智能校線儀在機車校線工序的實驗與研究

謝光明，吳偉強

(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412001)

1 原有的試驗方法和問題

機車調試生產過程中，進行校線工序作業時，原有方法是3個作業人員利用校線器逐條對應校線工序卡片，進行校核和手工記錄。每項測試數據由人工判別后，再進行手工填寫，整個工序存在人為控制因素較多，效率不高。由于企業生產節奏加快、車型更加繁雜，特別是新造復興號160 km/h集中動力型客運機車比以往車型的線路更復雜，整車應校線纜是其他車型的2～3倍，這種方法就成了影響生產的“瓶頸”工序。這是一項費時、費力，但又至關重要的關鍵工序，單靠原來的方法，使用便攜式校線儀或簡易校線儀已經無法滿足實際生產需要和確保產品質量。實現試驗智能化既是生產管理的趨勢，也是保證產品質量、提高工作效率的要求。試驗利用無線智能校線儀來實現，從根本上降低了故障率，提高工作效率，并且讓校線工序更加方便快捷，減輕校線人員的勞動強度。

2 狀況分析及改進方案

2.1 狀態分析

原有的方法是使用簡易校線器 (見圖1)或帶延長線的萬用表(見圖2)對機車線纜進行校對，測試合格標準完全由人工判別，且每項測試數據都采用手工填寫。使用的校線裝備都不具備智能檢測功能和測試數據自動記錄與輸出功能。要提高工作效率和實現智能化管理就需要對機車校線工序進行智能化調整，利用無線智能化校線器來實現自動化生產，利用網絡化、信息化對大數據的管理，來優化生產制造，這樣才能確保機車校線合格率和完成率，提高產品質量。

圖1 簡易校線器

圖2 帶延長線的萬用表

2.2 改進方案

2.2.1 裝備方面

研發設計一款無線智能校線儀，該儀器具有人機顯示界面，無線傳輸功能、測試數據能實現自動記錄、自動保存及傳輸。該校線儀的兩端檢測探頭采用通斷雙色LED指示燈，安裝在探測筆內，校線儀上還裝有高分貝蜂鳴器。測試過程中根據線纜導通、不導通、接地、短路等狀態，兩端校線人員手中的探測筆內的指示燈會對應不同的顏色燈點亮，同時蜂鳴器發出語音提示，并且測試的所有結果實現儀器自動判別完成，并在顯示屏上自動顯示。

2.2.2 工藝方面

1)工藝人員將作業項點內容文檔通過網絡或者數據線傳送到儀器內，測試人員使用時在校線儀屏幕上直接讀取和自動翻頁。

2)測試的所有信息和要求及待校線纜的點位、位置、顏色、線徑等參數都在屏幕只讀方式顯示，管理員權限才允許查看和修改。

3)儀器可存儲多種車型作業內容，測試數據能自動判別當前線纜通斷狀態并顯示，測時數據可實現斷點續測也可重新測試。

4)測試后的結果，可以通過WIFI或者USB傳輸到服務器，直接生成報表。

2.3 智能便攜校線儀工作原理

2.3.1 工作原理

采用STM32F429單片機為主控芯片進行數據處理與控制，SI4332無線模塊負責主輔機間數據通信。原理設計框圖如圖3所示。

開始測試時(根據屏幕顯示的線序圖)，主機發出高電位信號，經過表筆與線纜接觸后傳輸到從機(輔機)，從機(輔機)識別到此高電平后立即將數據通過4332無線模塊發送給主機的同時雙方顯示屏顯示測試結果。

主輔機都設有聲、光提醒功能，紅色LED燈亮表示短路，且插頭中間連線開路，同時蜂鳴器長鳴。綠色LED燈亮表示測試通過，同時蜂鳴器“滴”下。紅色、綠色LED燈同時亮表示被測線路與機車外殼短路，中間連線正常，同時蜂鳴器斷續長鳴。紅色、綠色LED交替閃爍為斷開測試，此時蜂鳴器不提示。

圖3 智能校線儀原理設計框圖

2.3.2 功能特點

1)主輔機采用點對點無線通信，距離大于50 m。

2)手持式結構搭配3.5寸彩色顯示屏，且主、輔機同步顯示線序狀態、測試結果。

3)采用可充電電池，連續使用時間8 h。

4)可通過USB導入線序表格，或測試數據導出。

5)測試結果可聲光提醒，并可無線WIFI數據傳輸。

6)支持重啟后斷電續測，車型、車號、錄入。

7)不同權限賬號進入實現功能不同。

8)儀器具有休眠待機功能，延長電池續航時間。

3 試驗實施

1)智能校線儀研制并使用，如圖4所示。

圖4 智能校線儀

2)測試數據自動保存并多種方式上傳或輸出，利用智能作業裝備，實現了測試數據能夠直接顯示和自動記錄并保存(見圖5)。

3)試驗使用智能校線儀后效果顯著，由于儀器上的顯示器將導入的工序卡片上的內容全顯示出來，測試時原來的3人操作該工序就減少到2人操作完成，經過自動測試可縮短測試時間15%，效率提高近40%。

圖5 數據自動保存上傳

4 結語

智能裝備的研發和使用，是今后工業制造領域發展的趨勢和要求。規范化的作業和標注化的評判也是企業提高工作效率和產品質量的手段。通過實驗使用新的裝備，收到了較好的效果，后續還可以利用線纜過渡連接裝置、程控機器人操作等實現全自動化操作。