新型轴承标志板打号机的设计与实现

师睿鑫

（北京铁路局 丰台车辆段 技术科，北京100038）

新型轴承标志板打号机的设计与实现

师睿鑫

（北京铁路局 丰台车辆段 技术科，北京100038）

货车检修流程以及检修工艺的规范化，对所需的工装设备提出了更高的要求，原有标志板打号机在生产速度及质量上已不能满足货车轴承标志板刻打的需要。选用通用气动打标机，根据标志板规范，设计了标志板专用打号台，编写了相关数据录入软件，研发了新型轴承标志板打号机，较好满足了生产需求。

标志板；气动打标机；数据录入软件

随着货车检修流程的完善以及检修工艺的提高，现场对符合工艺要求、实用、操作方便、生产效率高、便于维修的工装设备有了更多的需求。

《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》（以下简称《轮规》）中规定，铁路货车在进行厂段修时，车轮轴承压装后必须要刻打轴承标志板并进行安装。在用的标志板打号机大部分采用‘液压站＋钢字头’的刻打方式，平均5～6 min才能完成一个标志板的刻打，生产效率不高；由于液压站压力调节繁琐，设备使用复杂且维修不便，这在一定程度上制约了轮对检修流程。

为解决原有轴承标志板打号机存在的各种问题，设计制作了新型轴承标志板打号机，采用风源作为动力源，对构成部件进行了的设计选型，设计了微机控制系统、编写了数据录入软件，较好地满足了生产需求。

1 机械部分设计与实现

1.1 主机机构的设计与选型

由于生产现场压缩空气容易获取且空气驱动速度较快，新型轴承标志板打号机采用压缩空气作为动力源，刻打执行机构采用通用气动打标机来实现。气动打标机会根据输入的图形和字符，驱动打标针以数百赫兹（如300 Hz）的频率进行点刻，从而在工件上打出由连续点阵构成的字符或图形。

通过比选，采用了菲克苏公司生产的气动打标机，构造如图1所示。该打标机可以实现在各种金属、非金属材料的零部件、标牌上打印出清晰、规范牢固的点阵标记。打标内容可以是任意字符、图形、商标图案等，并且支持其控制软件进行格式编辑，还预留控制部分接口，便于后期开发。

该型打标机主要包括工作台、打标头、空气过滤减压阀、二维机构、Z轴。二维机构是步进驱动的X、Y运动机构，在电脑和控制器的控制下按字符和图形的轨迹运动；Z轴是手动升降机构，用于调整针头和工件的距离；打标头是针头振动机构，包括钢针、弹簧、密封圈；空气过滤减压阀用于过滤压缩空气并调整使钢针振动的气压，并可方便调整打标头钢针的冲击力。

1.2 标志板专用打号台的设计与实现

单独的气动打标机并不能满足现场对轴承标志板制作的需求，为此设计了轴承标志板专用打号台，在承托轴承标志板的同时，实现标志板的上料、下料、固定等相关操作，标志板专用打号台的工作流程如图2所示，专用打号台也使用压缩空气作为动力以降低成本、方便维修。

专用打号台上料、下料、标志板固定卡具开合的执行机构均采用电磁阀对气路进行控制，从而实现各部动作。根据轴承标志板质量轻且平整的特点，在上料、下料时均采用了真空皮碗吸取的方式来移动轴承标志板，如图3所示。

2 配套软件设计与实现微机控制部分设计

在实现了轴承标志板打号机的机械部分之后，需要根据现场要求实现其配套软件，以方便生产。为此设计了标准单块轴承标志板打印模板，以及批量打印数据生成软件。

2.1 打印模板设计

为实现轴承标志板打号机的刻打控制，根据轴承标准板标准，使用“Thor X3”工业标记打印软件进行了打印模板设计，实现了单块轴承标志板的打印。

选用的通用气动打标机为并口输入，在微机上安装“Thor X3”软件后需要进入CMOS进行如下设置：打开INTEGRATED PERIPHERALS（集成外设端口设置）菜单，将Onboard Parallel Port（主板上并行口工作设置）设置为378/IRQ；将Parallel Port Mode（并口通讯方式）设置为ECP＋EPP。如未能正确设置CMOS中的并口模式，将导致打标机无法正常使用。

设置CMOS参数后，进入工业标记打印软件，进行以下操作：

（1）按照《轮规》中21，25 t等轴重轮对轴承标志板对刻打的不同规格要求，在标志板上各栏的位置设置多个文字型标记，在标记内容框中输入标记的内容，为避免混淆可以在相应的注释框中输入对该标记的说明（例如如果输入的是一个VIN号码，可以在注释中说明这是一个车辆识别号。注释不对标记的实际内容起任何作用，只对标记内容起一个说明作用）。

（2）选择字体，字体分别为MVF矢量刻印字体和TTF Windows系统字体，在选择MVF刻印字体时，如果需要还可以选择指定某种汉字字体。输入完成后单击确定按钮，一个新定义的标记将按默认的尺寸、排列方式及鼠标指定的位置被成功定义并显示在标记编辑框中。

（3）通过此种方式，新增多个标记并将其用鼠标拖动到合适的位置，调整标志板上各栏的位置和字体大小，最终形成标准打印模板（刻打文件）。

编辑完毕后的刻打文件如图4所示，在打印模板中输入相应的数据后，点击软件中的“刻印”按钮即可进行单个标志板的刻打工作。

2.2 批量打印数据生成软件

为了提高轴承标志板刻打效率，需要实现标志板的批量刻打功能，工业标记打印软件“Thor X3”具有从数据库中提取数据并进行批量打印的功能，要实现轴承标志板的批量刻打只需要先在数据库中生成相应的批量打印数据，再按要求设置并执行批量打印功能即可。

“Thorx3”工业标记打印软件的预刻印数据库使用微软的Access数据库，文件名为“PrePMark.mdb”，保存在该软件的安装文件夹内。该数据库可以被大部分窗口编程软件进行编辑操作。在新型轴承标志板打号机开发中选用了Delphi7.0进行标志批量数据生成软件的编写，考虑到方便现场员工使用，在界面设计上贯彻了＇所见即所得＇的思路，输入界面与轴承标志板排列格式一致并增加了补录、调序等功能，通过编程实现的录入界面如图5所示。

通过人机界面－标志板录入软件实现了标志板刻打内容向录入数据库的录入后，利用“Thorx3”工业标记打印软件与数据库进行通信连接功能，进行如下设置，打开文字类标记编辑器—标记内容—勾选“此标记的内容从预刻印数据库中提取”复选框，即可实现轴承标志板的批量打印功能（图6）。

3 设备的试用与结论

该新型标志板打号机在丰台车辆段多个车间轴承班组进行安装调试后，进行了试用，在使用过程中普遍反映该设备操作简单，成批录入数据后能够对轴承标志板进行批量刻打，减少了人工参与放置标志板和取出标志板的步骤，将标志板的打印节拍由以前的5 min/个提升到1 min/个，提高了工作效率及安全系数，并且设备故障率极低，满足了生产现场对轴承标志板刻打工作的需求，效果良好。

［1］ 铁路货车轮轴组装检修及管理规则［S］.北京：中国铁道出版社，2007.

［2］ 并口工业气动打标机使用与开发［R］.上海：上海菲克苏工具有限公司，2012.

［3］ DELPHI 7.0编程与开发［M］.北京：机械工业出版社，2011.

Design and Implementation of New Marking Machine for Bearing Logo Board

SHI Ruixin
（Fengtai Car Depot，Beijing Railway Bureau，Beijing 100038，China）

The standardization of wagon repair and maintenance process puts forward higher requirements for the production tooling equipment，and the original logo board marking machine cannot meet the needs of production speed and quality.Using the general pneumatic marking machine，this paper designs the special logo board making table according to the specification of logo board，and develops the data entry software and the new marking machine of bearing logo board，which can better meet the production requirements.

logo board；pneumatic marking machine；data entrysoftware

U279.3＋4

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.06.30

1008－7842（2014）06－0116－03

1—）男，工程师（

2014－04－23）