CN107300901A - 一种机车转向架构架挂件组装系统装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机车转向架构架挂件组装系统装置，包括信息化系统、物料管理系统、智能装配系统、可视化显示单元和智能编码识别装置，智能化系统与物料管理系统通过无线网络相连接，物料管理系统与智能装配系统通过无线网络相连接，信息化系统与智能装配系统之间有线连接，信息化系统包括网络系统和数据采集分析系统，智能装配系统设置在构架流水线上，智能装配系统包括扭矩数字化控制系统和工具管理系统，智能装配系统上安装有可视化显示单元。这种机车转向架构架挂件组装系统装置，显示螺栓扭矩曲线和标准安装参数标准化目标值，即时提醒工作者的工作标准；并能推送生产作业计划和物料清单，即时了解生产动态，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明属于铁路机车配件组装技术领域，具体涉及一种机车转向架构架挂件组装系统装置。
背景技术
铁路牵引机车检修和装配作业是机车整车质量控制的重要一环，尤其是机车转向架，作为关系机车行车安全最重要的部件之一，它的技术状态好坏，将直接影响列车的运行安全及车辆运行的平稳，对它的检修及装配要求特别严格。为保证机车转向架装配的数字化、标准化、信息化和可靠性，公司在转向架构架挂件组装工序，建设完成了机车构架组装流水线，实现了工位制、节拍化构架挂件组装生产。
但是随着检修车型的不断增加，目前的构架流水线需要适应HXD1系列交流机车、韶山系列和东风系列既有机车的多车型、小批量的生产检修组装，对检修工作提出了更高的要求。为保证机车构架组装质量提升需求，结合和谐机车C6修平台建设，有必要构建机车转向架构架装配零部件及所有安装螺栓数据信息，实现构架挂件的标准化作业，在原构架挂件组装流水线的主体结构基础上，新增构架挂件组装信息化系统，并建立一套机车转向架构架挂件组装的标准化作业流程。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种机车转向架构架挂件组装系统装置，其设计结构简单、科学合理，使用方便；能够解决目前机车转向架构件挂件组装的多车型、小批量生产装配问题，有效防止装配错误，做到组装过程全程追溯，保证机车转向架构件挂件的装配质量要求。
本发明所采用的技术方案是：一种机车转向架构架挂件组装系统装置，包括信息化系统、物料管理系统、智能装配系统、可视化显示单元和智能编码识别装置，智能化系统与物料管理系统通过无线网络相连接，物料管理系统与智能装配系统通过无线网络相连接，信息化系统与智能装配系统之间有线连接，信息化系统包括网络系统和数据采集分析系统，智能装配系统设置在构架流水线上，智能装配系统包括扭矩数字化控制系统和工具管理系统，智能装配系统上安装有可视化显示单元。
所述构架流水线上设置有四个装配工位，每个装配工位上设置有智能编码识别装置，智能编码识别装置与信息化系统通过无线网络连接，智能编码识别装置能够对物料进行检测，并生成相应的物料装配清单，生成的物料清单与信息化系统下发的装配数据清单相比较，完成物料确认，物料匹配成功方能进行下一步的操作。
所述网络系统为数据库，用以存储操作人员工作过程中的相关操作数据，便于进行存储和分析，达到信息的可追溯性。
信息化系统：是通过配备智能检测设备、数字化组装设备等，结合工业互联网和物联网，构建设备之间的互相联通，实现组装过程的智能组装、智能选配、智能判断等，减少人工干预，提升作业效率，信息化系统包括网络系统和数据采集分析系统两部分；数据采集分析系统由现场作业人员根据零部件、产品与作业人员的编码进行数据关联，建立产品对应的组装电子记录，将数据反馈到信息化系统中进行体现，支持电子履历数据的记录、查询、汇总和分析功能，实现组装过程的实时性和可追溯性。
物料管理系统：是对信息化系统下发的生产任务进行管理，并通过自动导引运输车（AGV设备）将物料配件自动运送至工位的线边侧。
智能装配系统：包括扭矩数字化控制系统和工具管理系统，扭矩数字化控制系统是将装配过程中的数据信息上传至信息化系统，由信息化系统对数据进行分析和保存；工具管理系统包含各种扳手使用、扫描触发、扳手存放自动充电、套筒管理等，这些装置在不使用时可以收置到抽屉或者封闭卷帘内部，实现封闭防护上锁防止出现人为损坏或丢失等问题。
可视化显示单元：用以对操作进行指导，包括标准工艺流程，用于指导操作者根据顺序图进行组装；工具信息，用于提示操作者使用的装配工具以及工具定期校验的预警；以及相关物料编码、生产动态和计划等信息。
所述的智能编码识别装置所涉及的编码体系设计是参照铁总及中车相关编码原则，根据机车型号代码、车号代码、系统代码、部件代码、零件代码、零件序号等次序进行编码，使得被编码的和谐机车重要零部件获得唯一代码，在机车或部件组装时通过智能编码识别设备进行识别。
所述的构架流水线上设置有四个装配工位，分别为第一工位、第二工位、第三工位和第四工位，第一工位工作内容有制动器安装和扫石器支架安装；第二工位工作内容为砂箱安装、一二系减震器安装、横向油压减震器安装、均衡梁安装和电机悬挂装置预装；第三工位工作内容包括空气管路预装和管卡紧固；第四工位工作内容为护轮板安装、脚蹬安装、止档安装、连杆安装和油脂罐安装。
这种机车转向架构架挂件组装系统的作业流程为：
步骤一，开机：操作者刷卡登陆该系统；步骤二，通过信息化系统下载或人工输入（按照指定格式的EXCEL表格或XML文件）当天生产的所有车型信息及数量载入到系统软件，信息化系统自动检测工具的校核周期；步骤三，物料准备，按照车型扫描接收物料信息并形成物料明细表，智能编码识别装置对安装前物料识别，形成不同车型构架安装部件的电子物料清单，以保证整个组装过程以构架为主线的定位、定量数据库，确保安装零部件的可追溯性；步骤四，根据工作任务自动进入对应机型的程序组，或操作人员扫描员工卡，调用对应机型的程序组，解锁对应工具，操作者按照指示拿取工具和套筒，激活与锁定拧紧工具，根据信息化系统发送过来的产品信息，自动调用数据配方，完成对工具的操作顺序的设定，自动激活需要使用的拧紧工具，并将使用完的和不需要使用的工具锁定，不允许使用，另外，在工具摆放位置，设置了操作提示指示灯，将激活的工具设置成绿色，其他的设置成红色；步骤五，工具自动匹配对应拧紧程序，操作者按可视化显示单元的提示顺序拧紧螺栓，工具上及可视化显示单元上都会显示操作是否合格，操作工拧紧完本工位所有螺栓，操作工确认本工序完成，自动进入下一工序，工具同时发数据给信息化系统，将扭矩等数据存入网络系统；步骤六，确认所有工序完工，完成一个工件后，确定挂件安装（螺栓拧紧）完毕，提示工位操作完毕，工件可进入下一个工位操作区域；步骤七，智能装配站将本工位所有数据保存在数据库，形成电子履历，也可上传到信息化系统，依次完成所有工位组装形成整车构架组装电子表单。
所述步骤二中，如果工具超出校核周期会自动报警，此时需要校验扭矩，生成扭矩校验电子表单校验工具，校验扭矩，取下所对应的扭矩扳手后，在专用装备上校验扭矩值，按照设定形成校验记录。
所述步骤五中，挂件如果有同一扭矩多颗螺栓需要拧紧，系统有提示功能，可视化显示单元作为工艺看板，提供操作者进行顺序操作，漏拧或错拧有报警提示，只有全部挂件螺栓都拧紧完成后才能进入下一个拧紧程序。
本发明的有益效果为：本发明的标准化作业流程，运用以产品为中心、以流程为主线的有限工序单元工艺设计方法，根据工艺设计输入文件，确定各工序的性质，形成组装过程有限工序单元明细；依据有限工序单元，编制构架组装线各工位工艺文件明细表，形成文件化的标准系统；在线侧的智能装配站的工控一体机上推送标准化作业指导书，指导操作员工即时查阅作业标准；显示螺栓扭矩曲线和标准安装参数标准化目标值，即时提醒工作者的工作标准；并能推送生产作业计划和物料清单，即时了解生产动态，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的系统连接图；
图2为本发明的构架组装工作流程图；
图3为本发明的构架组装工艺流程的工序化分割图；
图4为本发明的构架组装作业流程的工位操作流程图；
图5为本发明的智能装配站人机交互操作流程图。
图中标记：1、信息化系统；101、网络系统；102、数据采集分析系统；2、物料管理系统；3、智能装配系统；301、扭矩数字化控制系统；302、工具管理系统；4、可视化显示单元；5、智能编码识别装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图所示，一种机车转向架构架挂件组装系统装置，包括信息化系统1、物料管理系统2、智能装配系统3、可视化显示单元4和智能编码识别装置5，智能化系统与物料管理系统2通过无线网络连接，物料管理系统2与智能装配系统3通过无线网络连接，信息化系统1与智能装配系统3之间有线连接，信息化系统1包括网络系统101和数据采集分析系统102，智能装配系统3设置在构架流水线上，智能装配系统3包括扭矩数字化控制系统301和工具管理系统302，智能装配系统3上安装有可视化显示单元4。
所述构架流水线上设置有四个装配工位，每个装配工位上设置有智能编码识别装置5，智能编码识别装置5与信息化系统1通过无线网络连接，智能编码识别装置5能够对物料进行检测，并生成相应的物料装配清单，生成的物料清单与信息化系统1下发的装配数据清单相比较，完成物料确认，物料匹配成功方能进行下一步的操作。
网络系统101为数据库，用以存储操作人员工作过程中的相关操作数据，便于进行存储和分析，达到信息的可追溯性。
这种机车转向架构架挂件组装系统的作业流程为：
步骤一，开机：操作者刷卡登陆该系统；步骤二，通过信息化系统1下载或人工输入（按照指定格式的EXCEL表格或XML文件）当天生产的所有车型信息及数量载入到系统软件，信息化系统1自动检测工具的校核周期；步骤三，物料准备，按照车型扫描接收物料信息并形成物料明细表，智能编码识别装置5对安装前物料识别，形成不同车型构架安装部件的电子物料清单，以保证整个组装过程以构架为主线的定位、定量数据库，确保安装零部件的可追溯性；步骤四，根据工作任务自动进入对应机型的程序组，或操作人员扫描员工卡，调用对应机型的程序组，解锁对应工具，操作者按照指示拿取工具和套筒，激活与锁定拧紧工具，根据信息化系统1发送过来的产品信息，自动调用数据配方，完成对工具的操作顺序的设定，自动激活需要使用的拧紧工具，并将使用完的和不需要使用的工具锁定，不允许使用，另外，在工具摆放位置，设置了操作提示指示灯，将激活的工具设置成绿色，其他的设置成红色；步骤五，工具自动匹配对应拧紧程序，操作者按可视化显示单元4的提示顺序拧紧螺栓，工具上及可视化显示单元4上都会显示操作是否合格，操作工拧紧完本工位所有螺栓，操作工确认本工序完成，自动进入下一工序，工具同时发数据给信息化系统1，将扭矩等数据存入网络系统101；步骤六，确认所有工序完工，完成一个工件后，确定挂件安装（螺栓拧紧）完毕，提示工位操作完毕，工件可进入下一个工位操作区域；步骤七，智能装配站将本工位所有数据保存在数据库，形成电子履历，也可上传到信息化系统1，依次完成所有工位组装形成整车构架组装电子表单。
Claims (5)
1.一种机车转向架构架挂件组装系统装置，其特征在于：包括信息化系统、物料管理系统、智能装配系统、可视化显示单元和智能编码识别装置，智能化系统与物料管理系统通过无线网络相连接，物料管理系统与智能装配系统通过无线网络连接，信息化系统与智能装配系统之间有线连接，信息化系统包括网络系统和数据采集分析系统，智能装配系统设置在构架流水线上，智能装配系统包括扭矩数字化控制系统和工具管理系统，智能装配系统上安装有可视化显示单元。
2.根据权利要求1所述的一种机车转向架构架挂件组装系统装置，其特征在于：构架流水线上设置有四个装配工位，每个装配工位上设置有智能编码识别装置，智能编码识别装置与信息化系统通过无线网络连接。
3.根据权利要求1所述的一种机车转向架构架挂件组装系统装置的作业流程，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，开机：操作者刷卡登陆该系统；
步骤二，通过信息化系统下载或人工输入当天生产的所有车型信息及数量载入到系统软件，信息化系统自动检测工具的校核周期；
步骤三，物料准备，按照车型扫描接收物料信息并形成物料明细表，智能编码识别装置对安装前物料识别，形成不同车型构架安装部件的电子物料清单，以保证整个组装过程以构架为主线的定位、定量数据库，确保安装零部件的可追溯性；
步骤四，根据工作任务自动进入对应机型的程序组，或操作人员扫描员工卡，调用对应机型的程序组，解锁对应工具，操作者按照指示拿取工具和套筒，激活与锁定拧紧工具，根据信息化系统发送过来的产品信息，自动调用数据配方，完成对工具的操作顺序的设定，自动激活需要使用的拧紧工具，并将使用完的和不需要使用的工具锁定，不允许使用，另外，在工具摆放位置，设置了操作提示指示灯，将激活的工具设置成绿色，其他的设置成红色；
步骤五，工具自动匹配对应拧紧程序，操作者按可视化显示单元的提示顺序拧紧螺栓，工具上及可视化显示单元上都会显示操作是否合格，操作工拧紧完本工位所有螺栓，操作工确认本工序完成，自动进入下一工序，工具同时发数据给信息化系统，将扭矩等数据存入网络系统；
步骤六，确认所有工序完工，完成一个工件后，确定挂件安装完毕，提示工位操作完毕，工件可进入下一个工位操作区域；
步骤七，智能装配站将本工位所有数据保存在数据库，形成电子履历，也可上传到信息化系统，依次完成所有工位组装形成整车构架组装电子表单。
4.根据权利要求3所述的一种机车转向架构架挂件组装系统装置的作业流程，其特征在于：步骤二中，如果工具超出校核周期会自动报警，此时需要校验扭矩，生成扭矩校验电子表单校验工具，校验扭矩，取下所对应的扭矩扳手后，在专用装备上校验扭矩值，按照设定形成校验记录。
5.根据权利要求3所述的一种机车转向架构架挂件组装系统装置的作业流程，其特征在于：步骤五中，挂件如果有同一扭矩多颗螺栓需要拧紧，系统有提示功能，可视化显示单元作为工艺看板，提供操作者进行顺序操作，漏拧或错拧有报警提示，只有全部挂件螺栓都拧紧完成后才能进入下一个拧紧程序。
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