地鐵車輛底架線槽線束超高及大線絞線問題解決辦法

曹璐璐 趙曉強 曹建彩 付露露

摘 要：隨著城市軌道車輛無人駕駛技術的發(fā)展，無人駕駛地鐵車輛項目也逐漸增多。無人駕駛項目控制電路及傳感電路更為復雜，底架設備密集，對于采用傳統(tǒng)統(tǒng)型結構的底架線槽而言，電氣布線過程中線束超高，大線絞線造成的生產返工問題等也在無人駕駛項目中頻繁暴露出來。本文通過對電氣布線工藝轉化過程中識別線束超高及解決大線絞線提供了解決思路和辦法，該辦法能夠在工藝轉化過程中提前預判線束超高及大線絞線從而減少成本的浪費，達到精益生產的目的。

關鍵詞：統(tǒng)型線槽;線束超高;大線絞線

1.緒論

近年來，隨著城市軌道車輛無人駕駛技術的發(fā)展，無人駕駛地鐵車輛項目也逐漸增多。無人駕駛項目地鐵車輛的控制電路及傳感電路相較于傳統(tǒng)地鐵項目而言更為復雜，電纜數量也更多，因此生產過程中由于電纜較多無法布線導致的問題也層出不窮。對于采用傳統(tǒng)統(tǒng)型結構的底架線槽而言，問題主要有電氣布線過程中線纜超高導致線槽蓋板無法安裝及大線絞線這兩方面。

因此，在電氣工藝轉化過程中識別并判斷線束超高及大線絞線的情況，通過對線槽線束提前采取工藝措施或申請更改設計方案，可以避免到生產現場才發(fā)現線束超高及大線絞線從而造成的時間成本、返工物料成本、管理成本的浪費，提高試制過程工藝驗證及現場生產效率，達到精益生產的目的。

2.底架線槽構成

城市軌道車輛底架線槽分為高壓側線槽和低壓側線槽，其中低壓側線槽和高壓側線槽又由2個端部線槽和主線槽構成。高壓側和低壓側主線槽采用統(tǒng)型結構，因項目和車型的不同而線槽蓋板不同。高壓側線槽線束主要有5A、5B、5C、5D、5E等級構成;低壓側線槽線束主要有1A、1B、2A、2B、4A、4B等級構成。通常情況下，5C/D/E等級合并成束并進行分束，4A/B等級合并成束。無人駕駛項目中電纜超高問題主要發(fā)生于5C/D/E等級和4A/B等級，大線絞線問題主要發(fā)生于高壓側線槽線束。

3.高壓側線槽線束超高及絞線

針對高壓側線槽線束的超高及大線絞線問題，有2個可行且經過驗證的方案可以普及應用于所有統(tǒng)型的底架線槽結構項目中。

3.1 畫出線槽剖面圖

方案1驗證于蘇州某項目底架線槽線束：畫出大線在線槽中的剖面排布圖，在生產過程中嚴格按照大線排布進行下線和成束，保證線束布線的刨面狀態(tài)與驗證一致。在畫剖面圖過程中，結合布線圖紙中端箱出線和設備出線位置調整電纜在圖示中的位置，確保電纜在端部線槽和底架設備處出線不絞線。

方案1如下圖1所示，局部圖如圖2所示，通過1：1的模擬線槽線束剖面狀態(tài)，具體到每個車型每根線號可以達到檢測線束是否超高的目的。通過對端箱出線和底架設備出線位置對電纜進行排布，可以滿足較少大線絞線的目的。

該方案能夠清晰明了的看出每一根大線在線槽中的排布，工藝操作過程具化量化，是否超高一目了然，結合端箱布線和底架設備布線圖紙能夠初步解決大線不絞線的問題，但是也存在不足，即：設備進線口處進線的三維狀態(tài)無法通過該圖顯示出來，初步判斷的大線不絞線但在三維中并未逐一驗證，若采用方案1做到不絞線還需結合三維逐一核實方可做到。

3.2 細化工藝分束操作步驟

底架線束電氣布線工藝轉化過程輸入為設計的設備清單和線線清單，輸出為底架模板附表。其中模板附表又包含主線槽、車頂高壓短接線、底架設備接地線、底架短接線、底架一位端引上線、底架二位端引上線、5等級分束等能夠指導線束切割及成束的文件模式。主線槽為雙向清單，其他為單向清單，區(qū)別于客室主線槽有L/R的區(qū)分，底架主線槽出線口為單純的數字形式。5等級分束表格為大線分束的指導文件也決定了大線絞線的狀態(tài)。

方案2具體操作為細化分束操作步驟，在現有的模板附表分束的基礎上優(yōu)化分束的操作過程，即采用動車項目中普遍使用的大線排布圖類似的形式來制作底架線束附表中的高壓側線槽線束分束，該方案在深圳某項目上進行了驗證，并且達到了減少了試制過程中由于大線絞線造成的返工的目的。

方案2主要輸出依然是現在附表采用的分束表格，如圖3所示：

區(qū)別在于以前分束表格并沒有嚴格的操作原則，操作過程具有隨機性，導致大線是否會絞線成為了薛定諤的絞線，該分束方法將分束操作過程具化下來，步驟如下：

1、將5等級線束從主線槽中帶出線位置篩出連接清單;整個表格線號、車型刪除重復項變成單向清單;

2、依次線型排序、末端出線位置排序、始端位置排序、將表格變成按照始端出線位置從小到大的表格;

3、按照始端名稱、末端名稱、線型不一致在表格中插入空格;

4、1號出線口按照端箱從里向外或從外向里排序;得到1號出線口整齊的小線束若干;并涂色標記;

涂色第1束小線束開始看末端位置，將未涂色始端位置與涂色線束末端位置一致的線束合并;優(yōu)先50平以上線束;優(yōu)先兩端去同一部位多根線型一致電纜;并畫簡易線束排布草稿;保證每束線50平以上電纜排布不超過8根;舉例：1-3號口50平以上大線1根與3-5號口1根50平以上大線算排布1根;

以上圖附表的5A-1為例線束排布簡圖如圖4所示：

結合布線圖紙對同一設備出線進行微調;優(yōu)先調整去同一設備的另一端為單根出線線纜;若另一端為進端箱電纜，不能連跨2束線;舉例：5A-1可以移動到5A-2，但是不能去5A-3。

該方案能夠在現有布線工藝轉化基礎上并不改變原有的布線工藝轉化過程，僅在分束過程中增加細化步驟。因對線束成束進行了根數的限制所以能夠解決大線超高的問題，又因在制作過程中已經將端箱出線、設備出線提前考慮進去，所以能夠在不改變現有布線工藝轉化輸出的基礎上，最大限度的解決線束超高和大線絞線問題。且該方案在深圳某項目上進行了驗證，與同期其他無人駕駛項目試制相比，大線絞線問題得到了較好的解決。因此，該方法可以普遍運用于其他城軌地鐵車輛項目對線束超高和大線絞線預判上。

3.低壓側線槽線束超高

因低壓側主線槽與端部線槽剖面結構不同，主線槽高為80mm，在轉向架上部過枕梁處的端部線槽高度為50mm，且寬度相較于主線槽而言也更窄，因此，滿足主線槽高度要求的4等級線束，但在過枕梁處的端部線槽卻可能存在超高的情況。特別是無人駕駛項目，由于低壓側線槽中4等級電纜超高而造成現場生產的返工并不在少數。

由于低壓側線槽線束超高的問題頻繁發(fā)生于無人駕駛項目中4A/B等級跨枕梁的端部線槽線束，部分項目主線槽端部4等級出線甚至多達近500根，因此，在布線工藝轉化過程中對端部線槽在枕梁處的超高情況進行驗證迫在眉睫。

4等級線束較多，在工藝轉化周期較短的情況下類比5等級電纜進行1：1剖面圖驗證并不現實，因此對4等級電纜分束進行粗略模擬是最佳的方式。

考慮到4等級電纜線型并不一致且還存在多芯線的情況，因此進行極端情況的模擬可以最大限度的滿足線束分束防護的要求。

以深圳某項目為例，在項目布線工藝轉化初期，做4A/B等級電纜最大線徑的刨面正方形布局滿高圖粗略驗證及圓形線束驗證，可以得到最極端情況下4等級電纜的分束的最極端情況。對于多芯電纜可以按照每根線芯按照1根最大線徑電纜計算。

在做防護信息的時候以此數量為依據，對4A/B電纜在端部線槽處進行分束成束，端部布線超高問題可以得到解決。圖5所示為深圳某項目中4等級中外徑最大單芯電纜在端部線槽1：1的剖面模擬：

由上圖可見，4等級若為正方形滿放為169根，呈圓形最大為135根，因此以此數據為依據，對4A/B等級跨枕梁的端部線槽線束進行分束，可以解決4A/B等級電纜在端部線槽超高的問題。

4.結論

電氣布線工藝的轉化過程，決定了城軌車輛布線的可行性與美觀性，無人駕駛地鐵車輛線路復雜且逐漸普及給布線工藝轉化的過程也帶來了問題和挑戰(zhàn)。我們遇到的線纜超高和大線絞線問題，上述解決方案能夠提前預判該問題，并在布線工藝轉化過程中起到指導布線工藝轉化和審核設計圖紙的目的。