孙妍婷
摘 要：针对车辆段轮对检修工作量大、检修效率低下、轮对检修粗放管理无具体数据统计等问题，本文深入分析研究，创新运用智能机械手和HMIS系统优化轮对检修工艺，合理地解决了车辆段轮对检修存在的这些问题。
关键词：车辆段 轮对检修 智能机械手 HMIS系统
中图分类号：U279 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（a）-0087-04
Abstract：In view of the large workload of the vehicle segment， the low maintenance efficiency， and the lack of specific data statistics for the extensive management of the wheelset maintenance， this paper deeply analyzes and studies， innovatively uses the intelligent manipulator and HMIS system to optimize the wheel alignment maintenance process， and reasonably solves the problem. These problems exist in the maintenance of the segment of the depot.
Key Words：Rolling stock depot；Wheel repair；Intelligent robots；HMIS system
1 既有設施的现状及检修工艺
1.1 既有设施现状
某车辆段转向架及轮对联合库由转向架检修间、轮对检测间、轮对镟修间、轴承压装间、轮对涂油检查间等组成。联合库轴线尺寸为150m×（54+27）m。车体检修库和转向架检修间以北布置存轮棚，存轮棚轴线尺寸为24m×18m。
转向架检修间北端设转向架走行线，内设三条转向架、轮对走行线（由北向南分别为Z1线、Z2线、Z3线），走行线由修车库中部引出，其中Z1线为轮对返厂走行线，Z2线上设置有转向架轮对大组装工位及压吨试验工位，Z3线上设置有转向架轮对大分解工位，从而使转向架进出修车库形成一进一出径路。既有联合车库布局如图1所示。
1.2 主要检修工艺
车体段修、厂修均采用定位修工艺，车体进入修车库后在检修台位上进行架车作业，推出转向架后，进行车体检修。
转向架冲洗采用通过式，转向架构架检修采用环形作业线流水作业，三小件检修设在环形线中间。
轮对检测、轴承压装采用流水线作业。
转向架大部件采用分类检修，设在悬臂式检修线的快速线的另一端，由检修工装处理。车辆段转向架及轮轴检修工艺流程见图2。
2 既有设施存在问题
2.1 良好轮对存放场地不足，制约检修能力的提升
按照良好备用轮对的新算法（厂、段修应有良好备用轮对数量=年厂段修任务量/234（工作日）×4×1.5；站修应有良好备用轮对数量=站修台位数×4×0.5×3），该车辆段备用轮对存放线的存放量应为356条，现在该车辆段检修车间良好轮对存放线仅能存放100余条轮对，且RD2轮对、RE2轮对混放，不能满足轮对存放数量的需要，经常造成转向架检修完成后等待轮对，影响检修效率。
2.2 轮对镟修能力不足，影响正常生产
车辆段目前收入的段修轮对平均镟修率为64%，按照36辆/日计算，36辆×4条×64%=92条，即每日须镟修轮对92条轮对。现有3台车轮车床，每台车床每日的平均镟修能力为15条/班，3台车床则每班镟修能力为15条×3台=45条，不能满足生产需要，每天必须加班。同时待镟轮对和良好轮对需人工转运及上下料作业，人工作业耗时较长，效率低下。
2.3 新轮对无进入轮对选配区
现有存放区轮对无法直接进入轮对选配区，必须用叉车运输，并且通道不畅通，给生产造成很大的不便。
2.4 轮对检修粗放管理
轮对检修粗放管理无具体数据统计，也不便工作中对轮对检修状态的判断，造成重复作业增加工人劳动强度。
3 轮对库的改造方案
3.1 增加良好轮对存放空间
将既有主库向北延13.57m，用于良好轮对及返厂轮对的存放。新建轮对存放库长81.74m，宽12m，面积为1109.21m2。在库内东侧设长50m、宽12m的轮对平面智能存放库，用于存放良好轮对；在西侧铺设3条长13m的存轮线（双线）用于返厂轮对的存放，配备5t电动单梁起重机。如图3所示。
3.2 优化轮对收入、支出、返厂流程
3.2.1 轮对收入支出
将既有的两条轮对收入线北延，与新建轮对平面智能存放库衔接，一条用于轮对的入库，一条用于轮对的出库。
3.2.2 新造轮对收入
将1道延长至新增轮对库，满足车辆停放需要。在新建轮对存放库内设5t天车1部，满足轮对吊运需要。在新建轮对平面智能存放库和1道延长线间设10m长的轮对收入线，用于新返段轮对的收入，并与轮对平面智能库衔接。
3.2.3 轮对返厂
将既有主库北侧的轮对存放线西延，并与返厂轮对存放区衔接，使用天车将返厂轮对装车。
3.3 增加镟修车床
将既有的存轮棚改造为轮对镟修间，增加2台车轮车床，满足轮对镟修需要。
3.4 采用智能机械手上下料和运输
轮对智能机械手的升降速度20m/min，小车走行速度40m/min，大车走行速度75m/min。机械手工作效率比人工行车吊运效率高10min/3min=3.3倍以上，轮对输送不再需要人工协助，大幅降低工人劳动强度。结合车辆段轮对检修库现状，在镟修间增设机械手，用于待镟修轮对和良好轮对的收入及支出，减少镟修车床上料时间；在主库配备机械手，实现智能化选配。
3.5 完善轮对信息化管理系统（HMIS系统）
在轮对检修间、轮对平面智能存放库、轮对镟修间各设1台工业级服务器。轮对检修间服务器为主服务器，主服务器与另两台服务器有线连接，主服务器产生的轮对数据与另两台服务器数据共享，形成完整的数据链。
轮对检修间采集的数据与轮对平面智能存放库轮对机械手服务器数据共享，在轮对人工选配区设轮对平面存放机械手操作台，人工录入待选配轮对信息实现自动选配。
轮对检修间采集的数据与轮对镟修间轮对机械手服务器数据共享，在每台轮对车床操作台设轮对数据终端，终端与机械手操作面板共用，便于人工录入轮对信息和机械手操作。同时增加轮对数据录入终端，轮对检修间服务器与轮对每个工序设定的数据录入终端有线连接形成完整系统。
4 改造后轮对库的能力利用情况
4.1 满足良好轮对存放能力要求
新建轮对平面智能存放库可存放良好轮对225条，并能实现智能化选配。待镟修场地存放轮对150条。返厂轮对存放库可存放返厂轮对90条。良好轮对存放能力为225条+150条=375条，超过356条的理论计算要求，满足检修需求。
4.2 提高轮对镟修能力36%，满足轮对镟修能力
现有镟修间行车为手工操作，行车的大车走行速度30m/min，小车走行速度20m/min，升降速度3.5m/min，给一台车床上下料的时间约10min。
改造后轮对镟修间采用机械手，机械手的升降速度20m/min，小车走行速度40m/min，大车走行速度75m/min。机械手给每台车床上下料时间缩短至3min。
按照每天工作时间6.5h，每台车床15条镟修能力，每条轮對上下料时间10min计算，则每条轮对镟修时间为（6.5h×60min-150min）/15条=16min，每条镟修轮对平均占用时间为6.5h×60min/15条=26min。
采用轮对机械手后，车床加工镟修时间不变，上下料时间为3min，则每条轮对镟修占用时间为16min+3min=19min，则每台车床每天镟修能力为6.5h×60min/19min=20.5条轮对。采用轮对机械手后效率提高：（20.5条-15条）/15条=36%。5台车床每班镟修能力为5台×20.5条=102条，即不需加班就能完成生产任务，满足日检修36辆车的轮对旋修需求。
5 结语
采用智能机械手上下料和运输可以大大提高效率，机械手工作效率比人工行车吊运效率高3.3倍以上，轮对输送不再需要人工协助，大幅降低工人劳动强度，实现快速智能化管理并可提高轮对镟修效率36%。
运用先进的手段实现对轮对检修各工序的过程管理，在不增加现场作业人员工作量的前提下，充分实现信息共享，减少数据录入，提高轮对检修质量，使现场管理科学化。
机械手结合HMIS系统可以自动识别轮对条码，从而可以达到智能存放、选配轮对的目的，使轮对存放更加规律，选配更准确便捷，运输更加方便高效。
参考文献
[1]张永明，殷环.客货车轮对检修工艺布局设计[Z].江西： 南昌铁路勘察设计院，2008.
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[3]《中华人民共和国铁路技术管理规程》[S].北京：中国铁道出版社，2010.
[4]《TB 10031—2009铁路货车车辆设备设计规范》[S].北京：中国铁道出版社，2009.
