機車制造中柔性化吊裝工藝裝備的開發

郭喜春

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，我國人民收入水平也在不斷提高，同時對于物質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品，而現在許多產品更新換代比較快，使用周期越來越短。因此在目前市場上來看，多品種、中小批量的產品需要比較多。如今越來越多的企業都引入了柔性化吊裝工藝裝備，這樣不僅可以降低成本，還可以節省時間，從而更好地滿足當前消費者的多樣性需求。本文以內燃機車為例，展開對機車制造中柔性化吊裝工藝裝備開發的研究。

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.

關鍵詞：機車制造;柔性化吊裝工藝裝備;技術開發

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

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

0? 引言

在當前社會，大部分企業在進行機械制造的時候，仍然是按照比較傳統的方法進行組織生產的。這樣生產出來的產品數量比較多，但是現在市場上，中小批量的產品需求越來越多，因此使用這樣的生產方法是比較落后的，會造成資源浪費的現象，同時工作效率也比較低，相對而言的，生產出來的產品質量也不會很高。因此相對于傳統的一些剛性機床制造而言，現在柔性機床越來越受企業的歡迎。

1? 內燃機車定義

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

2? 當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過程當中，雖然相關生產技術在不斷精進，各種先進技術也在不斷應用，但是仍然具有比較多的問題。首先，在鐵路貨車等生產過程中，所使用的生產方法和生產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，同時工藝裝備設備的剛性比較大，柔性比較低，這也不利于產品質量提高。而在工藝裝備的資源管理過程當中也有著比較混亂的一面，其自動化程度比較低，不能夠很好地適應當代消費者的需要，同時對于企業來說，企業需要的是成本更低，而生產速度更快的工藝設備，但是現在的工藝裝備資源不能適應來自多方面的不同需要。當前工藝裝備的生產線比較混亂，布局也比較剛性，同時同一工藝裝備體系無法在不同的設備之間進行轉換使用，其通用性比較低，標準化程度和系列化程度也不高。另一方面，工藝裝備系統仍然是采用人工和手動管理，企業自動化程度沒有達到應有的要求，但是現有的工藝裝備系統又沒有足夠的發展空間，以現有工藝裝備為基礎進行提升的話，其提升空間是非常有限的，因為現在的工藝裝備系統應變能力過差，無法進行有效延伸，這在很大程度上妨礙了企業的發展，同時也存在著成本過高以及資源重復等現象，會造成嚴重的資源浪費。

3? 柔性工藝裝備的概述

在日常生活當中所提到的柔性工藝裝備結構設計，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，可以進行多次拼裝和分解，在實際的應用過程當中如果有需要達到的目的以及事先設置好的功能，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，柔性工藝裝備的結構設計引進了模塊化的內容，在使用之前，是需要提前建立一些數據庫的，其中包括了標準件庫、單元模塊庫等內容，然后再用其他軟件按照不同的要求進行設計組裝，在這個過程當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備，即使型號外形等內容各不相同，但是它仍然可以用于多個設備之間進行換裝工作，想要達成這一目的，那么在設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備之間的快速換裝目的，這一目的想要達成，對于換裝的柔性化是有要求的，也需要進行進一步的研究。

3.1 柔性工藝裝備結構設計概念

在日常生活當中，人們所提到的柔性工藝裝備結構是按照特定的功能而進行拼裝的，其中包括了標準件和基礎件、功能組件、單元模塊等內容，這種結構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構進行拆分以及重組，此結構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，互換性也要達到標準，此結構可以很好地適用于各個不同尺寸的機床工作臺，同時，不同零件有著不同的加工要求，此結構也可以很好地適用。針對此種情況，選用合適的元件和功能組件等進行組裝，得到各種不同的工裝結構，組裝起來也更加靈活，使用更加方便，應用范圍也更廣一些，可以更好地節省成本，同時也可以使工藝成果質量更高。

3.2 柔性工藝裝備的基礎原理

我國鐵路貨車制造方面，柔性工藝裝備的應用范圍是比較廣的，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中，這些都是具有柔性的，在長度、寬度以及高度上都可以進行快速調整，因此可以使得一套工裝在經過重新組裝、拼裝之后，能夠適應不同類型的工作，發揮應該發揮的作用。柔性工藝裝備的基本原理大致就是以下內容，它可以根據不同主體的需要，將不同類型的組件進行重新組裝，以此來滿足特定的工作任務及工作要求，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、組件等能夠進行更加有效的管理。

3.3 柔性工藝裝備的結構體

當前社會在不斷進步，科技也在迅速發展，為了追求更好的工藝質量以及更好的產品效果，隨著各種高新科技的不斷發展，柔性工藝裝備也在隨之發展的過程當中，同時，它也已經慢慢地步入了大眾的視野當中，走在了當今時代的前線。柔性工藝裝備結構中包含了各種先進工藝包括信息技術、自動化技術等各種先進技術，并將其引入到工藝裝備的各個制造生產環節當中，從而可以使得工藝裝備體系更加的標準、更加規范，可以滿足現在消費者的多樣化需求，同時也可以使得產品的成本降低，而產品質量更高。柔性工藝裝備有著不同的結構，這里主要介紹三大結構，列陣式POGO柱結構，大尺寸三坐標立式支撐結構，以及庫式伸縮結構。第一種結構主要是針對于支撐結構方面來說，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中，第一種結構對于一些大型的產品對接工作來說是非常有優勢的。第二種結構，它不僅屬于柔性工藝裝備結構之一，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載。第三種結構是可以在水平面內進行一次性的外形和尺寸等方面的調整工作，在鐵路貨車制造過程當中可以節約資源和制造成本，另外，第三種結構也為柔性工藝裝備的整體發展作出了非常突出的貢獻。

4? 柔性工藝裝備的具體應用

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品質量，以前的定位單元屬于剛性產品，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，但是現在將定位單元變得更加柔性化，在產品轉型時就可以進行定位的調整，對于鐵路貨車機車等產品來說，更加有利于其進行轉型，可以節省成本資源。

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行，其生產質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，就要使它的設計符合標準化，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量有所保障，可以更好的提升產品的質量，延長產品的使用期限。

4.3 基礎平臺柔性化

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

5? 結束語

在現代社會乃至未來社會當中，高速鐵路將會進入大發展時代，而我國的機車企業所生產的產品質量和國外同行業之間相比，仍然存在著很大的差距。當前我國的柔性制造系統及相關技術應用不是十分的普遍，在國內普通機車車輛企業當中的應用，幾乎可以說是空白。但柔性制造系統如果可以得到普遍應用，將會使我國企業的機床制造水平上升到新水平，達到新的高度，從而為企業帶來更大的經濟效益，這些都是各企業應該追求的技術。

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