机车制造中柔性化吊装工艺装备的开发

郭喜春

摘要：随着社会经济的不断发展，我国人民收入水平也在不断提高，同时对于物质文化的需求也越来越重视。消费者越来越重视个性化以及多样化的产品，而现在许多产品更新换代比较快，使用周期越来越短。因此在目前市场上来看，多品种、中小批量的产品需要比较多。如今越来越多的企业都引入了柔性化吊装工艺装备，这样不仅可以降低成本，还可以节省时间，从而更好地满足当前消费者的多样性需求。本文以内燃机车为例，展开对机车制造中柔性化吊装工艺装备开发的研究。

Abstract： With the continuous development of the social economy， the income level of the people in our country is constantly improving， and at the same time， more and more attention is paid to the material and cultural needs. Consumers are paying more and more attention to personalized and diversified products， and now many products are updated quickly and their use cycles are getting shorter and shorter. Therefore， in the current market， there is a need for more varieties of products in small and medium batches. Nowadays， more and more companies have introduced flexible hoisting process equipment， which can not only reduce costs， but also save time， so as to better meet the diverse needs of current consumers. This paper takes diesel locomotives as an example to carry out research on the development of flexible hoisting process equipment in locomotive manufacturing.

关键词：机车制造;柔性化吊装工艺装备;技术开发

Key words： locomotive manufacturing;flexible hoisting process equipment;technology development

中图分类号：U270.6                                      文獻标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）05-0098-02

0  引言

在当前社会，大部分企业在进行机械制造的时候，仍然是按照比较传统的方法进行组织生产的。这样生产出来的产品数量比较多，但是现在市场上，中小批量的产品需求越来越多，因此使用这样的生产方法是比较落后的，会造成资源浪费的现象，同时工作效率也比较低，相对而言的，生产出来的产品质量也不会很高。因此相对于传统的一些刚性机床制造而言，现在柔性机床越来越受企业的欢迎。

1  内燃机车定义

内燃机车是机车种类之一，其动力为内燃机，机车上的内燃机有许多不同的种类，在我国铁路上，所用的内燃机大部分是柴油机，因此，在我国每当提起内燃机车这一概念时，大多时候指的是柴油机车。内燃机的传动装置有三种不同的种类，第一是机械传动装置，第二是液力传动装置，第三是电力传动装置。内燃机车包括柴油机、制动装置、传动装置等多种设备。按照工作性能可以将内燃机车进行分类，其中包括单线机车、吊车机车、内燃动车组三种类型，除此之外也可以按照传动方式的不同将内燃机进行分类，其中包括机械传动内燃机车、电力传动和液力传动内燃机车三种。内燃机车在我国铁路上的使用非常普遍，为了使制造技术更加精进，工作效率更高，制造成本更低，如今在内燃机车的制造过程中，柔性工艺装备越来越受重视。

2  当前柔性工艺装备存在的问题

目前在我国的铁路货车等生产过程当中，虽然相关生产技术在不断精进，各种先进技术也在不断应用，但是仍然具有比较多的问题。首先，在铁路货车等生产过程中，所使用的生产方法和生产手段相对于世界其他国家相同水平而言仍然是比较落后的，同时工艺装备设备的刚性比较大，柔性比较低，这也不利于产品质量提高。而在工艺装备的资源管理过程当中也有着比较混乱的一面，其自动化程度比较低，不能够很好地适应当代消费者的需要，同时对于企业来说，企业需要的是成本更低，而生产速度更快的工艺设备，但是现在的工艺装备资源不能适应来自多方面的不同需要。当前工艺装备的生产线比较混乱，布局也比较刚性，同时同一工艺装备体系无法在不同的设备之间进行转换使用，其通用性比较低，标准化程度和系列化程度也不高。另一方面，工艺装备系统仍然是采用人工和手动管理，企业自动化程度没有达到应有的要求，但是现有的工艺装备系统又没有足够的发展空间，以现有工艺装备为基础进行提升的话，其提升空间是非常有限的，因为现在的工艺装备系统应变能力过差，无法进行有效延伸，这在很大程度上妨碍了企业的发展，同时也存在着成本过高以及资源重复等现象，会造成严重的资源浪费。

3  柔性工艺装备的概述

在日常生活当中所提到的柔性工艺装备结构设计，许多人是比较陌生的，它具有非常高的实用性，从这个角度可以将其分为三个方面：第一，工艺装备的各个元件运用比较灵活，可以进行多次拼装和分解，在实际的应用过程当中如果有需要达到的目的以及事先设置好的功能，工艺装备可以很好地完成这项工作，另外，它也可以将各个部件进行重组，指的是可以按照不同的工作要求组合成为新的东西。第二，柔性工艺装备的结构设计引进了模块化的内容，在使用之前，是需要提前建立一些数据库的，其中包括了标准件库、单元模块库等内容，然后再用其他软件按照不同的要求进行设计组装，在这个过程当中的运用是非常灵活的，速度也是比较快的。第三，工艺装备可以用于不同设备，即使型号外形等内容各不相同，但是它仍然可以用于多个设备之间进行换装工作，想要达成这一目的，那么在设备上就要有快速换装的接口，以此来保证同一个工艺装备体系可以完成不同设备之间的快速换装目的，这一目的想要达成，对于换装的柔性化是有要求的，也需要进行进一步的研究。

3.1 柔性工艺装备结构设计概念

在日常生活当中，人们所提到的柔性工艺装备结构是按照特定的功能而进行拼装的，其中包括了标准件和基础件、功能组件、单元模块等内容，这种结构能够更好地满足工艺层面的要求，并且能够快速地对工装结构进行拆分以及重组，此结构对于元件具有比较高的要求，元件的精度和耐磨性要高一些，互换性也要达到标准，此结构可以很好地适用于各个不同尺寸的机床工作台，同时，不同零件有着不同的加工要求，此结构也可以很好地适用。针对此种情况，选用合适的元件和功能组件等进行组装，得到各种不同的工装结构，组装起来也更加灵活，使用更加方便，应用范围也更广一些，可以更好地节省成本，同时也可以使工艺成果质量更高。

3.2 柔性工艺装备的基础原理

我国铁路货车制造方面，柔性工艺装备的应用范围是比较广的，因此如果完成了一套工艺装备体系的话，它是可以满足不同型号的多种车辆的要求的，柔性工艺装备包括三部分，柔性化基础工作平台，柔性化夹紧模块，柔性化定位模塊三部分，除了这三大主要模块之外，还有一些部件用于辅助功能。在工艺装备的加工过程当中，这些都是具有柔性的，在长度、宽度以及高度上都可以进行快速调整，因此可以使得一套工装在经过重新组装、拼装之后，能够适应不同类型的工作，发挥应该发挥的作用。柔性工艺装备的基本原理大致就是以下内容，它可以根据不同主体的需要，将不同类型的组件进行重新组装，以此来满足特定的工作任务及工作要求，并且使之成为特定的工艺装备组合，另外也可以对一些元件、组件等能够进行更加有效的管理。

3.3 柔性工艺装备的结构体

当前社会在不断进步，科技也在迅速发展，为了追求更好的工艺质量以及更好的产品效果，随着各种高新科技的不断发展，柔性工艺装备也在随之发展的过程当中，同时，它也已经慢慢地步入了大众的视野当中，走在了当今时代的前线。柔性工艺装备结构中包含了各种先进工艺包括信息技术、自动化技术等各种先进技术，并将其引入到工艺装备的各个制造生产环节当中，从而可以使得工艺装备体系更加的标准、更加规范，可以满足现在消费者的多样化需求，同时也可以使得产品的成本降低，而产品质量更高。柔性工艺装备有着不同的结构，这里主要介绍三大结构，列阵式POGO柱结构，大尺寸三坐标立式支撑结构，以及库式伸缩结构。第一种结构主要是针对于支撑结构方面来说，可以使其控制更加精确，铁路货车的制造需要这种高精确度，因此在铁路货车的制造过程当中，第一种结构对于一些大型的产品对接工作来说是非常有优势的。第二种结构，它不仅属于柔性工艺装备结构之一，同时它本身也具有着很好的刚性，因此可以承受来自多个不同方向的负载。第三种结构是可以在水平面内进行一次性的外形和尺寸等方面的调整工作，在铁路货车制造过程当中可以节约资源和制造成本，另外，第三种结构也为柔性工艺装备的整体发展作出了非常突出的贡献。

4  柔性工艺装备的具体应用

4.1 定位单元柔性化

定位单元的作用是为了确保车辆的外形特征以及产品质量，以前的定位单元属于刚性产品，外形是大致一致的，目的是为了各个零件可以定位更加精准，但是现在将定位单元变得更加柔性化，在产品转型时就可以进行定位的调整，对于铁路货车机车等产品来说，更加有利于其进行转型，可以节省成本资源。

4.2 夹紧单元柔性化

夹紧单元可以保证铁路焊接工艺的正常进行，其生产质量也可以得到一定程度的保障。它为车辆制造提供了支撑，想要夹紧单元可以更加柔性化，就要使它的设计符合标准化，使其具有更好的精确度，这样也可以使车辆制造过程中的焊接质量有所保障，可以更好的提升产品的质量，延长产品的使用期限。

4.3 基础平台柔性化

基础平台，其中包括支撑件和基础件，在之前的车辆制造过程当中，是需要使用大量的工人作为动力资源的，但是，随着现代社会的不断发展，大量的人力资源将会造成工作重复以及资源浪费的现象，会增加制造成本，另一方面，为了更好的适应当今社会发展的需要，同时也可以减轻工人劳动量，针对此种要求出现了可伸缩式的结构平台。此结构不仅可以减少占地面积，空间布局等方面的调整也更加方便，可以使车辆制造更加便利。

5  结束语

在现代社会乃至未来社会当中，高速铁路将会进入大发展时代，而我国的机车企业所生产的产品质量和国外同行业之间相比，仍然存在着很大的差距。当前我国的柔性制造系统及相关技术应用不是十分的普遍，在国内普通机车车辆企业当中的应用，几乎可以说是空白。但柔性制造系统如果可以得到普遍应用，将会使我国企业的机床制造水平上升到新水平，达到新的高度，从而为企业带来更大的经济效益，这些都是各企业应该追求的技术。

参考文献：

[1]陈兴，顾加进，王化清.机车高价值零部件和工艺装备再制造应用与设想[J].金属加工（冷加工），2020（12）：8-11.

[2]崔许.机车轴瓦再制造工艺与其性能研究[D].兰州交通大学，2020.

[3]葛旭超，张小凡.机车类变流器焊接箱体制造工艺研究[A]. 湖南省株洲市石峰区人民政府、机械工业信息研究院（China Machinery Industry Information Institute）.“田心杯”轨道交通金属加工技术征文大赛论文集[C].湖南省株洲市石峰区人民政府、机械工业信息研究院（China Machinery Industry Information Institute）：机械工业信息研究院金属加工杂志社，2019：4.