某車輛段輪對檢修工藝優化設計

孫妍婷

摘 要：針對車輛段輪對檢修工作量大、檢修效率低下、輪對檢修粗放管理無具體數據統計等問題，本文深入分析研究，創新運用智能機械手和HMIS系統優化輪對檢修工藝，合理地解決了車輛段輪對檢修存在的這些問題。

關鍵詞：車輛段 輪對檢修 智能機械手 HMIS系統

中圖分類號：U279 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0087-04

Abstract：In view of the large workload of the vehicle segment， the low maintenance efficiency， and the lack of specific data statistics for the extensive management of the wheelset maintenance， this paper deeply analyzes and studies， innovatively uses the intelligent manipulator and HMIS system to optimize the wheel alignment maintenance process， and reasonably solves the problem. These problems exist in the maintenance of the segment of the depot.

Key Words：Rolling stock depot；Wheel repair；Intelligent robots；HMIS system

1 既有設施的現狀及檢修工藝

1.1 既有設施現狀

某車輛段轉向架及輪對聯合庫由轉向架檢修間、輪對檢測間、輪對鏇修間、軸承壓裝間、輪對涂油檢查間等組成。聯合庫軸線尺寸為150m×（54+27）m。車體檢修庫和轉向架檢修間以北布置存輪棚，存輪棚軸線尺寸為24m×18m。

轉向架檢修間北端設轉向架走行線，內設三條轉向架、輪對走行線（由北向南分別為Z1線、Z2線、Z3線），走行線由修車庫中部引出，其中Z1線為輪對返廠走行線，Z2線上設置有轉向架輪對大組裝工位及壓噸試驗工位，Z3線上設置有轉向架輪對大分解工位，從而使轉向架進出修車庫形成一進一出徑路。既有聯合車庫布局如圖1所示。

1.2 主要檢修工藝

車體段修、廠修均采用定位修工藝，車體進入修車庫后在檢修臺位上進行架車作業，推出轉向架后，進行車體檢修。

轉向架沖洗采用通過式，轉向架構架檢修采用環形作業線流水作業，三小件檢修設在環形線中間。

輪對檢測、軸承壓裝采用流水線作業。

轉向架大部件采用分類檢修，設在懸臂式檢修線的快速線的另一端，由檢修工裝處理。車輛段轉向架及輪軸檢修工藝流程見圖2。

2 既有設施存在問題

2.1 良好輪對存放場地不足，制約檢修能力的提升

按照良好備用輪對的新算法（廠、段修應有良好備用輪對數量=年廠段修任務量/234（工作日）×4×1.5；站修應有良好備用輪對數量=站修臺位數×4×0.5×3），該車輛段備用輪對存放線的存放量應為356條，現在該車輛段檢修車間良好輪對存放線僅能存放100余條輪對，且RD2輪對、RE2輪對混放，不能滿足輪對存放數量的需要，經常造成轉向架檢修完成后等待輪對，影響檢修效率。

2.2 輪對鏇修能力不足，影響正常生產

車輛段目前收入的段修輪對平均鏇修率為64%，按照36輛/日計算，36輛×4條×64%=92條，即每日須鏇修輪對92條輪對。現有3臺車輪車床，每臺車床每日的平均鏇修能力為15條/班，3臺車床則每班鏇修能力為15條×3臺=45條，不能滿足生產需要，每天必須加班。同時待鏇輪對和良好輪對需人工轉運及上下料作業，人工作業耗時較長，效率低下。

2.3 新輪對無進入輪對選配區

現有存放區輪對無法直接進入輪對選配區，必須用叉車運輸，并且通道不暢通，給生產造成很大的不便。

2.4 輪對檢修粗放管理

輪對檢修粗放管理無具體數據統計，也不便工作中對輪對檢修狀態的判斷，造成重復作業增加工人勞動強度。

3 輪對庫的改造方案

3.1 增加良好輪對存放空間

將既有主庫向北延13.57m，用于良好輪對及返廠輪對的存放。新建輪對存放庫長81.74m，寬12m，面積為1109.21m2。在庫內東側設長50m、寬12m的輪對平面智能存放庫，用于存放良好輪對；在西側鋪設3條長13m的存輪線（雙線）用于返廠輪對的存放，配備5t電動單梁起重機。如圖3所示。

3.2 優化輪對收入、支出、返廠流程

3.2.1 輪對收入支出

將既有的兩條輪對收入線北延，與新建輪對平面智能存放庫銜接，一條用于輪對的入庫，一條用于輪對的出庫。

3.2.2 新造輪對收入

將1道延長至新增輪對庫，滿足車輛停放需要。在新建輪對存放庫內設5t天車1部，滿足輪對吊運需要。在新建輪對平面智能存放庫和1道延長線間設10m長的輪對收入線，用于新返段輪對的收入，并與輪對平面智能庫銜接。

3.2.3 輪對返廠

將既有主庫北側的輪對存放線西延，并與返廠輪對存放區銜接，使用天車將返廠輪對裝車。

3.3 增加鏇修車床

將既有的存輪棚改造為輪對鏇修間，增加2臺車輪車床，滿足輪對鏇修需要。

3.4 采用智能機械手上下料和運輸

輪對智能機械手的升降速度20m/min，小車走行速度40m/min，大車走行速度75m/min。機械手工作效率比人工行車吊運效率高10min/3min=3.3倍以上，輪對輸送不再需要人工協助，大幅降低工人勞動強度。結合車輛段輪對檢修庫現狀，在鏇修間增設機械手，用于待鏇修輪對和良好輪對的收入及支出，減少鏇修車床上料時間；在主庫配備機械手，實現智能化選配。

3.5 完善輪對信息化管理系統（HMIS系統）

在輪對檢修間、輪對平面智能存放庫、輪對鏇修間各設1臺工業級服務器。輪對檢修間服務器為主服務器，主服務器與另兩臺服務器有線連接，主服務器產生的輪對數據與另兩臺服務器數據共享，形成完整的數據鏈。

輪對檢修間采集的數據與輪對平面智能存放庫輪對機械手服務器數據共享，在輪對人工選配區設輪對平面存放機械手操作臺，人工錄入待選配輪對信息實現自動選配。

輪對檢修間采集的數據與輪對鏇修間輪對機械手服務器數據共享，在每臺輪對車床操作臺設輪對數據終端，終端與機械手操作面板共用，便于人工錄入輪對信息和機械手操作。同時增加輪對數據錄入終端，輪對檢修間服務器與輪對每個工序設定的數據錄入終端有線連接形成完整系統。

4 改造后輪對庫的能力利用情況

4.1 滿足良好輪對存放能力要求

新建輪對平面智能存放庫可存放良好輪對225條，并能實現智能化選配。待鏇修場地存放輪對150條。返廠輪對存放庫可存放返廠輪對90條。良好輪對存放能力為225條+150條=375條，超過356條的理論計算要求，滿足檢修需求。

4.2 提高輪對鏇修能力36%，滿足輪對鏇修能力

現有鏇修間行車為手工操作，行車的大車走行速度30m/min，小車走行速度20m/min，升降速度3.5m/min，給一臺車床上下料的時間約10min。

改造后輪對鏇修間采用機械手，機械手的升降速度20m/min，小車走行速度40m/min，大車走行速度75m/min。機械手給每臺車床上下料時間縮短至3min。

按照每天工作時間6.5h，每臺車床15條鏇修能力，每條輪對上下料時間10min計算，則每條輪對鏇修時間為（6.5h×60min-150min）/15條=16min，每條鏇修輪對平均占用時間為6.5h×60min/15條=26min。

采用輪對機械手后，車床加工鏇修時間不變，上下料時間為3min，則每條輪對鏇修占用時間為16min+3min=19min，則每臺車床每天鏇修能力為6.5h×60min/19min=20.5條輪對。采用輪對機械手后效率提高：（20.5條-15條）/15條=36%。5臺車床每班鏇修能力為5臺×20.5條=102條，即不需加班就能完成生產任務，滿足日檢修36輛車的輪對旋修需求。

5 結語

采用智能機械手上下料和運輸可以大大提高效率，機械手工作效率比人工行車吊運效率高3.3倍以上，輪對輸送不再需要人工協助，大幅降低工人勞動強度，實現快速智能化管理并可提高輪對鏇修效率36%。

運用先進的手段實現對輪對檢修各工序的過程管理，在不增加現場作業人員工作量的前提下，充分實現信息共享，減少數據錄入，提高輪對檢修質量，使現場管理科學化。

機械手結合HMIS系統可以自動識別輪對條碼，從而可以達到智能存放、選配輪對的目的，使輪對存放更加規律，選配更準確便捷，運輸更加方便高效。

參考文獻

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