高速動車組輪對智能制造新模式應用

劉堯 楊越

摘要：通過自動加工檢測技術、自動部件識別技術進行自動匹配，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、智能輪對生產線建設等技術的應用。不僅提高了生產效率，還減少了人員操作，同時也提高了輪對生產的整體技術水平。

關鍵詞：高速動車組輪對;智能制造;生產數據;自動裝配線

前言

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

一、高速動車組輪對制造

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

高速動車組輪組產品特點：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。驅動輪副由連接牽引電機和變速箱驅動的聯(lián)軸器組成，是作為整個列車單元的驅動動力源。

二、產品智能制造模式及特點

輪對產品智能制造模式以零部件加工裝配自動化、生產數據采集與傳輸信息化為核心。通過應用自動加工檢測技術、自動零件識別技術、自動匹配技術等智能水平進行促銷。

能源。其中，空心軸加工采用3軸桁架機械手自動上下料，車輪搬運檢測采用5軸桁架機械手下料，軸搬運檢測采用4軸桁架機械手下料。軸輪噴涂線采用鏈式自動輸送，變速箱裝配線采用自動輸送帶與桁架機械手相結合，實現變速箱的自動循環(huán)。同時自動輸送機構、計算機輔助裝配CAA，通過有節(jié)奏的物流運輸，軸箱體等零件按工作站安裝，實現車輪裝配自動化。而智能材料倉庫的噴涂線和輪對壓機房由運輸車輛自動運輸，通過自動傳送機構自動傳送到軸箱裝配線。生產線控制系統(tǒng)實現生產數據采集和傳輸的信息化。每臺設備固定好后，控制系統(tǒng)調度指導，從而實現全自動運行。對于物流自動化設備，可以標記位置進行移動每件設備的實時動畫。在裝配的實際過程中將信息自動存儲、集中管理、自動輸出檢測數據結果和質量報告，對輪對的每一部分都可以實現全過程質量追溯。

三、輪對制造工藝及智能制造生產線配置

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.輪對能源制造生產線構成

全自動壓裝生產線由智能存儲裝置、變速箱自動裝配生產線和輪對組成。

3.生產線控制系統(tǒng)

生產線控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)服務器、大顯示屏、系統(tǒng)。系統(tǒng)架構包括系統(tǒng)軟件和MES界面，并進行等待、運行、停機、自動運輸車輛狀態(tài)、桁架機械手、視頻實時顯示。智能作業(yè)調度可以實時獲取各種設備信息，選擇路線、作業(yè)時間和所需時間、下達和管理作業(yè)進度指令等。每臺機器按照系統(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，顯示機床的加工狀態(tài)和刀具的切削時間，進行刀具磨損監(jiān)測和預警，預測刀具壽命，并且方便后續(xù)質量跟蹤。

4.車橋自動加工檢測線

空心軸的加工和檢驗過程為裝軸→標準加工→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，由起重機吊起進入噴涂工序。同時，測試數據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移→清洗→保護→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移、洗滌、干燥、保護、底漆、干燥、面漆、干燥、調理、卸輪。

7.車橋、車輪智能倉庫

設置軸輪倉儲智能物料庫，軸采用堆垛機一臺，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。采用噴淋流水線引入車軸智能料倉，設立兩個出口。電機軸進入變速箱裝配室，成品輪5組堆疊，由自動輸送機輸送至輪壓線。

8.變速器自動裝配生產線

大齒輪清洗→大齒輪總成→軸承總成→齒輪箱總成→間隙測量→間隙調整→齒輪箱操作。

9.輪對自動沖壓生產線

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

結束語

輪對是動車組重要的關鍵部件，對于高鐵動車組車體智能制造項目，應考慮采用新型智能制造模式，加強企業(yè)成本控制，實現項目效益最大化。為此，企業(yè)必須改變以往的生產制造管理理念，結合現代技術，創(chuàng)新制造模式，增強核心競爭力。因為這也是保證高鐵動車組制造作業(yè)質量的重要因素。同時還需要建立現代工業(yè)互聯(lián)網平臺明確業(yè)務內容，建立科學的業(yè)務流程體系優(yōu)化業(yè)務內容，營造信息生態(tài)環(huán)境，提高制造工作效率，最終強化智能化水平。動車組制造、數字化工廠建設、生產環(huán)節(jié)實時數據采集、數據整理增強、產品設計改進和基于反饋信息的整體產品性能優(yōu)化。

參考文獻

[1]宋城、王遠東和徐斌權.基于BP神經網絡的高速動車組網絡控制系統(tǒng)時延研究[J].技術創(chuàng)新與應用，2020（09）：1-5

[2]張桂新高速動車組輪對智能制造新模式應用[]鐵路運輸裝備與技2019102）5_8

[3]張曙光.CRH5動車組1M北京中國鐵路出版社20081]