機(jī)車制造中柔性化吊裝工藝裝備的開(kāi)發(fā)

郭喜春

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)人民收入水平也在不斷提高，同時(shí)對(duì)于物質(zhì)文化的需求也越來(lái)越重視。消費(fèi)者越來(lái)越重視個(gè)性化以及多樣化的產(chǎn)品，而現(xiàn)在許多產(chǎn)品更新?lián)Q代比較快，使用周期越來(lái)越短。因此在目前市場(chǎng)上來(lái)看，多品種、中小批量的產(chǎn)品需要比較多。如今越來(lái)越多的企業(yè)都引入了柔性化吊裝工藝裝備，這樣不僅可以降低成本，還可以節(jié)省時(shí)間，從而更好地滿足當(dāng)前消費(fèi)者的多樣性需求。本文以內(nèi)燃機(jī)車為例，展開(kāi)對(duì)機(jī)車制造中柔性化吊裝工藝裝備開(kāi)發(fā)的研究。

Abstract： With the continuous development of the social economy， the income level of the people in our country is constantly improving， and at the same time， more and more attention is paid to the material and cultural needs. Consumers are paying more and more attention to personalized and diversified products， and now many products are updated quickly and their use cycles are getting shorter and shorter. Therefore， in the current market， there is a need for more varieties of products in small and medium batches. Nowadays， more and more companies have introduced flexible hoisting process equipment， which can not only reduce costs， but also save time， so as to better meet the diverse needs of current consumers. This paper takes diesel locomotives as an example to carry out research on the development of flexible hoisting process equipment in locomotive manufacturing.

關(guān)鍵詞：機(jī)車制造;柔性化吊裝工藝裝備;技術(shù)開(kāi)發(fā)

Key words： locomotive manufacturing;flexible hoisting process equipment;technology development

中圖分類號(hào)：U270.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）05-0098-02

0? 引言

在當(dāng)前社會(huì)，大部分企業(yè)在進(jìn)行機(jī)械制造的時(shí)候，仍然是按照比較傳統(tǒng)的方法進(jìn)行組織生產(chǎn)的。這樣生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品數(shù)量比較多，但是現(xiàn)在市場(chǎng)上，中小批量的產(chǎn)品需求越來(lái)越多，因此使用這樣的生產(chǎn)方法是比較落后的，會(huì)造成資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，同時(shí)工作效率也比較低，相對(duì)而言的，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量也不會(huì)很高。因此相對(duì)于傳統(tǒng)的一些剛性機(jī)床制造而言，現(xiàn)在柔性機(jī)床越來(lái)越受企業(yè)的歡迎。

1? 內(nèi)燃機(jī)車定義

內(nèi)燃機(jī)車是機(jī)車種類之一，其動(dòng)力為內(nèi)燃機(jī)，機(jī)車上的內(nèi)燃機(jī)有許多不同的種類，在我國(guó)鐵路上，所用的內(nèi)燃機(jī)大部分是柴油機(jī)，因此，在我國(guó)每當(dāng)提起內(nèi)燃機(jī)車這一概念時(shí)，大多時(shí)候指的是柴油機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)裝置有三種不同的種類，第一是機(jī)械傳動(dòng)裝置，第二是液力傳動(dòng)裝置，第三是電力傳動(dòng)裝置。內(nèi)燃機(jī)車包括柴油機(jī)、制動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置等多種設(shè)備。按照工作性能可以將內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行分類，其中包括單線機(jī)車、吊車機(jī)車、內(nèi)燃動(dòng)車組三種類型，除此之外也可以按照傳動(dòng)方式的不同將內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行分類，其中包括機(jī)械傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車、電力傳動(dòng)和液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車三種。內(nèi)燃機(jī)車在我國(guó)鐵路上的使用非常普遍，為了使制造技術(shù)更加精進(jìn)，工作效率更高，制造成本更低，如今在內(nèi)燃機(jī)車的制造過(guò)程中，柔性工藝裝備越來(lái)越受重視。

2? 當(dāng)前柔性工藝裝備存在的問(wèn)題

目前在我國(guó)的鐵路貨車等生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，雖然相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)在不斷精進(jìn)，各種先進(jìn)技術(shù)也在不斷應(yīng)用，但是仍然具有比較多的問(wèn)題。首先，在鐵路貨車等生產(chǎn)過(guò)程中，所使用的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)手段相對(duì)于世界其他國(guó)家相同水平而言仍然是比較落后的，同時(shí)工藝裝備設(shè)備的剛性比較大，柔性比較低，這也不利于產(chǎn)品質(zhì)量提高。而在工藝裝備的資源管理過(guò)程當(dāng)中也有著比較混亂的一面，其自動(dòng)化程度比較低，不能夠很好地適應(yīng)當(dāng)代消費(fèi)者的需要，同時(shí)對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，企業(yè)需要的是成本更低，而生產(chǎn)速度更快的工藝設(shè)備，但是現(xiàn)在的工藝裝備資源不能適應(yīng)來(lái)自多方面的不同需要。當(dāng)前工藝裝備的生產(chǎn)線比較混亂，布局也比較剛性，同時(shí)同一工藝裝備體系無(wú)法在不同的設(shè)備之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換使用，其通用性比較低，標(biāo)準(zhǔn)化程度和系列化程度也不高。另一方面，工藝裝備系統(tǒng)仍然是采用人工和手動(dòng)管理，企業(yè)自動(dòng)化程度沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的要求，但是現(xiàn)有的工藝裝備系統(tǒng)又沒(méi)有足夠的發(fā)展空間，以現(xiàn)有工藝裝備為基礎(chǔ)進(jìn)行提升的話，其提升空間是非常有限的，因?yàn)楝F(xiàn)在的工藝裝備系統(tǒng)應(yīng)變能力過(guò)差，無(wú)法進(jìn)行有效延伸，這在很大程度上妨礙了企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也存在著成本過(guò)高以及資源重復(fù)等現(xiàn)象，會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

3? 柔性工藝裝備的概述

在日常生活當(dāng)中所提到的柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，許多人是比較陌生的，它具有非常高的實(shí)用性，從這個(gè)角度可以將其分為三個(gè)方面：第一，工藝裝備的各個(gè)元件運(yùn)用比較靈活，可以進(jìn)行多次拼裝和分解，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中如果有需要達(dá)到的目的以及事先設(shè)置好的功能，工藝裝備可以很好地完成這項(xiàng)工作，另外，它也可以將各個(gè)部件進(jìn)行重組，指的是可以按照不同的工作要求組合成為新的東西。第二，柔性工藝裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引進(jìn)了模塊化的內(nèi)容，在使用之前，是需要提前建立一些數(shù)據(jù)庫(kù)的，其中包括了標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)、單元模塊庫(kù)等內(nèi)容，然后再用其他軟件按照不同的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)組裝，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中的運(yùn)用是非常靈活的，速度也是比較快的。第三，工藝裝備可以用于不同設(shè)備，即使型號(hào)外形等內(nèi)容各不相同，但是它仍然可以用于多個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行換裝工作，想要達(dá)成這一目的，那么在設(shè)備上就要有快速換裝的接口，以此來(lái)保證同一個(gè)工藝裝備體系可以完成不同設(shè)備之間的快速換裝目的，這一目的想要達(dá)成，對(duì)于換裝的柔性化是有要求的，也需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

3.1 柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念

在日常生活當(dāng)中，人們所提到的柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)是按照特定的功能而進(jìn)行拼裝的，其中包括了標(biāo)準(zhǔn)件和基礎(chǔ)件、功能組件、單元模塊等內(nèi)容，這種結(jié)構(gòu)能夠更好地滿足工藝層面的要求，并且能夠快速地對(duì)工裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分以及重組，此結(jié)構(gòu)對(duì)于元件具有比較高的要求，元件的精度和耐磨性要高一些，互換性也要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，此結(jié)構(gòu)可以很好地適用于各個(gè)不同尺寸的機(jī)床工作臺(tái)，同時(shí)，不同零件有著不同的加工要求，此結(jié)構(gòu)也可以很好地適用。針對(duì)此種情況，選用合適的元件和功能組件等進(jìn)行組裝，得到各種不同的工裝結(jié)構(gòu)，組裝起來(lái)也更加靈活，使用更加方便，應(yīng)用范圍也更廣一些，可以更好地節(jié)省成本，同時(shí)也可以使工藝成果質(zhì)量更高。

3.2 柔性工藝裝備的基礎(chǔ)原理

我國(guó)鐵路貨車制造方面，柔性工藝裝備的應(yīng)用范圍是比較廣的，因此如果完成了一套工藝裝備體系的話，它是可以滿足不同型號(hào)的多種車輛的要求的，柔性工藝裝備包括三部分，柔性化基礎(chǔ)工作平臺(tái)，柔性化夾緊模塊，柔性化定位模塊三部分，除了這三大主要模塊之外，還有一些部件用于輔助功能。在工藝裝備的加工過(guò)程當(dāng)中，這些都是具有柔性的，在長(zhǎng)度、寬度以及高度上都可以進(jìn)行快速調(diào)整，因此可以使得一套工裝在經(jīng)過(guò)重新組裝、拼裝之后，能夠適應(yīng)不同類型的工作，發(fā)揮應(yīng)該發(fā)揮的作用。柔性工藝裝備的基本原理大致就是以下內(nèi)容，它可以根據(jù)不同主體的需要，將不同類型的組件進(jìn)行重新組裝，以此來(lái)滿足特定的工作任務(wù)及工作要求，并且使之成為特定的工藝裝備組合，另外也可以對(duì)一些元件、組件等能夠進(jìn)行更加有效的管理。

3.3 柔性工藝裝備的結(jié)構(gòu)體

當(dāng)前社會(huì)在不斷進(jìn)步，科技也在迅速發(fā)展，為了追求更好的工藝質(zhì)量以及更好的產(chǎn)品效果，隨著各種高新科技的不斷發(fā)展，柔性工藝裝備也在隨之發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，同時(shí)，它也已經(jīng)慢慢地步入了大眾的視野當(dāng)中，走在了當(dāng)今時(shí)代的前線。柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)中包含了各種先進(jìn)工藝包括信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)，并將其引入到工藝裝備的各個(gè)制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，從而可以使得工藝裝備體系更加的標(biāo)準(zhǔn)、更加規(guī)范，可以滿足現(xiàn)在消費(fèi)者的多樣化需求，同時(shí)也可以使得產(chǎn)品的成本降低，而產(chǎn)品質(zhì)量更高。柔性工藝裝備有著不同的結(jié)構(gòu)，這里主要介紹三大結(jié)構(gòu)，列陣式POGO柱結(jié)構(gòu)，大尺寸三坐標(biāo)立式支撐結(jié)構(gòu)，以及庫(kù)式伸縮結(jié)構(gòu)。第一種結(jié)構(gòu)主要是針對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)方面來(lái)說(shuō)，可以使其控制更加精確，鐵路貨車的制造需要這種高精確度，因此在鐵路貨車的制造過(guò)程當(dāng)中，第一種結(jié)構(gòu)對(duì)于一些大型的產(chǎn)品對(duì)接工作來(lái)說(shuō)是非常有優(yōu)勢(shì)的。第二種結(jié)構(gòu)，它不僅屬于柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)之一，同時(shí)它本身也具有著很好的剛性，因此可以承受來(lái)自多個(gè)不同方向的負(fù)載。第三種結(jié)構(gòu)是可以在水平面內(nèi)進(jìn)行一次性的外形和尺寸等方面的調(diào)整工作，在鐵路貨車制造過(guò)程當(dāng)中可以節(jié)約資源和制造成本，另外，第三種結(jié)構(gòu)也為柔性工藝裝備的整體發(fā)展作出了非常突出的貢獻(xiàn)。

4? 柔性工藝裝備的具體應(yīng)用

4.1 定位單元柔性化

定位單元的作用是為了確保車輛的外形特征以及產(chǎn)品質(zhì)量，以前的定位單元屬于剛性產(chǎn)品，外形是大致一致的，目的是為了各個(gè)零件可以定位更加精準(zhǔn)，但是現(xiàn)在將定位單元變得更加柔性化，在產(chǎn)品轉(zhuǎn)型時(shí)就可以進(jìn)行定位的調(diào)整，對(duì)于鐵路貨車機(jī)車等產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，更加有利于其進(jìn)行轉(zhuǎn)型，可以節(jié)省成本資源。

4.2 夾緊單元柔性化

夾緊單元可以保證鐵路焊接工藝的正常進(jìn)行，其生產(chǎn)質(zhì)量也可以得到一定程度的保障。它為車輛制造提供了支撐，想要夾緊單元可以更加柔性化，就要使它的設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)化，使其具有更好的精確度，這樣也可以使車輛制造過(guò)程中的焊接質(zhì)量有所保障，可以更好的提升產(chǎn)品的質(zhì)量，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用期限。

4.3 基礎(chǔ)平臺(tái)柔性化

基礎(chǔ)平臺(tái)，其中包括支撐件和基礎(chǔ)件，在之前的車輛制造過(guò)程當(dāng)中，是需要使用大量的工人作為動(dòng)力資源的，但是，隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，大量的人力資源將會(huì)造成工作重復(fù)以及資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，會(huì)增加制造成本，另一方面，為了更好的適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需要，同時(shí)也可以減輕工人勞動(dòng)量，針對(duì)此種要求出現(xiàn)了可伸縮式的結(jié)構(gòu)平臺(tái)。此結(jié)構(gòu)不僅可以減少占地面積，空間布局等方面的調(diào)整也更加方便，可以使車輛制造更加便利。

5? 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代社會(huì)乃至未來(lái)社會(huì)當(dāng)中，高速鐵路將會(huì)進(jìn)入大發(fā)展時(shí)代，而我國(guó)的機(jī)車企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和國(guó)外同行業(yè)之間相比，仍然存在著很大的差距。當(dāng)前我國(guó)的柔性制造系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用不是十分的普遍，在國(guó)內(nèi)普通機(jī)車車輛企業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，幾乎可以說(shuō)是空白。但柔性制造系統(tǒng)如果可以得到普遍應(yīng)用，將會(huì)使我國(guó)企業(yè)的機(jī)床制造水平上升到新水平，達(dá)到新的高度，從而為企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益，這些都是各企業(yè)應(yīng)該追求的技術(shù)。

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