動(dòng)車(chē)組輪對(duì)軸端智能檢修工裝的研制與應(yīng)用

李佳 劉雙

1.中車(chē)唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司 河北唐山 064000 2.曹妃甸職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河北唐山 063205

1 設(shè)計(jì)思路

依據(jù)動(dòng)車(chē)組輪修理工作的相關(guān)指導(dǎo)書(shū)以及現(xiàn)場(chǎng)緊固工作規(guī)范，開(kāi)發(fā)了一套用于動(dòng)車(chē)組輪對(duì)修理的智能裝配工具和智能裝配管理系統(tǒng)，并安裝在維修站上。通過(guò)實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)安裝人員信息，如數(shù)據(jù)、秩序，正確安裝，組裝的全過(guò)程管理，提高維修質(zhì)量的組裝，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，如輪的軸端emu維護(hù)智能螺栓緊固操作裝配過(guò)程中質(zhì)量控制是應(yīng)用程序的主要方向[1]。

2 總體方案

所有的工具都安裝在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造的龍門(mén)滑軌框架內(nèi)。機(jī)架內(nèi)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)由無(wú)線力矩扳手、電纜力矩扳手、智能控制柜A/B、力矩分析與管理、人員識(shí)別模塊、無(wú)線碼掃描系統(tǒng)、服務(wù)器和遠(yuǎn)程觀察客戶端組成。電動(dòng)伺服力矩扳手用于在預(yù)擰緊操作中收集扭矩值。具有設(shè)定扭矩值超限位報(bào)警功能?？刂乒馎/B用于關(guān)聯(lián)車(chē)次、人員、螺栓位置、扭矩等信息。分析與管理是在web頁(yè)面上運(yùn)行的，用于分析和管理扭矩?cái)?shù)據(jù)[2]。具有扭矩輸出擰緊曲線預(yù)設(shè)功能，可實(shí)時(shí)形成分析圖，輔助質(zhì)量分析，提高質(zhì)量。人員識(shí)別模塊用于控制操作人員的工作資格，自動(dòng)識(shí)別和比較操作人員是否通過(guò)培訓(xùn)和考試，是否獲得設(shè)備操作證，避免人為操作失誤和財(cái)產(chǎn)損失。無(wú)線掃描編碼系統(tǒng)用于自動(dòng)采集和輸入等待工作組的編碼信息。服務(wù)器使用高磁盤(pán)陣列的數(shù)據(jù)安全，保證扭矩的可靠性，安裝工作時(shí)間，為本地實(shí)時(shí)存儲(chǔ)工人和其他信息，通過(guò)鐵路網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳本地信息或從服務(wù)器下載任務(wù)，技術(shù)管理在服務(wù)器進(jìn)程可以修改數(shù)據(jù)，更新和替代技術(shù)。另管理可以訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并掌握最新的操作動(dòng)態(tài)、通過(guò)率統(tǒng)計(jì)、時(shí)間統(tǒng)計(jì)、歷史數(shù)據(jù)查詢等[3]。

3 軸端組裝框架結(jié)構(gòu)的研制

方案1：龍門(mén)滑架在單軸地球軌道上的結(jié)構(gòu)模型。這一方案其優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效減少現(xiàn)場(chǎng)吊車(chē)作業(yè)，減少對(duì)車(chē)間空間的占用，并且移動(dòng)也較為方便，同時(shí)實(shí)現(xiàn)單輪對(duì)作業(yè)。缺點(diǎn)是需要在地面上鋪設(shè)2個(gè)滑道，基礎(chǔ)施工量大，沿東西軌道往往占用車(chē)架寬度。當(dāng)多輪對(duì)同時(shí)工作時(shí)，一次只能使用一個(gè)輪對(duì)，不能在軸兩側(cè)分開(kāi)作業(yè)，導(dǎo)致機(jī)動(dòng)性差。

方案2：雙軸地球軌道龍門(mén)架結(jié)構(gòu)模型。該方案的優(yōu)點(diǎn)是可以避免吊車(chē)操作，車(chē)間占用較少的工作空間，操作更加方便靈活。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)單輪對(duì)操作和輪對(duì)軸操作，工作效率高。缺點(diǎn)是需要躺在地上兩張幻燈片，大量的基礎(chǔ)建設(shè)，在東西方跟蹤總是占據(jù)某一幀的寬度，當(dāng)多個(gè)應(yīng)用同時(shí)工作時(shí)，只有一個(gè)一個(gè)輪對(duì)輪對(duì)的工作，不能分開(kāi)兩邊的軸終端工作，可憐的流動(dòng)性。

4 軸端裝配安裝典型錯(cuò)誤的防范

在生產(chǎn)過(guò)程中，輪對(duì)軸端常見(jiàn)的安裝誤差包括螺栓過(guò)短/過(guò)長(zhǎng)、安裝墊片缺乏/多、螺絲松動(dòng)/螺絲錯(cuò)位、盲孔、滑齒/工件變形等。預(yù)防措施如下：

（1）電動(dòng)扭矩扳手內(nèi)置傳感器可以實(shí)時(shí)檢測(cè)摩擦，螺栓收緊軟件可以分析和比較各種狀態(tài)下的旋緊扭矩-時(shí)間曲線和扭矩角特性曲線，計(jì)算出合格和不合格的安裝的閾值，并自動(dòng)調(diào)整速度和扭矩，避免緊缺陷引起的過(guò)度的速度和扭矩的變化。

（2）軟、硬件結(jié)合，能自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警選錯(cuò)螺栓，通過(guò)torkangle互控判別圖自動(dòng)識(shí)別安裝錯(cuò)誤報(bào)警[4]。

（3）在軟件設(shè)計(jì)中，同步考慮套筒選擇器與各工序之間的精確對(duì)應(yīng)。如果套筒失效，聲音和視覺(jué)報(bào)警提示給出，以防止扭矩丟失。

（4）優(yōu)化工藝管理卡控制，實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ)各工藝點(diǎn)的扭矩值，并與工藝流的設(shè)定值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)工藝卡控制。

5 可平衡重力及抵抗反力的擰緊裝置的設(shè)計(jì)

為了防止操作者在轉(zhuǎn)動(dòng)軸端時(shí)受傷，提高工作效率，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造了一種與龍門(mén)結(jié)構(gòu)配套的重力平衡防反力緊固裝置，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的反力臂。所述滑輪組固定在平衡滑軌上，滑軌位于水平方向。平衡滑軌的底部設(shè)有t形槽，t形槽上設(shè)有滑環(huán)。在彈簧其平衡器其一端進(jìn)行連接滑環(huán)，在另外一端需要連接電動(dòng)扳手其手柄吊環(huán)。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)的兩端分別通過(guò)鉸鏈與電動(dòng)扳手的手柄和滑輪組連接。在碳棒反應(yīng)臂上相鄰兩個(gè)反應(yīng)臂的連接處設(shè)置限位套，以增加相鄰兩個(gè)反應(yīng)臂之間的摩擦力，增加抗壓強(qiáng)度[5]。與傳統(tǒng)的反應(yīng)相比，彈簧平衡器和碳反應(yīng)的手臂，當(dāng)收緊，緊組織把扳手的位置靈活，員工可以很容易的找到與扳手螺栓孔的位置，實(shí)現(xiàn)了緊密的工作，完成了不同輪在軸端裝配操作，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

6 結(jié)語(yǔ)

效用模型已成功應(yīng)用于上海動(dòng)車(chē)組先進(jìn)維修裝配站，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制、工具管理、人事管理、扭矩管理、工具管理、數(shù)據(jù)記錄、識(shí)別以及監(jiān)控等功能，讓車(chē)輪其軸端螺栓的預(yù)緊效率要更高，在進(jìn)行軸端的安裝過(guò)程當(dāng)中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，從而確保按照工作的標(biāo)準(zhǔn)化以及信息化，對(duì)動(dòng)車(chē)組輪對(duì)軸端檢修組裝的過(guò)程卡控起到了良好的示范作用。