機(jī)車制造中柔性化吊裝工藝裝備的開發(fā)

郭喜春

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國人民收入水平也在不斷提高，同時對于物質(zhì)文化的需求也越來越重視。消費者越來越重視個性化以及多樣化的產(chǎn)品，而現(xiàn)在許多產(chǎn)品更新?lián)Q代比較快，使用周期越來越短。因此在目前市場上來看，多品種、中小批量的產(chǎn)品需要比較多。如今越來越多的企業(yè)都引入了柔性化吊裝工藝裝備，這樣不僅可以降低成本，還可以節(jié)省時間，從而更好地滿足當(dāng)前消費者的多樣性需求。本文以內(nèi)燃機(jī)車為例，展開對機(jī)車制造中柔性化吊裝工藝裝備開發(fā)的研究。

Abstract： With the continuous development of the social economy， the income level of the people in our country is constantly improving， and at the same time， more and more attention is paid to the material and cultural needs. Consumers are paying more and more attention to personalized and diversified products， and now many products are updated quickly and their use cycles are getting shorter and shorter. Therefore， in the current market， there is a need for more varieties of products in small and medium batches. Nowadays， more and more companies have introduced flexible hoisting process equipment， which can not only reduce costs， but also save time， so as to better meet the diverse needs of current consumers. This paper takes diesel locomotives as an example to carry out research on the development of flexible hoisting process equipment in locomotive manufacturing.

關(guān)鍵詞：機(jī)車制造;柔性化吊裝工藝裝備;技術(shù)開發(fā)

Key words： locomotive manufacturing;flexible hoisting process equipment;technology development

中圖分類號：U270.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）05-0098-02

0? 引言

在當(dāng)前社會，大部分企業(yè)在進(jìn)行機(jī)械制造的時候，仍然是按照比較傳統(tǒng)的方法進(jìn)行組織生產(chǎn)的。這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品數(shù)量比較多，但是現(xiàn)在市場上，中小批量的產(chǎn)品需求越來越多，因此使用這樣的生產(chǎn)方法是比較落后的，會造成資源浪費的現(xiàn)象，同時工作效率也比較低，相對而言的，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量也不會很高。因此相對于傳統(tǒng)的一些剛性機(jī)床制造而言，現(xiàn)在柔性機(jī)床越來越受企業(yè)的歡迎。

1? 內(nèi)燃機(jī)車定義

內(nèi)燃機(jī)車是機(jī)車種類之一，其動力為內(nèi)燃機(jī)，機(jī)車上的內(nèi)燃機(jī)有許多不同的種類，在我國鐵路上，所用的內(nèi)燃機(jī)大部分是柴油機(jī)，因此，在我國每當(dāng)提起內(nèi)燃機(jī)車這一概念時，大多時候指的是柴油機(jī)車。內(nèi)燃機(jī)的傳動裝置有三種不同的種類，第一是機(jī)械傳動裝置，第二是液力傳動裝置，第三是電力傳動裝置。內(nèi)燃機(jī)車包括柴油機(jī)、制動裝置、傳動裝置等多種設(shè)備。按照工作性能可以將內(nèi)燃機(jī)車進(jìn)行分類，其中包括單線機(jī)車、吊車機(jī)車、內(nèi)燃動車組三種類型，除此之外也可以按照傳動方式的不同將內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行分類，其中包括機(jī)械傳動內(nèi)燃機(jī)車、電力傳動和液力傳動內(nèi)燃機(jī)車三種。內(nèi)燃機(jī)車在我國鐵路上的使用非常普遍，為了使制造技術(shù)更加精進(jìn)，工作效率更高，制造成本更低，如今在內(nèi)燃機(jī)車的制造過程中，柔性工藝裝備越來越受重視。

2? 當(dāng)前柔性工藝裝備存在的問題

目前在我國的鐵路貨車等生產(chǎn)過程當(dāng)中，雖然相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)在不斷精進(jìn)，各種先進(jìn)技術(shù)也在不斷應(yīng)用，但是仍然具有比較多的問題。首先，在鐵路貨車等生產(chǎn)過程中，所使用的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)手段相對于世界其他國家相同水平而言仍然是比較落后的，同時工藝裝備設(shè)備的剛性比較大，柔性比較低，這也不利于產(chǎn)品質(zhì)量提高。而在工藝裝備的資源管理過程當(dāng)中也有著比較混亂的一面，其自動化程度比較低，不能夠很好地適應(yīng)當(dāng)代消費者的需要，同時對于企業(yè)來說，企業(yè)需要的是成本更低，而生產(chǎn)速度更快的工藝設(shè)備，但是現(xiàn)在的工藝裝備資源不能適應(yīng)來自多方面的不同需要。當(dāng)前工藝裝備的生產(chǎn)線比較混亂，布局也比較剛性，同時同一工藝裝備體系無法在不同的設(shè)備之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換使用，其通用性比較低，標(biāo)準(zhǔn)化程度和系列化程度也不高。另一方面，工藝裝備系統(tǒng)仍然是采用人工和手動管理，企業(yè)自動化程度沒有達(dá)到應(yīng)有的要求，但是現(xiàn)有的工藝裝備系統(tǒng)又沒有足夠的發(fā)展空間，以現(xiàn)有工藝裝備為基礎(chǔ)進(jìn)行提升的話，其提升空間是非常有限的，因為現(xiàn)在的工藝裝備系統(tǒng)應(yīng)變能力過差，無法進(jìn)行有效延伸，這在很大程度上妨礙了企業(yè)的發(fā)展，同時也存在著成本過高以及資源重復(fù)等現(xiàn)象，會造成嚴(yán)重的資源浪費。

3? 柔性工藝裝備的概述

在日常生活當(dāng)中所提到的柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計，許多人是比較陌生的，它具有非常高的實用性，從這個角度可以將其分為三個方面：第一，工藝裝備的各個元件運用比較靈活，可以進(jìn)行多次拼裝和分解，在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中如果有需要達(dá)到的目的以及事先設(shè)置好的功能，工藝裝備可以很好地完成這項工作，另外，它也可以將各個部件進(jìn)行重組，指的是可以按照不同的工作要求組合成為新的東西。第二，柔性工藝裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計引進(jìn)了模塊化的內(nèi)容，在使用之前，是需要提前建立一些數(shù)據(jù)庫的，其中包括了標(biāo)準(zhǔn)件庫、單元模塊庫等內(nèi)容，然后再用其他軟件按照不同的要求進(jìn)行設(shè)計組裝，在這個過程當(dāng)中的運用是非常靈活的，速度也是比較快的。第三，工藝裝備可以用于不同設(shè)備，即使型號外形等內(nèi)容各不相同，但是它仍然可以用于多個設(shè)備之間進(jìn)行換裝工作，想要達(dá)成這一目的，那么在設(shè)備上就要有快速換裝的接口，以此來保證同一個工藝裝備體系可以完成不同設(shè)備之間的快速換裝目的，這一目的想要達(dá)成，對于換裝的柔性化是有要求的，也需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

3.1 柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計概念

在日常生活當(dāng)中，人們所提到的柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)是按照特定的功能而進(jìn)行拼裝的，其中包括了標(biāo)準(zhǔn)件和基礎(chǔ)件、功能組件、單元模塊等內(nèi)容，這種結(jié)構(gòu)能夠更好地滿足工藝層面的要求，并且能夠快速地對工裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆分以及重組，此結(jié)構(gòu)對于元件具有比較高的要求，元件的精度和耐磨性要高一些，互換性也要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，此結(jié)構(gòu)可以很好地適用于各個不同尺寸的機(jī)床工作臺，同時，不同零件有著不同的加工要求，此結(jié)構(gòu)也可以很好地適用。針對此種情況，選用合適的元件和功能組件等進(jìn)行組裝，得到各種不同的工裝結(jié)構(gòu)，組裝起來也更加靈活，使用更加方便，應(yīng)用范圍也更廣一些，可以更好地節(jié)省成本，同時也可以使工藝成果質(zhì)量更高。

3.2 柔性工藝裝備的基礎(chǔ)原理

我國鐵路貨車制造方面，柔性工藝裝備的應(yīng)用范圍是比較廣的，因此如果完成了一套工藝裝備體系的話，它是可以滿足不同型號的多種車輛的要求的，柔性工藝裝備包括三部分，柔性化基礎(chǔ)工作平臺，柔性化夾緊模塊，柔性化定位模塊三部分，除了這三大主要模塊之外，還有一些部件用于輔助功能。在工藝裝備的加工過程當(dāng)中，這些都是具有柔性的，在長度、寬度以及高度上都可以進(jìn)行快速調(diào)整，因此可以使得一套工裝在經(jīng)過重新組裝、拼裝之后，能夠適應(yīng)不同類型的工作，發(fā)揮應(yīng)該發(fā)揮的作用。柔性工藝裝備的基本原理大致就是以下內(nèi)容，它可以根據(jù)不同主體的需要，將不同類型的組件進(jìn)行重新組裝，以此來滿足特定的工作任務(wù)及工作要求，并且使之成為特定的工藝裝備組合，另外也可以對一些元件、組件等能夠進(jìn)行更加有效的管理。

3.3 柔性工藝裝備的結(jié)構(gòu)體

當(dāng)前社會在不斷進(jìn)步，科技也在迅速發(fā)展，為了追求更好的工藝質(zhì)量以及更好的產(chǎn)品效果，隨著各種高新科技的不斷發(fā)展，柔性工藝裝備也在隨之發(fā)展的過程當(dāng)中，同時，它也已經(jīng)慢慢地步入了大眾的視野當(dāng)中，走在了當(dāng)今時代的前線。柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)中包含了各種先進(jìn)工藝包括信息技術(shù)、自動化技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)，并將其引入到工藝裝備的各個制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，從而可以使得工藝裝備體系更加的標(biāo)準(zhǔn)、更加規(guī)范，可以滿足現(xiàn)在消費者的多樣化需求，同時也可以使得產(chǎn)品的成本降低，而產(chǎn)品質(zhì)量更高。柔性工藝裝備有著不同的結(jié)構(gòu)，這里主要介紹三大結(jié)構(gòu)，列陣式POGO柱結(jié)構(gòu)，大尺寸三坐標(biāo)立式支撐結(jié)構(gòu)，以及庫式伸縮結(jié)構(gòu)。第一種結(jié)構(gòu)主要是針對于支撐結(jié)構(gòu)方面來說，可以使其控制更加精確，鐵路貨車的制造需要這種高精確度，因此在鐵路貨車的制造過程當(dāng)中，第一種結(jié)構(gòu)對于一些大型的產(chǎn)品對接工作來說是非常有優(yōu)勢的。第二種結(jié)構(gòu)，它不僅屬于柔性工藝裝備結(jié)構(gòu)之一，同時它本身也具有著很好的剛性，因此可以承受來自多個不同方向的負(fù)載。第三種結(jié)構(gòu)是可以在水平面內(nèi)進(jìn)行一次性的外形和尺寸等方面的調(diào)整工作，在鐵路貨車制造過程當(dāng)中可以節(jié)約資源和制造成本，另外，第三種結(jié)構(gòu)也為柔性工藝裝備的整體發(fā)展作出了非常突出的貢獻(xiàn)。

4? 柔性工藝裝備的具體應(yīng)用

4.1 定位單元柔性化

定位單元的作用是為了確保車輛的外形特征以及產(chǎn)品質(zhì)量，以前的定位單元屬于剛性產(chǎn)品，外形是大致一致的，目的是為了各個零件可以定位更加精準(zhǔn)，但是現(xiàn)在將定位單元變得更加柔性化，在產(chǎn)品轉(zhuǎn)型時就可以進(jìn)行定位的調(diào)整，對于鐵路貨車機(jī)車等產(chǎn)品來說，更加有利于其進(jìn)行轉(zhuǎn)型，可以節(jié)省成本資源。

4.2 夾緊單元柔性化

夾緊單元可以保證鐵路焊接工藝的正常進(jìn)行，其生產(chǎn)質(zhì)量也可以得到一定程度的保障。它為車輛制造提供了支撐，想要夾緊單元可以更加柔性化，就要使它的設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)化，使其具有更好的精確度，這樣也可以使車輛制造過程中的焊接質(zhì)量有所保障，可以更好的提升產(chǎn)品的質(zhì)量，延長產(chǎn)品的使用期限。

4.3 基礎(chǔ)平臺柔性化

基礎(chǔ)平臺，其中包括支撐件和基礎(chǔ)件，在之前的車輛制造過程當(dāng)中，是需要使用大量的工人作為動力資源的，但是，隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，大量的人力資源將會造成工作重復(fù)以及資源浪費的現(xiàn)象，會增加制造成本，另一方面，為了更好的適應(yīng)當(dāng)今社會發(fā)展的需要，同時也可以減輕工人勞動量，針對此種要求出現(xiàn)了可伸縮式的結(jié)構(gòu)平臺。此結(jié)構(gòu)不僅可以減少占地面積，空間布局等方面的調(diào)整也更加方便，可以使車輛制造更加便利。

5? 結(jié)束語

在現(xiàn)代社會乃至未來社會當(dāng)中，高速鐵路將會進(jìn)入大發(fā)展時代，而我國的機(jī)車企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和國外同行業(yè)之間相比，仍然存在著很大的差距。當(dāng)前我國的柔性制造系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用不是十分的普遍，在國內(nèi)普通機(jī)車車輛企業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用，幾乎可以說是空白。但柔性制造系統(tǒng)如果可以得到普遍應(yīng)用，將會使我國企業(yè)的機(jī)床制造水平上升到新水平，達(dá)到新的高度，從而為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益，這些都是各企業(yè)應(yīng)該追求的技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳興，顧加進(jìn)，王化清.機(jī)車高價值零部件和工藝裝備再制造應(yīng)用與設(shè)想[J].金屬加工（冷加工），2020（12）：8-11.

[2]崔許.機(jī)車軸瓦再制造工藝與其性能研究[D].蘭州交通大學(xué)，2020.

[3]葛旭超，張小凡.機(jī)車類變流器焊接箱體制造工藝研究[A]. 湖南省株洲市石峰區(qū)人民政府、機(jī)械工業(yè)信息研究院（China Machinery Industry Information Institute）.“田心杯”軌道交通金屬加工技術(shù)征文大賽論文集[C].湖南省株洲市石峰區(qū)人民政府、機(jī)械工業(yè)信息研究院（China Machinery Industry Information Institute）：機(jī)械工業(yè)信息研究院金屬加工雜志社，2019：4.