) 安装面平面度不大于0.01 mm；
4) 伺服进给精度不大于0.01 mm。
d) 主轴箱传动：
1) 主轴端面跳动不大于0.005 mm；
2) 主轴配合锥面跳动不大于0.005 mm；
3) 铣刀盘端面跳动不大于0.01 mm；
4) 铣刀盘圆周跳动不大于0.01 mm；
5) 安装面平面度不大于0.02 mm；
6) 主轴转动速度精度不大于1‰。
5.1.2 打磨本体
5.1.2.1 结构要求
a) 打磨本体执行机构应运动、运转平稳，无卡滞，无异响。
b) 磨具应易于拆装、更换。
c) 可对线路单轨或双轨独立打磨。
d) 打磨本体应设集尘机构。
e) 粉尘收集装置应便于排放、清理。
5.1.2.2 部件精度要求
部件精度应满足以下要求：
a) 砂带宽度应至少覆盖轨顶面内侧15°～外侧15°范围；
b) 皮带轮动平衡精度：G6.3；
c) 压紧轮动平衡精度：G6.3。
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5.1.3 液压系统
5.1.3.1 液压系统应符合GB/T 3766 的相关规定。
5.1.3.2 采用液压驱动的机械，走行速度应能在规定范围内实现无级调速及速度锁定。
5.1.3.3 液压系统应设置油液过滤、安全保护及故障报警等装置。
5.1.3.4 液压系统主要回路中的压力应有显示，仪表显示清晰、准确。
5.1.3.5 液压系统主要回路应设有液压压力检测接口。
5.1.3.6 液压软管两端应有清晰标记。
5.1.3.7 经额定载荷试验后，液压系统应符合下列要求：
a) 液压执行元件、液压缸应满足作业要求,动作平稳、灵敏可靠,无异常声响；
b) 连续作业后，液压系统各连接处无松动,不应有渗漏油；
c) 连续作业，油温达到稳定后,最高温度不应超过80 ℃。液压油不应产生泡沫或乳化现象。
d) 液压系统性能满足以下要求：
1) 液压系统工作温升不大于30 ℃；
2) 液压系统蓄能器容量不小于10 L；
3) 铣削本体紧急提升时间不大于3 s；
4) 噪声不大于75 dB（A）（负载工况运转）；
5) 油液清洁度不低于NAS9 级。
5.1.4 智能控制系统
5.1.4.1 智能控制系统应能根据铣磨机器人用电设备的需要，提供稳定的控制电源和相应的工作电源。
5.1.4.2 智能控制系统应具有以下功能：
a) 设置各种必要的联锁保护和故障报警功能；
b) 具有对铣削本体、打磨本体、液压系统、气动系统和作业控制系统的控制功能；
c) 具有显示功能，通过仪表或显示器显示铣削本体、打磨本体、液压系统、气动系统和作业控
制系统等的执行状态与相关参数状态。
5.1.4.3 操纵台和控制箱的安装和布线应满足防尘、防水及散热要求。电器元件、操作指示标识应清
晰明确，仪表、显示器指示灯等指示正确。
5.1.4.4 系统配线技术要求应符合GB/T 5226.1 的有关规定。
5.1.4.5 电气装置的绝缘性能符合GB/T 21413.1 的有关规定，电子装置的绝缘性能应符合GB/T 25119
的有关规定。
5.1.4.6 电气间隙应符合GB/T 21413.1 的规定。
5.1.4.7 电磁兼容性能应符合GB/T 24338.4 的有关规定。
5.1.4.8 传感器、比例控制电流、伺服控制电流、显示仪表精度和准确性应满足设计要求。
5.1.5 气动系统
气动系统应满足GB/T 7932的规定及以下要求：
a) 宜设置外供取风接口；
b) 系统工作压力不大于0.8 MPa。
5.1.6 外部接口
5.1.6.1 铣磨机器人与钢轨铣磨车车辆的电气接口应满足如下要求：
a) 供电制式：3 相5 线制；
b) 电压：3AC 380V ；
c) 频率：50HZ；
d) 电压波动不大于5%；
e) 总谐波畸变率不大于5%；
f) 奇次谐波电压含有率不大于4%；
g) 偶次谐波电压含有率不大于2%。
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5.1.6.2 铣磨机器人与钢轨铣磨车车辆的交互信息应满足如下要求：
a) 车辆启/停信号；
b) 设定车速；
c) 装置锁定状态；
d) 车辆控制模式（行车/作业）；
e) 故障信息。
5.1.6.3 铣磨机器人要求钢轨铣磨车的车速偏差不大于5%。
5.2 作业性能
作业性能应满足以下要求：
a) 最小作业曲线半径：100 m；
b) 最大作业速度不小于1.5 km/h；
c) 作业范围不小于钢轨内侧70°至外侧15°；
d) 铣削深度：顶面0.2 mm/遍～2 mm/遍，轨距角处（肥边）最大5 mm/遍；
e) 磨后轨面粗糙度MRR Ramax6；
f) 可对线路单轨或双轨进行铣削作业；
g) 横向轮廓作业允许误差：±0.15 mm；
h) 纵向平顺性精度：
1) 当波长为30 mm～100 mm（含100 mm）时，误差不大于±0.02 mm；
2) 当波长为100 mm～300 mm（含300 mm）时，误差不大于±0.04mm；
3) 当波长为300 mm～1 000 mm（含1 000 mm）时，误差不大于±0.13 mm。
5.3 系统功能
5.3.1 智能加工
智能加工应满足以下要求：
a) 廓形识别：能准确识别代表钢轨廓形的特征；
b) 路径规划：能根据加工需求、工件形状和尺寸等进行最优路径规划；
c) 轨道维护：
1) 实时监测：能实时监测轨道异常或损伤；
2) 准确诊断：针对轨道问题，智能控制系统能准确诊断问题的类型、程度和位置；
3) 智能决策：根据诊断结果，智能控制系统能自动或半自动地作出维护决策。
d) 智能化控制：根据钢轨状况自动进退刀，能实时接收和响应铣磨机器人各种信号，精确控制
机器人的位置、速度和加速度。
5.3.2 数据处理
数据处理应满足以下要求：
a) 数据采集：能够稳定、准确地接收来自各个传感器和监测设备的数据；
b) 数据融合：对于接收到的原始数据，具备数据清洗功能并消除噪声、异常值或重复数据；
c) 实时处理：能够实时处理接收到的数据，及时提供有关铣磨机器人状态、加工进度和潜在问
题的信息；
d) 数据存储：具备大容量、高可靠性的数据存储功能，能够长期保存历史数据，供分析和查询
使用；
e) 数据分析：提供数据分析功能，包括统计分析、趋势预测、故障模式识别等，支持决策制定
和过程优化；
f) 数据可视化：数据处理结果以直观、易懂的图形化界面展示给用户，如：仪表盘、报告或动
态图表等。
5.3.3 安全保障
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安全保障应满足以下要求：
a) 安全监控：能够实时监控铣磨机器人的运行状态和周围环境，及时发现潜在的安全风险；
b) 紧急制动：出现危险情况或接收到紧急制动信号时，能够迅速控制铣磨机器人停止运行；
c) 故障诊断与处理：具备故障诊断功能，能够快速识别和定位故障，采取相应的处理措施；
d) 报警与通知：当出现异常或危险情况时，及时发出报警信号，并通过多种方式通知相关人员；
e) 数据记录与分析：能够记录铣磨机器人的运行数据和报警信息，对历史数据进行追溯和分析，
提升安全性能。
5.3.4 人机交互
人机交互应满足以下要求：
a) 实时反馈：能够实时显示铣磨机器人的运行状态、加工进度和其他关键信息；
b) 远程控制与调整：支持远程控制铣磨机器人的动作和参数调整，实现远程操作和任务控制；
c) 数据查询与导出：支持查询和导出铣磨机器人的运行数据、加工结果和其他相关信息；
d) 个性化设置：支持进行个性化设置，如：调整铣磨机器人工作模式、设定加工参数等。
6 试验方法
6.1 部件试验方法
6.1.1 铣削本体
6.1.1.1 结构本体检验
铣削本体应在液压、气动和智能控制系统单独模拟调试合格后，按照以下步骤进行：
a) 液压和气动系统分别启动后，对相关的连锁、安全保护、警示讯号和报警停机等进行试验， 其
动作应正确、灵活、可靠。
b) 进行启动、转动方向、速度调整和紧急制动等试验，其动作应正确、灵敏和无异常现象；
c) 操纵控制机构的位置、显示、讯号和仪器仪表的指示，均应正确、灵敏、可靠；
d) 设备的安全、保护、防护装置的功能试验，符合技术文件的规定。
6.1.1.2 部件精度检验
应按照GB/T 19362.2—2017中第7条几何精度检验规定的方法进行试验。
6.1.2 打磨本体
6.1.2.1 结构本体检验
打磨本体应在液压、气动、和智能控制系统单独模拟调试合格后，按照以下步骤进行：
a) 液压和气动系统分别启动后，对相关的连锁、安全保护、警示讯号和报警停机等进行试验， 其
动作应正确、灵活、可靠。
b) 进行启动、转动方向、速度调整和紧急制动等试验，其动作应正确、灵敏和无异常现象；
c) 操纵控制机构的位置、显示、讯号和仪器仪表的指示，均应正确、灵敏、可靠；
d) 设备的安全、保护、防护装置的功能试验，符合技术文件的规定。
6.1.2.2 部件精度
应按照GB/T 9239.1的规定进行试验。
6.1.3 液压系统
6.1.3.1 应以检查和测试相结合,对液压系统进行下列试验：
a) 系统和元件的标识与系统说明书一致；
b) 系统内元件的连接符合回路图；
c) 系统（包括所有安全元件）功能正确；
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d) 除液压缸活塞杆在多次循环后有不足以成滴的微量渗油外,其他任何元件均无意外泄漏。
6.1.3.2 检查液压走行机构的操纵手柄是否动作自如，定位准确可靠。
6.1.3.3 全行程动作5 次以上，检查液压工作机构的各工作循环，如：往复、转动、摆动、升降等操
作是否灵活、可靠。
6.1.3.4 应按照实际作业工况进行额定负载试验，试验结果应满足5.1.3.7 的规定。
6.1.4 智能控制系统
6.1.4.1 工作电源满足各部件工作需求，各电机配套的驱动装置参数设置匹配电机使用工况，运转平
稳，无报警。
6.1.4.2 系统功能应按以下方法进行测试：
a) 模拟各种工况进行连锁保护和故障报警测试；
b) 控制系统输出指令至各部件，观察、测量各部件的动作状态与之是否相匹配；
c) 改变各监测对象的状态，观察监测显示功能是否相匹配。
6.1.4.3 系统的绝缘电阻的试验按照GB/T 3315—2006 中5.6 和GB/T 25119 的规定进行。
6.1.4.4 系统部件应按以下方法进行试验：
a) 工频耐压试验：系统机箱中相互绝缘的各电路间以及各电路对箱体间，应能承受500 V 工频电
压的1 min 试验并击穿和闪络现象；
b) 电磁兼容试验按照GB/T 24338.4 的规定进行。
6.1.4.5 准确性试验应符合下列规定：
a) 传感器准确性试验：试验时，将电源信号或信号发生器的信号施加到传感器待测功能的输入
端，检测对应输入端的输出值,要求在容差范围内；
b) 伺服比例阀驱动放大器准确性试验：利用模拟负载代替伺服比例阀线圈，调整对应电流设定
值，检测负载电流，应满足伺服比例阀驱动电流要求和驱动放大器电流特性曲线；
c) 数字表的准确性试验：在操作台上手动输入给定数值量，用数字显示表显示值与给定值进行
比较来确定数字显示表的显示精度，显示误差应小于0.1%。
6.1.5 气动系统
6.1.5.1 气动系统试验应符合下列规定：
a) 调试前应用洁净干燥的压缩空气对系统进行吹扫，吹扫气压力宜为工作压力的60%～70%，吹
扫时间不应少于15 min，且出口处白布上应无可见污迹；
b) 在工作压力和流量下，对系统的操纵、控制机构应进行不少于5 次重复试验；其安全阀、压
力调节阀、分配阀等阀件和执行元件的动作、功能、动作顺序及信号显示等，均应符合随机
技术文件的规定和主机的要求，并应正确、灵敏和可靠。
6.2 作业性能
6.2.1 作业效率试验
在钢轨为60 kg/m新轨的无缝线路上作业速度设定为1.5 km/h，铣削量设定为0.3 mm，同时铣削和打
磨，作业长度应不少于500 m。
6.2.2 作业精度试验
作业精度试验应在专用试验线路或规定线路上进行并符合下列规定：
a) 分别在试验线路的直线段和曲线段进行铣削、打磨作业；
b) 型式试验中试验线路应设有最小曲线半径为100 m 的曲线线路区段；
c) 各项作业试验精度应满足5.2 的规定。
6.2.3 连续作业试验
连续作业试验应符合GB/T 25336的规定。
6.3 系统功能
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在正常工作状态下，实际应用铣磨机器人，检查其智能加工、数据处理、安全保障、人机交互、扩
展协同功能。
7 检验规则
7.1 出厂检验
7.1.1 每台产品均应进行出厂检验，经过检验合格后方能出厂，并具有证明合格的产品出厂证明书。
7.1.2 出厂检验项目见表1。
表1 检验项目
序号检验分类检验项目出厂检验型式检验测试方法
1
部件技术
铣削本体— √ 6.1.1
2 打磨本体— √ 6.1.2
3 液压系统— √ 6.1.3
4 智能控制系统— √ 6.1.4
5 气动系统— √ 6.1.5
6 作业性能作业性能要求√ √ 6.2
7
系统功能
智能加工— √ 6.3
8 数据处理— √ 6.3
9 安全保障— √ 6.3
10 人机交互— √ 6.3
11 扩展协同— √ 6.3
注：“√”表示需要检验项目，“—”表示无需检验项目
7.2 型式检验
7.2.1 在下列情况之一时，产品应进行型式检验：
a) 新产品鉴定时；
b) 产品转厂生产时；
c) 产品连续生产满三年时；
d) 正式投产后，设计、制造工艺或主要元器件有较大变更，可能影响产品性能时；
e) 停产一年以上重新生产时。
7.2.2 型式检验见表1。
7.2.3 型式检验应在出厂检验合格的产品中任意抽取一台作为检验样品。
7.2.4 产品型式检验中任何一项不符合要求，则为型式检验不合格。型式检验不合格允许采取纠正措
施，排除不符合要求的因素后进行复检，直至全部项目符合要求为止。
8 标志、包装、运输、贮存
8.1 标志
产品应在明显的位置固定产品铭牌。铭牌应符合GB/T 13306的要求，一般应标明下列内容：
a) 制造单位名称；
b) 产品商标；
c) 产品的名称和型号；
d) 主要技术参数；
e) 制造年月或出厂编号;
f) 产品的各种警示标牌齐全、规范。
8.2 包装
8.2.1 产品包装应符合GB/T 13384 的要求。
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8.2.2 包装前应将产品可动零部件移到产品平衡位置后固定。
8.2.3 包装储运图示标志应按GB/T 191 的要求。
8.2.4 产品发运时，应附有以下文件：
a) 产品出厂合格证；
b) 产品使用说明书；
c) 装箱单；
d) 随机备件、附件清单。
8.3 运输
8.3.1 产品在运输过程中，应避免剧烈振动、碰撞、倒置。
8.3.2 搬运应轻拿轻放、堆码整齐，严禁翻滚和抛掷。
8.4 贮存
产品应贮存在干燥、通风、无火源、无腐蚀性气（物）体处，不得受阳光直射。
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