高速動車組輪對智能制造新模式應(yīng)用

劉堯 楊越

摘要：通過自動加工檢測技術(shù)、自動部件識別技術(shù)進(jìn)行自動匹配，專注于輪對加工裝配的自動化和信息化。還有科技、智能定位、智能輪對生產(chǎn)線建設(shè)等技術(shù)的應(yīng)用。不僅提高了生產(chǎn)效率，還減少了人員操作，同時也提高了輪對生產(chǎn)的整體技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：高速動車組輪對;智能制造;生產(chǎn)數(shù)據(jù);自動裝配線

前言

高速動車組車體負(fù)責(zé)智能制造研究工作，而工藝設(shè)計系統(tǒng)數(shù)字化研發(fā)模塊集成，數(shù)字化負(fù)責(zé)制造工藝系統(tǒng)核心智能裝備，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集、整理和分析數(shù)據(jù)功能。以上技術(shù)都支持豐富的數(shù)據(jù)，仿真驗證數(shù)字化模型建設(shè)、提升高速動車組車體智能制造項目研發(fā)水平，從而完成數(shù)字化制造過程的整體管理，使研究工作精益化、可視化、數(shù)字化，提高工作運行效率，提高車身制造生產(chǎn)線的工作水平。

一、高速動車組輪對制造

輪對智能生產(chǎn)線采用自動齒輪裝配箱、自動輪轂設(shè)置檢查和軸承軸系統(tǒng)集成。在自動裝箱的整個過程中進(jìn)行，打造全流程自動化數(shù)字化、集約化、高效化、智能化的生產(chǎn)線。

高速動車組輪組產(chǎn)品特點：高速動車組由動車組和掛車組成，通常有8組4輛，6輛掛車和2輛掛車。驅(qū)動輪副有一個變速箱制動盤作為車輪安裝，拖車輪副沒有變速箱，制動盤是軸裝的。驅(qū)動輪副由連接牽引電機(jī)和變速箱驅(qū)動的聯(lián)軸器組成，是作為整個列車單元的驅(qū)動動力源。

二、產(chǎn)品智能制造模式及特點

輪對產(chǎn)品智能制造模式以零部件加工裝配自動化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與傳輸信息化為核心。通過應(yīng)用自動加工檢測技術(shù)、自動零件識別技術(shù)、自動匹配技術(shù)等智能水平進(jìn)行促銷。

能源。其中，空心軸加工采用3軸桁架機(jī)械手自動上下料，車輪搬運檢測采用5軸桁架機(jī)械手下料，軸搬運檢測采用4軸桁架機(jī)械手下料。軸輪噴涂線采用鏈?zhǔn)阶詣虞斔?，變速箱裝配線采用自動輸送帶與桁架機(jī)械手相結(jié)合，實現(xiàn)變速箱的自動循環(huán)。同時自動輸送機(jī)構(gòu)、計算機(jī)輔助裝配CAA，通過有節(jié)奏的物流運輸，軸箱體等零件按工作站安裝，實現(xiàn)車輪裝配自動化。而智能材料倉庫的噴涂線和輪對壓機(jī)房由運輸車輛自動運輸，通過自動傳送機(jī)構(gòu)自動傳送到軸箱裝配線。生產(chǎn)線控制系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)男畔⒒Ｃ颗_設(shè)備固定好后，控制系統(tǒng)調(diào)度指導(dǎo)，從而實現(xiàn)全自動運行。對于物流自動化設(shè)備，可以標(biāo)記位置進(jìn)行移動每件設(shè)備的實時動畫。在裝配的實際過程中將信息自動存儲、集中管理、自動輸出檢測數(shù)據(jù)結(jié)果和質(zhì)量報告，對輪對的每一部分都可以實現(xiàn)全過程質(zhì)量追溯。

三、輪對制造工藝及智能制造生產(chǎn)線配置

1.輪對制造整體工藝流程

車輪：車輪加工-車輪檢查-車輪噴漆-車輪組裝。

車軸：車軸加工-車軸檢查-車軸噴漆-齒輪箱壓裝。

輪對裝配：輪對壓裝輪對動平衡檢查→輪對超聲波缺陷檢測→輪對檢查軸承壓配合和軸箱裝配→輪對交接檢查。

2.輪對能源制造生產(chǎn)線構(gòu)成

全自動壓裝生產(chǎn)線由智能存儲裝置、變速箱自動裝配生產(chǎn)線和輪對組成。

3.生產(chǎn)線控制系統(tǒng)

生產(chǎn)線控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)服務(wù)器、大顯示屏、系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)包括系統(tǒng)軟件和MES界面，并進(jìn)行等待、運行、停機(jī)、自動運輸車輛狀態(tài)、桁架機(jī)械手、視頻實時顯示。智能作業(yè)調(diào)度可以實時獲取各種設(shè)備信息，選擇路線、作業(yè)時間和所需時間、下達(dá)和管理作業(yè)進(jìn)度指令等。每臺機(jī)器按照系統(tǒng)工藝模板開始運行。軸承軸箱裝配線異常實時顯示出診斷故障、監(jiān)控車橋、車輪和變速箱的夾緊狀況。

該系統(tǒng)可與刀具管理系統(tǒng)集成，顯示機(jī)床的加工狀態(tài)和刀具的切削時間，進(jìn)行刀具磨損監(jiān)測和預(yù)警，預(yù)測刀具壽命，并且方便后續(xù)質(zhì)量跟蹤。

4.車橋自動加工檢測線

空心軸的加工和檢驗過程為裝軸→標(biāo)準(zhǔn)加工→深孔鉆→絎縫→精加工→圓磨→磨削→磁粉探傷MT→超聲波探傷UT→尺寸檢驗→外觀檢驗，最后完成車橋的處理和檢查。

5.車輪自動搬運檢測線

該檢測線主要用于超聲波檢測、靜平衡和條碼標(biāo)記。車輪加工和檢測使用一套車輪柔性輸送系統(tǒng)。試驗后車輪以5個為一組，由起重機(jī)吊起進(jìn)入噴涂工序。同時，測試數(shù)據(jù)自動保存并上傳至中央管理的系統(tǒng)。

6.軸輪自動注塑線

車橋噴涂流程為車橋自動轉(zhuǎn)移→清洗→保護(hù)→底漆→烘干→面漆→烘干→防撞涂層噴涂→保養(yǎng)→汽車車橋下料。

砂輪噴涂過程為砂輪自動轉(zhuǎn)移、洗滌、干燥、保護(hù)、底漆、干燥、面漆、干燥、調(diào)理、卸輪。

7.車橋、車輪智能倉庫

設(shè)置軸輪倉儲智能物料庫，軸采用堆垛機(jī)一臺，具有自動存儲和檢索功能。車軸和車輪存放在沒有托盤的固定架子上，無需人工干預(yù)。采用噴淋流水線引入車軸智能料倉，設(shè)立兩個出口。電機(jī)軸進(jìn)入變速箱裝配室，成品輪5組堆疊，由自動輸送機(jī)輸送至輪壓線。

8.變速器自動裝配生產(chǎn)線

大齒輪清洗→大齒輪總成→軸承總成→齒輪箱總成→間隙測量→間隙調(diào)整→齒輪箱操作。

9.輪對自動沖壓生產(chǎn)線

設(shè)置超聲設(shè)備。故障檢測設(shè)備及二輪對動平衡設(shè)備、二輪對試驗臺、兩軸運輸設(shè)備及兩輪運輸設(shè)備組。工藝流程包括制動盤預(yù)裝、制動盤壓入、輪對預(yù)裝、輪對壓入、動平衡、超聲波故障檢測、自動檢測和壓力傳感，最后進(jìn)行提交檢查。靈活的運輸系統(tǒng)配備了4種運輸機(jī)械手，可以自動固定和預(yù)裝車軸、制動盤、車輪和輪對，可以減少輔助時間，提高生產(chǎn)效率35%左右，從而可以更好的促進(jìn)其發(fā)展。

結(jié)束語

輪對是動車組重要的關(guān)鍵部件，對于高鐵動車組車體智能制造項目，應(yīng)考慮采用新型智能制造模式，加強(qiáng)企業(yè)成本控制，實現(xiàn)項目效益最大化。為此，企業(yè)必須改變以往的生產(chǎn)制造管理理念，結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，創(chuàng)新制造模式，增強(qiáng)核心競爭力。因為這也是保證高鐵動車組制造作業(yè)質(zhì)量的重要因素。同時還需要建立現(xiàn)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺明確業(yè)務(wù)內(nèi)容，建立科學(xué)的業(yè)務(wù)流程體系優(yōu)化業(yè)務(wù)內(nèi)容，營造信息生態(tài)環(huán)境，提高制造工作效率，最終強(qiáng)化智能化水平。動車組制造、數(shù)字化工廠建設(shè)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理增強(qiáng)、產(chǎn)品設(shè)計改進(jìn)和基于反饋信息的整體產(chǎn)品性能優(yōu)化。

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