智能校线仪在机车校线工序的实验与研究

谢光明，吴伟强

(中车株洲电力机车有限公司，湖南 株洲 412001)

1 原有的试验方法和问题

机车调试生产过程中，进行校线工序作业时，原有方法是3个作业人员利用校线器逐条对应校线工序卡片，进行校核和手工记录。每项测试数据由人工判别后，再进行手工填写，整个工序存在人为控制因素较多，效率不高。由于企业生产节奏加快、车型更加繁杂，特别是新造复兴号160 km/h集中动力型客运机车比以往车型的线路更复杂，整车应校线缆是其他车型的2～3倍，这种方法就成了影响生产的“瓶颈”工序。这是一项费时、费力，但又至关重要的关键工序，单靠原来的方法，使用便携式校线仪或简易校线仪已经无法满足实际生产需要和确保产品质量。实现试验智能化既是生产管理的趋势，也是保证产品质量、提高工作效率的要求。试验利用无线智能校线仪来实现，从根本上降低了故障率，提高工作效率，并且让校线工序更加方便快捷，减轻校线人员的劳动强度。

2 状况分析及改进方案

2.1 状态分析

原有的方法是使用简易校线器 (见图1)或带延长线的万用表(见图2)对机车线缆进行校对，测试合格标准完全由人工判别，且每项测试数据都采用手工填写。使用的校线装备都不具备智能检测功能和测试数据自动记录与输出功能。要提高工作效率和实现智能化管理就需要对机车校线工序进行智能化调整，利用无线智能化校线器来实现自动化生产，利用网络化、信息化对大数据的管理，来优化生产制造，这样才能确保机车校线合格率和完成率，提高产品质量。

图1 简易校线器

图2 带延长线的万用表

2.2 改进方案

2.2.1 装备方面

研发设计一款无线智能校线仪，该仪器具有人机显示界面，无线传输功能、测试数据能实现自动记录、自动保存及传输。该校线仪的两端检测探头采用通断双色LED指示灯，安装在探测笔内，校线仪上还装有高分贝蜂鸣器。测试过程中根据线缆导通、不导通、接地、短路等状态，两端校线人员手中的探测笔内的指示灯会对应不同的颜色灯点亮，同时蜂鸣器发出语音提示，并且测试的所有结果实现仪器自动判别完成，并在显示屏上自动显示。

2.2.2 工艺方面

1)工艺人员将作业项点内容文档通过网络或者数据线传送到仪器内，测试人员使用时在校线仪屏幕上直接读取和自动翻页。

2)测试的所有信息和要求及待校线缆的点位、位置、颜色、线径等参数都在屏幕只读方式显示，管理员权限才允许查看和修改。

3)仪器可存储多种车型作业内容，测试数据能自动判别当前线缆通断状态并显示，测时数据可实现断点续测也可重新测试。

4)测试后的结果，可以通过WIFI或者USB传输到服务器，直接生成报表。

2.3 智能便携校线仪工作原理

2.3.1 工作原理

采用STM32F429单片机为主控芯片进行数据处理与控制，SI4332无线模块负责主辅机间数据通信。原理设计框图如图3所示。

开始测试时(根据屏幕显示的线序图)，主机发出高电位信号，经过表笔与线缆接触后传输到从机(辅机)，从机(辅机)识别到此高电平后立即将数据通过4332无线模块发送给主机的同时双方显示屏显示测试结果。

主辅机都设有声、光提醒功能，红色LED灯亮表示短路，且插头中间连线开路，同时蜂鸣器长鸣。绿色LED灯亮表示测试通过，同时蜂鸣器“滴”下。红色、绿色LED灯同时亮表示被测线路与机车外壳短路，中间连线正常，同时蜂鸣器断续长鸣。红色、绿色LED交替闪烁为断开测试，此时蜂鸣器不提示。

图3 智能校线仪原理设计框图

2.3.2 功能特点

1)主辅机采用点对点无线通信，距离大于50 m。

2)手持式结构搭配3.5寸彩色显示屏，且主、辅机同步显示线序状态、测试结果。

3)采用可充电电池，连续使用时间8 h。

4)可通过USB导入线序表格，或测试数据导出。

5)测试结果可声光提醒，并可无线WIFI数据传输。

6)支持重启后断电续测，车型、车号、录入。

7)不同权限账号进入实现功能不同。

8)仪器具有休眠待机功能，延长电池续航时间。

3 试验实施

1)智能校线仪研制并使用，如图4所示。

图4 智能校线仪

2)测试数据自动保存并多种方式上传或输出，利用智能作业装备，实现了测试数据能够直接显示和自动记录并保存(见图5)。

3)试验使用智能校线仪后效果显著，由于仪器上的显示器将导入的工序卡片上的内容全显示出来，测试时原来的3人操作该工序就减少到2人操作完成，经过自动测试可缩短测试时间15%，效率提高近40%。

图5 数据自动保存上传

4 结语

智能装备的研发和使用，是今后工业制造领域发展的趋势和要求。规范化的作业和标注化的评判也是企业提高工作效率和产品质量的手段。通过实验使用新的装备，收到了较好的效果，后续还可以利用线缆过渡连接装置、程控机器人操作等实现全自动化操作。