轮对智能立体存储库在昆明北车辆段中的应用

王树生+陆明+马新园+周云岭

摘要： 随着我国铁道事业的快速发展，铁道车辆的保有量持续增长，车辆的检修需求量也随之增长。轮对检修是在轨道车辆转向架检修中的一个关键环节，是决定动车安全可靠舒适运行的核心环节之一。本文介绍了智能立体存储库首次应用于昆明北车辆段，可以满足各型货车轮轴（包括RD2.RE2A/RE2/RE2B型轮轴）的智能仓储、选配[1]支出要求。

Abstract： With the rapid development of China's railway undertakings， railway vehicle ownership continues to grow， the demand for vehicle maintenance also increases. Wheel-set maintenance is a key link in the rail vehicle bogie overhaul， and is one of the core aspects to decide the safe and comfortable operation of EMU. This article describes that intelligent stereo repository was first used in northern vehicle depot of Kunming， which can meet the intelligent storage， optional spending requirements of various types of truck axles （including RD2.RE2A/RE2/RE2B-type axle）.

关键词： 轮对；立体存储库；应用

Key words： wheel-set；stereo repository；application

中图分类号：U468.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）20-0031-02

1 结构特点

①轮对智能立体存储库能满足各型货车轮轴（包括RD2、RE2A/ RE2/RE2B型轮轴）的智能仓储、选配支出要求。②智能库采用双层设计，能满足同时进行轮轴收、支作业要求，互不影响，单班有效工作时间（6小时内）满足日均检修50辆车轮轴需要，并预留有冗余。③实现了对各级修程轮轴（厂、段修程）进行智能选配并支出，经选配支出的轮轴轮径、轮缘厚、轮辋厚、轮型、同转向架（或同车）轮径差及轴承质保期等技术标准，符合《铁路货车轮轴组装、检修及管理规则》铁运[2007]98号中相应厂段修程的轮轴要求。

2 主要组成及技术指标

2.1 主要组成部分 轮对智能立体存储库[2]主要包括轮对自动取送装置、轮对输送装置、轮对升降机、轮对存储单元、钢结构平台、拨轮器、轮对自动测量机。

2.2 主要技术指标 ①智能库能对各级修程轮轴（厂、段修程）进行自动选配并支出，经选配支出的轮轴、轮径、轮型、同转向架（或同车）轮径差及轴承质保期等技术标准，符合《铁路货车轮轴组装、检修及管理规则》（铁运[2007]98号）（以下简称《规则》）中相应厂段修程的轮轴要求；②智能库系统能自动生成《规则》工艺中规定的统计表报；③满足同时进行轮轴进、出作业要求，互不影响，单班有效工作时间（≤6小时）内可满足日均检修50辆车轮轴需求；④存储量≥600条；⑤轮对自动取送装置提升速度≥5m/min、提升高度2000mm、提升能力2T、锁定方式：机械锁定；⑥控制方式：自动/手动/无线遥控

3 主要设备介绍

3.1 轮对自动取送装置[3] 轮对自动取送装置代替了常规天车，利用先进的控制系统根据要求按相应的地址码进行指定轮对的取放。可实现横向、纵向、垂向的移动，进行轮对的自动取放件。

轮对自动取送装置主要是由固定轨道、移动行车梁、升降机构、抓取机构和电控系统组成。其升降机构、抓取机构能够在固定轨道和移动行车梁上运行，其行走轨迹为十字面，可以覆盖整个轮对存储库，可以做到抓取轮对绝对无死角。设备本身能够自动认址将其输送并放置在指定的存放单元，也能够自动寻址找到所要抓取的指定轮对，送到指定的下件位。

3.2 轮对输送装置 轮对输送装置可将轮对送至存储库入口或出口，待轮对自动取送装置将轮对抓取放入库内或者由拨轮机构直接拨入升降机内，由升降机将轮对进行上下层以及上下件的转换。

整套设备主要有仿形移动支撑轨道、支架、驱动系统、尾轮张紧装置及控制系统等组成。输送作业时通过仿形移动支撑轨道支撑轮对，能够随机上件、连续输送、准确定位保证将工件送至指定区域，完成整个工件的输送，同时输送装置与取送装置、升降机构实现无缝对接。

3.3 轮对升降机 轮对升降机实现了对轮对上下件以及上下库层进行转换，主要是由机架、升降机构、拨轮机构以及电控系统组成。

提升机构采用带自锁传动机械结构，其提升过程当中不会因为控制失灵等因素而出现轮对掉落；升降机构上同样设置带自锁装置，待拨轮机构将轮对拨入上件机构内后，自锁装置起保护作用，避免在升降机上下运动过程当中会出现轮对的侧滑等现象。

3.4 轮对存储单元 轮对的存储方式采用轮对平面交错密集排列的存放方式最大限度的进行轮对的存放，为今后系统升级留有双层密集排列接口。轮对放置于存储单元的V型块上，使轮对固定位置，便于控制系统进行各位置地址码的编译。

轮对存储单元是通过V型块将轮对定位于存放平台上，将二层存放平台集成在一起，实现轮对的平面交错密集排列存储。V型块具有仿形和自动定位特点，保证在一般的外力下轮对是不会从V型块处滑落。

3.5 轮对自动测量机 轮对自动测量机能够满足铁路货车各型轮轴（包括RD2、RE2A/ RE2/RE2B型轮轴）的自动测量。实现数据上传及存储，满足HMIS数据规范，可以根据要求上传、保存至HMIS服务器或工位机、本机。所有测试的数据和计算数据均能储存和打印。可以实现HMIS接口升级改造，满足HMIS应用需要。endprint

轮对自动测量机能实现测量数据的自动计算与分析，对超差工件进行报警提示。系统能够自动记录工作者操作设备运行日志及屏幕录像功能，日志及录像保留2个月。

轮对自动测量机的测量精度如表1所示。

4 设备工艺方案

轮对经检修测量完成需入库前，由打号机打印相应与轮对对应的相关信息，然后人工在轮对贴上打号机所打印的形码，该条形码上对应的轮对信息在该轮对入库时已经传送到PC机。

轮对由人工经地面钢轨推到底层轮对输送装置上件工位，轮对自动由拨轮机构拨到轮对输送装置上，经地面轮对输送装置进行横向输送，同样在底层轮对出库时，由轮对自动取送装置将要出库的轮对夹取放置在底层轮对输送装置上进行横向输送，这样底层轮对输送装置在输送方向上由虚拟工位2.5米一个间隔布满了既有入库轮对，又有出库轮对，入库出库轮对由主控PLC控制。

要上二层存储的轮对经底层轮对输送装置输送至上二层升降机进口处，由拨轮机构自动将轮对拨入到升降机上，由升降机横向输送，待轮对自动取送装置取走存到二层钢平台对应的存储单元上，出库轮对在与底层轮对输送装置的出库地面钢轨位置由拨轮机直接拨到钢轨上出库。

同样在二层出库轮对由轮对自动取送装置夹取放在二层轮对输送装置上，这样二层轮对输送装置在输送方向上由虚拟工位2.5米一个间隔布满了既有入库轮对，又有出库轮对，入库出库轮对由主控PLC控制。

为确保出入库轮对准确无误，在底层轮对输送装置出库地面钢轨前一个2.5米虚拟工位处设置人工对轮对条形码进行扫描，以确认该轮对的出库还是入库性质。

5 控制系统方案

控制程序采用SIEMENS STEP7编程语言。上位机可通过无线工业以太网对轮对自动取送装置双向通讯，实时监控，下发作业指令和接收轮对自动取送装置的各种状态信息，监视其运行情况。

智能库上位计算机由转向架输送系统上位机、轮对测量机上位计构成局域网；智能库上位计算机预留和HIMS系统的通讯接口，实现数据上传及存储，满足HMIS数据规范，可以根据要求上传、保存至HMIS服务器或工位机、本机。所有测试的数据和计算数据均能储存和打印。

地面主控PLC采用西门子S7-315-2PN/DP，主控PLC通过无线工业以太网，与轮对自动取送装置控制器建立通讯连接，实现轮对自动取送装置的远程操控。并采集轮对自动取送装置的运行信息，数据整合后发送到线上管理计算机，实现轮对取送自动取送装置的状态监视、故障报警、故障记录等功能。

收、支工位配置人机界面，人机界面连接无线条码扫描器，通过扫描轮对上的信息条码，识别轮对的编号，并根据扫描到的轮对编号，从轮对测量系统计算机提取该轮对的测量信息并保存到智能库的上位机，为出入库控制系统建立基础数据库。

轮对输送装置、轮对升降机、拨轮器，由主控PLC通过PROFIBUS-DP总线集中控制，信号的采集由ET200S分布式I/O站实现。PLC通过控制装置的驱动变频器，实现各输送装置的精确定位和速度调节，以满足不同的生产节拍要求。

6 结束语

轮对智能立体存储库目前使用情况良好，达到了设计指标，未来有望应用在动车的轮对检修及选配中。

参考文献：

[1]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL201220700

628.9.轮对选配控制系统[P].

[2]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL201220700

083.1.轮对存储库[P].

[3]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL 20122070

0489.X.轮对存储库中的轮对自动取送装置[P].endprint

轮对自动测量机能实现测量数据的自动计算与分析，对超差工件进行报警提示。系统能够自动记录工作者操作设备运行日志及屏幕录像功能，日志及录像保留2个月。

轮对自动测量机的测量精度如表1所示。

4 设备工艺方案

轮对经检修测量完成需入库前，由打号机打印相应与轮对对应的相关信息，然后人工在轮对贴上打号机所打印的形码，该条形码上对应的轮对信息在该轮对入库时已经传送到PC机。

轮对由人工经地面钢轨推到底层轮对输送装置上件工位，轮对自动由拨轮机构拨到轮对输送装置上，经地面轮对输送装置进行横向输送，同样在底层轮对出库时，由轮对自动取送装置将要出库的轮对夹取放置在底层轮对输送装置上进行横向输送，这样底层轮对输送装置在输送方向上由虚拟工位2.5米一个间隔布满了既有入库轮对，又有出库轮对，入库出库轮对由主控PLC控制。

要上二层存储的轮对经底层轮对输送装置输送至上二层升降机进口处，由拨轮机构自动将轮对拨入到升降机上，由升降机横向输送，待轮对自动取送装置取走存到二层钢平台对应的存储单元上，出库轮对在与底层轮对输送装置的出库地面钢轨位置由拨轮机直接拨到钢轨上出库。

同样在二层出库轮对由轮对自动取送装置夹取放在二层轮对输送装置上，这样二层轮对输送装置在输送方向上由虚拟工位2.5米一个间隔布满了既有入库轮对，又有出库轮对，入库出库轮对由主控PLC控制。

为确保出入库轮对准确无误，在底层轮对输送装置出库地面钢轨前一个2.5米虚拟工位处设置人工对轮对条形码进行扫描，以确认该轮对的出库还是入库性质。

5 控制系统方案

控制程序采用SIEMENS STEP7编程语言。上位机可通过无线工业以太网对轮对自动取送装置双向通讯，实时监控，下发作业指令和接收轮对自动取送装置的各种状态信息，监视其运行情况。

智能库上位计算机由转向架输送系统上位机、轮对测量机上位计构成局域网；智能库上位计算机预留和HIMS系统的通讯接口，实现数据上传及存储，满足HMIS数据规范，可以根据要求上传、保存至HMIS服务器或工位机、本机。所有测试的数据和计算数据均能储存和打印。

地面主控PLC采用西门子S7-315-2PN/DP，主控PLC通过无线工业以太网，与轮对自动取送装置控制器建立通讯连接，实现轮对自动取送装置的远程操控。并采集轮对自动取送装置的运行信息，数据整合后发送到线上管理计算机，实现轮对取送自动取送装置的状态监视、故障报警、故障记录等功能。

收、支工位配置人机界面，人机界面连接无线条码扫描器，通过扫描轮对上的信息条码，识别轮对的编号，并根据扫描到的轮对编号，从轮对测量系统计算机提取该轮对的测量信息并保存到智能库的上位机，为出入库控制系统建立基础数据库。

轮对输送装置、轮对升降机、拨轮器，由主控PLC通过PROFIBUS-DP总线集中控制，信号的采集由ET200S分布式I/O站实现。PLC通过控制装置的驱动变频器，实现各输送装置的精确定位和速度调节，以满足不同的生产节拍要求。

6 结束语

轮对智能立体存储库目前使用情况良好，达到了设计指标，未来有望应用在动车的轮对检修及选配中。

参考文献：

[1]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL201220700

628.9.轮对选配控制系统[P].

[2]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL201220700

083.1.轮对存储库[P].

[3]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL 20122070

0489.X.轮对存储库中的轮对自动取送装置[P].endprint

轮对自动测量机能实现测量数据的自动计算与分析，对超差工件进行报警提示。系统能够自动记录工作者操作设备运行日志及屏幕录像功能，日志及录像保留2个月。

轮对自动测量机的测量精度如表1所示。

4 设备工艺方案

轮对经检修测量完成需入库前，由打号机打印相应与轮对对应的相关信息，然后人工在轮对贴上打号机所打印的形码，该条形码上对应的轮对信息在该轮对入库时已经传送到PC机。

轮对由人工经地面钢轨推到底层轮对输送装置上件工位，轮对自动由拨轮机构拨到轮对输送装置上，经地面轮对输送装置进行横向输送，同样在底层轮对出库时，由轮对自动取送装置将要出库的轮对夹取放置在底层轮对输送装置上进行横向输送，这样底层轮对输送装置在输送方向上由虚拟工位2.5米一个间隔布满了既有入库轮对，又有出库轮对，入库出库轮对由主控PLC控制。

要上二层存储的轮对经底层轮对输送装置输送至上二层升降机进口处，由拨轮机构自动将轮对拨入到升降机上，由升降机横向输送，待轮对自动取送装置取走存到二层钢平台对应的存储单元上，出库轮对在与底层轮对输送装置的出库地面钢轨位置由拨轮机直接拨到钢轨上出库。

同样在二层出库轮对由轮对自动取送装置夹取放在二层轮对输送装置上，这样二层轮对输送装置在输送方向上由虚拟工位2.5米一个间隔布满了既有入库轮对，又有出库轮对，入库出库轮对由主控PLC控制。

为确保出入库轮对准确无误，在底层轮对输送装置出库地面钢轨前一个2.5米虚拟工位处设置人工对轮对条形码进行扫描，以确认该轮对的出库还是入库性质。

5 控制系统方案

控制程序采用SIEMENS STEP7编程语言。上位机可通过无线工业以太网对轮对自动取送装置双向通讯，实时监控，下发作业指令和接收轮对自动取送装置的各种状态信息，监视其运行情况。

智能库上位计算机由转向架输送系统上位机、轮对测量机上位计构成局域网；智能库上位计算机预留和HIMS系统的通讯接口，实现数据上传及存储，满足HMIS数据规范，可以根据要求上传、保存至HMIS服务器或工位机、本机。所有测试的数据和计算数据均能储存和打印。

地面主控PLC采用西门子S7-315-2PN/DP，主控PLC通过无线工业以太网，与轮对自动取送装置控制器建立通讯连接，实现轮对自动取送装置的远程操控。并采集轮对自动取送装置的运行信息，数据整合后发送到线上管理计算机，实现轮对取送自动取送装置的状态监视、故障报警、故障记录等功能。

收、支工位配置人机界面，人机界面连接无线条码扫描器，通过扫描轮对上的信息条码，识别轮对的编号，并根据扫描到的轮对编号，从轮对测量系统计算机提取该轮对的测量信息并保存到智能库的上位机，为出入库控制系统建立基础数据库。

轮对输送装置、轮对升降机、拨轮器，由主控PLC通过PROFIBUS-DP总线集中控制，信号的采集由ET200S分布式I/O站实现。PLC通过控制装置的驱动变频器，实现各输送装置的精确定位和速度调节，以满足不同的生产节拍要求。

6 结束语

轮对智能立体存储库目前使用情况良好，达到了设计指标，未来有望应用在动车的轮对检修及选配中。

参考文献：

[1]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL201220700

628.9.轮对选配控制系统[P].

[2]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL201220700

083.1.轮对存储库[P].

[3]江苏速升自动化装备股份有限公司.专利号：ZL 20122070

0489.X.轮对存储库中的轮对自动取送装置[P].endprint