新型軸承標志板打號機的設計與實現

師睿鑫

（北京鐵路局 豐臺車輛段 技術科，北京100038）

新型軸承標志板打號機的設計與實現

師睿鑫

（北京鐵路局 豐臺車輛段 技術科，北京100038）

貨車檢修流程以及檢修工藝的規范化，對所需的工裝設備提出了更高的要求，原有標志板打號機在生產速度及質量上已不能滿足貨車軸承標志板刻打的需要。選用通用氣動打標機，根據標志板規范，設計了標志板專用打號臺，編寫了相關數據錄入軟件，研發了新型軸承標志板打號機，較好滿足了生產需求。

標志板；氣動打標機；數據錄入軟件

隨著貨車檢修流程的完善以及檢修工藝的提高，現場對符合工藝要求、實用、操作方便、生產效率高、便于維修的工裝設備有了更多的需求。

《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則》（以下簡稱《輪規》）中規定，鐵路貨車在進行廠段修時，車輪軸承壓裝后必須要刻打軸承標志板并進行安裝。在用的標志板打號機大部分采用‘液壓站＋鋼字頭’的刻打方式，平均5～6 min才能完成一個標志板的刻打，生產效率不高；由于液壓站壓力調節繁瑣，設備使用復雜且維修不便，這在一定程度上制約了輪對檢修流程。

為解決原有軸承標志板打號機存在的各種問題，設計制作了新型軸承標志板打號機，采用風源作為動力源，對構成部件進行了的設計選型，設計了微機控制系統、編寫了數據錄入軟件，較好地滿足了生產需求。

1 機械部分設計與實現

1.1 主機機構的設計與選型

由于生產現場壓縮空氣容易獲取且空氣驅動速度較快，新型軸承標志板打號機采用壓縮空氣作為動力源，刻打執行機構采用通用氣動打標機來實現。氣動打標機會根據輸入的圖形和字符，驅動打標針以數百赫茲（如300 Hz）的頻率進行點刻，從而在工件上打出由連續點陣構成的字符或圖形。

通過比選，采用了菲克蘇公司生產的氣動打標機，構造如圖1所示。該打標機可以實現在各種金屬、非金屬材料的零部件、標牌上打印出清晰、規范牢固的點陣標記。打標內容可以是任意字符、圖形、商標圖案等，并且支持其控制軟件進行格式編輯，還預留控制部分接口，便于后期開發。

該型打標機主要包括工作臺、打標頭、空氣過濾減壓閥、二維機構、Z軸。二維機構是步進驅動的X、Y運動機構，在電腦和控制器的控制下按字符和圖形的軌跡運動；Z軸是手動升降機構，用于調整針頭和工件的距離；打標頭是針頭振動機構，包括鋼針、彈簧、密封圈；空氣過濾減壓閥用于過濾壓縮空氣并調整使鋼針振動的氣壓，并可方便調整打標頭鋼針的沖擊力。

1.2 標志板專用打號臺的設計與實現

單獨的氣動打標機并不能滿足現場對軸承標志板制作的需求，為此設計了軸承標志板專用打號臺，在承托軸承標志板的同時，實現標志板的上料、下料、固定等相關操作，標志板專用打號臺的工作流程如圖2所示，專用打號臺也使用壓縮空氣作為動力以降低成本、方便維修。

專用打號臺上料、下料、標志板固定卡具開合的執行機構均采用電磁閥對氣路進行控制，從而實現各部動作。根據軸承標志板質量輕且平整的特點，在上料、下料時均采用了真空皮碗吸取的方式來移動軸承標志板，如圖3所示。

2 配套軟件設計與實現微機控制部分設計

在實現了軸承標志板打號機的機械部分之后，需要根據現場要求實現其配套軟件，以方便生產。為此設計了標準單塊軸承標志板打印模板，以及批量打印數據生成軟件。

2.1 打印模板設計

為實現軸承標志板打號機的刻打控制，根據軸承標準板標準，使用“Thor X3”工業標記打印軟件進行了打印模板設計，實現了單塊軸承標志板的打印。

選用的通用氣動打標機為并口輸入，在微機上安裝“Thor X3”軟件后需要進入CMOS進行如下設置：打開INTEGRATED PERIPHERALS（集成外設端口設置）菜單，將Onboard Parallel Port（主板上并行口工作設置）設置為378/IRQ；將Parallel Port Mode（并口通訊方式）設置為ECP＋EPP。如未能正確設置CMOS中的并口模式，將導致打標機無法正常使用。

設置CMOS參數后，進入工業標記打印軟件，進行以下操作：

（1）按照《輪規》中21，25 t等軸重輪對軸承標志板對刻打的不同規格要求，在標志板上各欄的位置設置多個文字型標記，在標記內容框中輸入標記的內容，為避免混淆可以在相應的注釋框中輸入對該標記的說明（例如如果輸入的是一個VIN號碼，可以在注釋中說明這是一個車輛識別號。注釋不對標記的實際內容起任何作用，只對標記內容起一個說明作用）。

（2）選擇字體，字體分別為MVF矢量刻印字體和TTF Windows系統字體，在選擇MVF刻印字體時，如果需要還可以選擇指定某種漢字字體。輸入完成后單擊確定按鈕，一個新定義的標記將按默認的尺寸、排列方式及鼠標指定的位置被成功定義并顯示在標記編輯框中。

（3）通過此種方式，新增多個標記并將其用鼠標拖動到合適的位置，調整標志板上各欄的位置和字體大小，最終形成標準打印模板（刻打文件）。

編輯完畢后的刻打文件如圖4所示，在打印模板中輸入相應的數據后，點擊軟件中的“刻印”按鈕即可進行單個標志板的刻打工作。

2.2 批量打印數據生成軟件

為了提高軸承標志板刻打效率，需要實現標志板的批量刻打功能，工業標記打印軟件“Thor X3”具有從數據庫中提取數據并進行批量打印的功能，要實現軸承標志板的批量刻打只需要先在數據庫中生成相應的批量打印數據，再按要求設置并執行批量打印功能即可。

“Thorx3”工業標記打印軟件的預刻印數據庫使用微軟的Access數據庫，文件名為“PrePMark.mdb”，保存在該軟件的安裝文件夾內。該數據庫可以被大部分窗口編程軟件進行編輯操作。在新型軸承標志板打號機開發中選用了Delphi7.0進行標志批量數據生成軟件的編寫，考慮到方便現場員工使用，在界面設計上貫徹了＇所見即所得＇的思路，輸入界面與軸承標志板排列格式一致并增加了補錄、調序等功能，通過編程實現的錄入界面如圖5所示。

通過人機界面－標志板錄入軟件實現了標志板刻打內容向錄入數據庫的錄入后，利用“Thorx3”工業標記打印軟件與數據庫進行通信連接功能，進行如下設置，打開文字類標記編輯器—標記內容—勾選“此標記的內容從預刻印數據庫中提取”復選框，即可實現軸承標志板的批量打印功能（圖6）。

3 設備的試用與結論

該新型標志板打號機在豐臺車輛段多個車間軸承班組進行安裝調試后，進行了試用，在使用過程中普遍反映該設備操作簡單，成批錄入數據后能夠對軸承標志板進行批量刻打，減少了人工參與放置標志板和取出標志板的步驟，將標志板的打印節拍由以前的5 min/個提升到1 min/個，提高了工作效率及安全系數，并且設備故障率極低，滿足了生產現場對軸承標志板刻打工作的需求，效果良好。

［1］ 鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則［S］.北京：中國鐵道出版社，2007.

［2］ 并口工業氣動打標機使用與開發［R］.上海：上海菲克蘇工具有限公司，2012.

［3］ DELPHI 7.0編程與開發［M］.北京：機械工業出版社，2011.

Design and Implementation of New Marking Machine for Bearing Logo Board

SHI Ruixin
（Fengtai Car Depot，Beijing Railway Bureau，Beijing 100038，China）

The standardization of wagon repair and maintenance process puts forward higher requirements for the production tooling equipment，and the original logo board marking machine cannot meet the needs of production speed and quality.Using the general pneumatic marking machine，this paper designs the special logo board making table according to the specification of logo board，and develops the data entry software and the new marking machine of bearing logo board，which can better meet the production requirements.

logo board；pneumatic marking machine；data entrysoftware

U279.3＋4

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.06.30

1008－7842（2014）06－0116－03

1—）男，工程師（

2014－04－23）