新型双层悬挂式转向架检修流水线

王洪昆，王永刚

（1 王洪昆 乌鲁木齐铁路局乌鲁木齐西车辆段，新疆乌鲁木齐830023；2 王永刚 北京铁科合力科技有限责任公司，北京100082）

新型双层悬挂式转向架检修流水线

王洪昆1，王永刚2

（1 王洪昆 乌鲁木齐铁路局乌鲁木齐西车辆段，新疆乌鲁木齐830023；2 王永刚 北京铁科合力科技有限责任公司，北京100082）

根据乌鲁木齐西车辆段（简称：乌西车辆段）转向架检修车间的平面布置及规模，设计生产了新型双层悬挂式转向架检修流水线。流水线占地面积小，有效提高了转向架检修效率，方便检修作业。

双层；悬挂式；转向架检修线

随着中国铁路的快速发展，铁路货车检修工艺水平及工装设备也在不断改进及更新。货车转向架的检修形式经历了从地摊式作业、地面板链式输送带、悬挂式转向架检修流水线的不同发展阶段。特别是由于近年铁路提速过程中使用了大量带有交叉杆的转向架，而这些带有交叉杆的转向架采用上部悬挂摇枕，构架底部完全悬空的方式更利于检修，因此悬挂式转向架检修流水线已经成为转向架检修库改造的主流方向。但目前悬挂式转向架检修流水线基本都为单层结构，这种结构占地面积较大，对一些车间布局紧凑的车辆检修单位并不适用。

由于乌西车辆段转向架检修的作业场地较为狭小，因此针对乌西车辆段转向架检修车间的实际情况，乌西车辆段联合北京铁科合力科技有限责任公司共同设计生产了双层结构的悬挂式转向架检修流水线，流水线端头利用升降装置进行上下层转换，下层结构还可以利用平移装置进行检修线的扩展。相比单层悬挂式检修流水线，这种双层检修流水线具有结构紧凑、占地面积小等优点。

1 新型双层检修线结构特点、工艺布局

1.1 结构组成及特点

（1）新型双层检修线主要包括流水线框架式线体、输送机械手、提升装置、平移装置、互锁辅助设施、工位操作台、供电及通讯系统等（图1、图2）。

图1 双层悬挂线示意图（平面视图）

图2 双层悬挂线示意图（侧视图）

（2）流水线线体采用龙门框架结构形式，由横梁、纵梁及辅助支撑焊接成为闭合结构体，确保具有足够的强度和刚度。主线侧线体为双层结构，下层为主线检修通道，上层为输送机械手返回通道，主线侧线体框架高6.2 m；辅线侧线体为单层结构，为辅助检修通道，线体框架高3.8 m。

（3）输送机械手用于对构架进行吊挂式输送与辅助检修。机械手具有走行、提升、旋转、卡紧松开4组执行机构和自由度。输送机械手各执行机构动作采用变频调速系统进行控制，确保执行机构动作启动平稳，运转平顺，定位准确。机械手的走行操作采用位置传感器进行反馈，机械手可以知道自身在流水线中所处的准确位置。

（4）在双层线的两个端部，分别安装了升降装置。升降装置用于把输送机械手在上下层通道之间进行转换。装置采用丝杠螺旋方式进行升降作业，利用直线导轨进行导向，并采用变频调速系统进行调速控制，升降动作平稳。

（5）在检修线的主线通道和辅线通道之间，设置了两组平移装置。用于把输送机械手在主线检修通道和辅线检修通道之间进行转运。每组平移装置均具有两个平移平台，可使平移装置在进行输送机械手转运时，最短时间内使主线通道保持畅通。

（6）在检修工位的流水线立柱上，设置有工位操作台。工位操作台用于提供对工位处输送机械手的动作操作和智能调度操作，并提供对工位检修设备进行操作，同时还可以进行检修工位的检修信息录入。升降装置和平移装置处的工位操作台还可以提供对升降装置和平移装置的操作。

（7）系统采用安全滑触线提供动力电源和通讯连接。

（8）在升降装置、平移装置上以及升降装置、平移装置与流水线连接部位，均设置互锁保护设施，采用纯机械方式的机构实现在装置上和装置及流水线之间进行自动安全互锁。

1.2 工艺布局

在设计双层悬挂式转向架检修流水线时，为扩展检修能力和优化检修工艺，在双层线的下层检修主线之外还设置了一条辅助检修线。检修主线主要设置分解、检查、组装等检修时间较短的检修作业，检修辅线则主要设置交叉杆更换、大部件焊修、更换等检修时间较长的检修作业。因此，当转向架经过翻转检查工位后，对于不需要进行复杂检修的转向架，直接在检修主线上进行下一步检修和组装；而对于确定需要进行复杂检修的转向架，则由平移装置移送到检修辅线进行检修，在检修辅线检修完毕后，再由另一套平移装置移送回检修主线进行检修和组装，使流水线运行效率更高。具体工艺布局如图3所示。

2 控制系统结构组成及特点

2.1 控制系统结构组成

双层悬挂式转向架检修流水线的控制系统按照当前先进的控制模式进行开发，采用西门子全集成自动化（TIA）理念进行整体方案设计，应用了工业以太网、Propibus现场工业总线、总线信号导轨传输技术等先进控制方法及技术，并且控制器系列产品、控制网络及其产品均全部采用了西门子的产品，确保了控制系统的先进性、高效性及稳定性。

控制系统由主控制系统和各个子控制系统组成，其中子控制系统包括输送机械手控制系统、平移装置控制系统、升降装置控制系统、工位操作控制系统、地面设备集中控制系统等。控制系统结构如图4所示。

（1）主控制系统包括计算机工作站、监控屏幕、主控制PLC系统等部分。可以进行现场运行实时监控，转向架检修信息管理及辅助控制和调度等功能。主控制可采用动画方式实施实时模拟监控各个检修转向架的运行位置及检修状况和检修信息，可实时监控各个输送机械手小车，空中旋转转盘运行状况。并且计算机工作站可负责管理生产信息，保存生产数据，可做统计报表和质量分析，实现生产可追溯性。

（2）输送机械手控制系统、平移装置控制系统、升降装置控制系统用于对各自控制对象进行动作控制和信息采集。这些子系统主要包括S7－200PLC控制器及相应的扩展模块单元、通讯单元等。

（3）工位操作系统用于提供对工位处的输送机械手、升降装置、平移装置以及地面检修设备进行操作和监控。系统采用工业人机界面和操作按钮组合的方式来提供操作及信息显示。

（4）系统综合应用了西门子强大的通讯功能，实现了各个控制部分之间的实时通讯和数据交换。①输送机械手控制系统、平移装置控制系统和升降装置控制系统采用PPI通讯协议与工位操作系统进行通讯连接，使工位操作系统可方便操作输送机械手、平移装置和升降装置。②输送机械手控制系统、平移装置控制系统和升降装置控制系统通过Profibus DP工业总线与主控制PLC连接，由主控制PLC采集输送机械手、平移装置、升降装置信息，进行分析与计算并转发给各个子控制系统。③主控制PLC采用工业以太网与上位机进行通讯，可以提供大数据量的高速通讯，由上位机组态对现场运行信息及检修信息进行管理。双层悬挂式转向架检修流水线的控制系统提供了良好的总线接口和以太网扩展接口，可与HMIS及其他信息系统进行数据交换。

图3 双层悬挂线检修工艺示意图

2.2 控制系统特点

利用西门子工业通讯技术，主控制系统和各个子系统实现完全互联，可以实时进行数据和信息交换，各个子系统单元不仅知道自身在流水线中所处的位置和状态，同时也可知道其他子系统单元的位置与状态，因此系统通过先进的算法与通讯，使流水线实现全自动的智能调度运行功能。

在流水线运行过程中，检修工位的检修作业完毕后，只需在工位操作人机界面的工位分布图形上点击输送机械手要运行到目的工位，系统即自动会调度平移装置、升降装置等子系统单元运行，使调度机械手自动运行到目的位置。

智能调度功能不仅使输送机械手可在任意检修工位之间进行自动调度运行，并且实现在上下层流水线之间的完全自动往复运行，大大提高了操作便利性和流水线的运行效率。

图4 双层悬挂式转向架检修线控制系统示意图

3 结束语

新型双层检修线运行一年来安全、平稳、可靠，成为铁路内转向架检修工艺线的示范线。具有工艺布局合理，作业方式高度柔性化；流水线自动化程度高，提高生产效率；充分利用场地空间位置，有节省地面空间的优点。

［1］ 陈 雷，张志建.70 t级铁路货车及新型零部件［M］.中国铁道出版社，2006.

［2］ SIEMENS SIMATIC S7－200可编程控制器系统手册［Z］.2008.

［3］ SIEMENS SIMATIC s7－300模块数据设备手册［Z］.2009.

［4］ SIEMENS SIMATIC WinCC flexible 2008系统手册［Z］.2008.

［5］ SIEMENS SIMATIC Smart700、Smart1000操作手册［Z］.2010.

New Type of Double Layer Suspension Bogie Maintenance Line

WANG Hongkun1，WANG Yonggang2
（1 Urumqi West Vehicle Depot，Urumqi Railway Bureau，Urumqi 830023 Xinjiang，China；2 Beijing TieKeHeLi technology Co.，Ltd.，Beijing 100082，China）

According to the plane layout and scale of bogie maintenance workshop in Urumqi West Ddepot，the new double layer suspension bogie maintenance line was designed，which has the advantages of small occupation area，improves the maintenance efficiency，and affords convenience for the maintenance operation.

double layer；suspension；bogie maintenance line

U279.3＋3

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.01.26

1008－7842（2014）01－0116－04

8—）男，高级工程师（

2013－08－28）