车辆轮对作为机车上重要的可互换走行部件，在铁路安全运输和速度方面起着关键性的作用。目前，我国车辆轮对的检测仍停留在手工测量阶段，技术落后、工作效率低。而日本、美国等国在轮对自动检测方面进行了大量的研究，并研制出各种类型的检测装置，产生了巨大经济效益。随着我国工业控制技术领域的巨大进步和市场的开放，给计算机控制技术、信息技术在铁路系统的应用带来了前所未有的机遇。 本课题针对轮对检测的关键技术问题，利用光机电一体化包括CCD视觉传感器、电涡流位移传感器、高精度光栅尺以及精确定位技术，完成包括控制总成、机械总成和气动总成系统在内的轮对自动检测及诊断装置。该装置不仅能够迅速检测出轮对外形尺寸，而且能够解决目前最为困扰的检测踏面状况的问题，即能够精确拟合出踏面擦伤和剥离，及时诊断出轮对故障。 本论文主要进行了以下工作： 1．利用光栅、电涡流、CCD、激光等传感器，在Windows98环境下结合A／D、D／A卡实现快速数据采集方法以及对变频器的自动跟踪控制。完成机械总成、气动总成、精密测量滑台、各种传感器和执行机构与工业控制机的接口等硬件电路设计。 2．利用模糊理论拟合出车轮踏伤的轮廓，提取车轮踏面擦伤、局部深度和剥离等特征信息，精确检测出车轮踏面擦伤面积、局部深度和剥离长度，建立以测量车轮踏面为目标的检测系统。 3．在Windows98环境下利用Visual C++6.0(企业版)，就图像识别、参数测量、运动控制、人机界面以及数据库等方面，开发出铁路车辆轮对参数自动检测应用程序。 4．从计算控制系统的稳定性和可靠性出发，针对轮对检测系统的可靠性进行了设计。