車軸智能制造淺析

秦述勇 于上洋 宋韜

摘 要 智能制造的進步帶動了機械制造行業(yè)的快速發(fā)展，轉向架車軸作為高精密的零部件，加工過程需要重點關注。本文基于車軸加工的生產過程，從車軸加工過程、加工工藝、運行管理關鍵信息、信息處理與利用等方面分析生產過程中的智能制造應用。

關鍵詞 智能制造;車軸加工;應用分析

1研究背景

車軸是軌道列車的關鍵承載部件，斷裂損壞直接影響到列車的行車安全，尤其是車軸斷裂是鐵路車輛發(fā)生傾覆時間的最主要原因。對車軸生產過程的工藝提升和質量控制是保證列車運行安全的保障。智能制造是近些年提出的生產過程的智能生產以及智能監(jiān)控，能夠對生產過程進行有效管控。本文針對車軸生產過程進行分析，提出智能制造在車軸生產過程中的應用，研究車軸生產的工藝優(yōu)化、質量提升、產品追溯等[1]。

2智能制造分析

智能制造代表了產品生產過程中，利用輔助信息化管理優(yōu)化生產工藝過程，提升產品檢驗要求，實時記錄產品生產數(shù)據等的過程。智能制造以智能生產、智能管理為核心，常見的輔助管理系統(tǒng)有企業(yè)資源計劃管理系統(tǒng)（ERP），供應鏈管理模塊能實現(xiàn)采購、外協(xié)、物流的管理與優(yōu)化;生產制造方面已建立車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實現(xiàn)計劃、排產、生產、檢驗的全過程閉環(huán)管理。智能工廠管理需要對運行管理所必須的產品信息、設備信息、庫存信息等進行采集處理分析，運行管理方法則應綜合應用現(xiàn)代管理技術、計算機技術、信息技術與網絡通信技術、自動化技術、制造技術以及系統(tǒng)工程的理論方法和先進管理方法，將生產過程中人、技術和管理三要素及其信息流和物流進行有機集成，優(yōu)化運行，實現(xiàn)產品高質量、低消耗地生產[2]。

3車軸生產過程運行管理

3.1 加工過程

車軸作為轉向架上作為關鍵零部件，加工過程需要重點關注。車軸加工過程為車軸外圓車削、滾壓、磨削均采用中心孔定位的方式，采用機械手夾持車軸軸身或輪座位置給各設備上料，配置60°與90°頂尖以適應不同類型的車軸。采用軸端面驅動方式，實現(xiàn)一次上料至各設備，依次完成所有外圓表面的車削、滾壓、磨削加工。機車與地鐵車軸軸徑尺寸通常為160mm，130mm，在軸端面相同節(jié)圓半徑加工相同直徑的銷孔，同時避開軸端螺紋孔。

3.2 工藝管理

車軸加工過程需要按照計劃排產結果，物流配送系統(tǒng)將車軸毛坯配送到車軸自動加工檢測涂裝生產線，并在智能設備上加工生產，經檢驗合格后，準備進入輪對自動壓裝生產線，如圖1所示。優(yōu)化工藝管理過程，使車軸在生產過程中的生產鏈條更加順暢，生產布局更加合理，生產節(jié)拍更加優(yōu)異，縮短產品生產時間，降低產品返修率，提升產品生產質量[3]。

3.3 運行管理關鍵信息

加工生產過程中，將加工標準、產品信息（單件跟蹤號）、質量信息（合格判定）、車軸檢測數(shù)據等傳入制造執(zhí)行系統(tǒng)。根據系統(tǒng)邏輯，機加工設備會根據輸入的要求進行產品生產，也會根據輸入的要求判斷產品生產過程中是否時刻符合產品質量要求，做到產品的實時監(jiān)控。

3.4 信息處理與利用

制造執(zhí)行系統(tǒng)記錄傳入的產品信息，并記錄單件跟蹤號、車軸外徑尺寸數(shù)據、智能設備的運行狀態(tài)信息、工序執(zhí)行狀態(tài)、合格判定結果等信息，作為智能分析、決策與控制的基礎。對異常信息根據已定義規(guī)則按角色推送給相關責任人或管理人員，相關人員根據管理規(guī)范要求處理異常信息。該信息能夠被實時盯控，也可以作為后續(xù)追溯的重要手段[4]。

4結束語

車軸作為軌道列車最為關鍵的部件之一，其生產質量直接影響到了列車運行的安全性與穩(wěn)定性。基于現(xiàn)有的生產過程進行論述，淺析了智能生產條件下的車軸加工，介紹了常見的智能生產輔助系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的基礎上淺析加工過程、加工工藝、運行管理關鍵信息、信息處理與利用等四個方面的智能制造應用，為轉向架車軸加工提供參考。

參考文獻

[1] 張祖國.基于全制造服務周期的智能工廠系統(tǒng)結構模型[J].船艦科學技術，2016，38（5）：121-128.

[2] 王麟琨，王春喜.智能工廠/數(shù)字化車間參考模型概述與分析[J].中國儀器儀表，2017，（10）：63-72.

[3] 繆學勤.智能工廠與裝備制造業(yè)轉型升級[J].自動化儀表，2014，35（3）：1-6.

[4] 龐小紅，吳智銘.柔性制造系統(tǒng)工件調度的決策支持新探討[J].控制與決策，1990，（1）：40-43，39.