新型的客车转向架检修流水线

蒋 杰

(中铁第一勘察设计院集团有限公司， 陕西西安 710043)



新型的客车转向架检修流水线

蒋 杰

(中铁第一勘察设计院集团有限公司， 陕西西安 710043)

根据客车转向架检修要求，设计了新型的客车转向架检修流水线。流水线采用构架智能输送车对客车转向架进行传输，利用无线工业以太网进行通讯控制，实现了智能调度，提高了流水线的自动化程度。

客车; 转向架; 检修流水线; 无线工业以太网

近年来，中国铁路进入了一个高速发展的阶段，同时与之相配套的铁路检修装备水平也得到了极大的发展。转向架是铁路车辆运行的关键部件，与列车的行驶安全息息相关，转向架检修也是各个车辆段和检修车间的最主要的检修内容之一。最近几年，货车转向架检修装备水平发展迅速，从一字线地面转向架检修流水线到各种形式的悬挂式检修流水线[1-2]，从最早的手动、简单自动控制，到现在的智能调度控制，货车转向架检修的自动化水平提升很快[3]。与货车转向架检修流水线的快速发展相比，客车转向架检修装备水平的发展相对滞后，这与客车转向架检修量相对较小和客车转向架检修时间较长的检修特点有关。虽然现在有些单位也开始研究提高客车转向架检修工艺、工装水平的问题[4]，但总体而言，现在大多车辆检修部门仍旧采用定点检修作业方式进行检修，检修生产效率和检修自动化水平较低。

根据西宁车辆段客车转向架检修车间实际布局，研制了全新的客车转向架检修流水线，实现客车转向架检修输送的自动化调度，提高客车转向架的检修水平。

1 流水线工艺设计及结构组成

1.1 流水线设计原则

西宁车辆段主要检修的客车转向架有209T，209PK，209HS，206G，SW-220K，AM96等各种类型，因此要求检修流水线的通用性好，可适用于各型客车转向架的检修。同时需合理设计流水线工艺装备及结构形式，确保转向架在检修流水线上能有效智能地进行检修和输送，从而切实提高转向架的检修效率和检修的自动化水平。

1.2 流水线结构形式

客车转向架检修一般需经过分解-抛丸除锈-翻转检查—喷漆—组装等几个检修工艺过程，根据车间布局和工艺要求，流水线采用地面轨道式结构，流水线结构形式布局如图一所示。

图1 客车转向架检修流水线布局示意图

客车转向架检修流水线由地面轨道、构架智能输送小车、地面旋转转盘、构架分解组装台、构架翻转机、吊具、喷漆烘干间、抛丸间、控制系统等组成。

流水线主要由2条水平的输送主线和16条垂直方向的检修支线构成。每条主线均向外延展出8条检修支线，在检修支线上设计构架举升机，用于进行构架的分解和组装作业。主线和检修支线交叉处采用地面旋转转盘进行换向，两条主线间采用3条快捷线进行联接，便于构架在各个检修工位间进行传输。每条输送主线上安装1台构架翻转机，输送主线端部分别连接喷漆烘干间和构架抛丸间，系统共设置了10台构架智能输送小车在流水线之间进行构架传输。

1.3 结构组成及工作原理

(1)构架智能输送小车

构架智能输送小车用来承载构架，并对构架在各工位间进行自动输送。由主机框架、承载平台、可调构架支承装置、走行装置、旋转装置、蓄电池组、控制系统等组成。输送小车结构如图2所示。

图2 构架智能输送小车

构架智能输送小车具有走行和旋转两组动作执行机构，利用大容量蓄电池组为驱动电机进行供电。小车走行装置采用位置传感器进行定位，并且走行和旋转电机采用直流调速器进行调速驱动，运行平稳，定位准确。同时在走行装置上安装了旋转编码器进行位置记录，便于进行智能调度操作。

构架智能输送小车采用可调构架支承装置进行构架承载，可调构架支承装置可以进行不同档的位置调整，以承载各型客车构架。

(2)构架分解组装台

构架分解组装台用于在转向架检修流水线检修工位上对构架进行举升，方便进行构架的分解组装作业。主要由主机框架、升降装置、可调构架支承装置、升降导向装置等组成。分解组装台如图3所示。

构架分解组装台也采用可调构架支承装置对构架进行支承承载。不工作时，可调构架支承装置降到地面下，活动盖板自动翻盖，不影响整个车间美观；工作时，可调构架支承装置伸出，对构架进行支承承载，便于进行检修作业。

(3) 地面旋转转盘

地面旋转转盘安装在客车转向架检修流水线上，用于构架检修输送小车在输送主线轨道与检修支线轨道之间进行转换。结构如图4所示。

图3 构架分解组装台

图4 地面旋转转盘结构示意图

地面旋转转盘采用内齿式回转支承作为旋转、支撑结构，结构紧凑、刚性较好。旋转装置采用变频调速系统进行驱动，运行平稳，定位准确。

2 控制系统组成及工作原理

控制系统由主控制系统模块和各个子控制系统模块组成，其中子控制系统模块包括工位操作控制系统、构架智能输送小车控制系统、地面旋转转盘控制系统、构架分解组装台控制系统等。主控制系统和各个子控制系统之间进行实时通讯，可以进行构架检修过程中构架的智能输送调度以及各个检修装置之间的协同动作和安全互锁保护。

2.1 控制系统结构组成

客车转向架检修流水线控制系统结构如图5所示。

(1) 主控制系统模块又可分为上位监控模块和现场控制模块两个部分。上位监控模块主要可以进行现场运行实时监控，转向架检修信息管理等功能，包括上位工作站、监控屏幕、数据打印等；现场控制模块主要可以进行现场数据采集汇总、数据逻辑计算、通讯管理等功能，包括主控制PLC、工业交换机等。

图5 控制系统结构示意图

(2) 工位操作控制系统主要提供工位操作人机操作界面，进行构架分解组装台、构架智能输送小车的操作、调度及转向架在工位检修信息的管理等功能。每个工位提供一个工业人机界面进行工位级操作。

(3) 构架智能输送小车控制系统主要对构架智能输送小车进行动作控制、智能控制等功能。每个构架智能输送小车都有一套完善、独立的控制系统，系统主要包括西门子控制器及相应的控制模块单元。

(4) 地面旋转定位转盘控制系统和分解组装台控制系统主要用于提供对转盘和分解组装台进行现场控制。主要包括PLC控制器及相应的控制模块单元。

2.2 控制系统网络结构

客车流水线控制系统各个模块通过完善的控制网络和现场总线紧密联系，进行实时数据交换，可为各个控制系统模块提供实时的管理和控制信息，提供最优化的控制策略。

控制系统的网络通讯主要为工业以太网和Profibus-DP现场工业总线。

通过两台工业交换机把主要的系统模块连接成环形网络结构。主控制系统、工位操作控制系统通过有线方式直接接入控制主网；构架智能输送小车由于是移动设备，采用有线方式布线不易实施，因此采用西门子的Scalance W无线工业以太网进行接入，在车间布置两个无线接入点W788-1 Pro及全向天线，在构架智能输送小车上布置无线客户端W744-1及天线，两个接入点与主网进行有线连接，从而使构架智能输送小车控制系统以无线方式接入控制主网[5-6]。地面旋转定位转盘和分解组装台控制系统则通过Profibus-DP工业总线接入主控制系统的PLC控制器。

系统采用工业以太网作为控制主网，不仅可以提供大数据量的高速通讯，有利于提高控制系统的通讯效率和操作实时性，同时也为系统提供了良好的扩展接口，方便系统的扩展，例如将来与配件物流系统等进行无缝对接。

3 结束语

新型客车转向架检修流水线投入运行以来，运行稳定可靠，成为路内客车转向架检修的示范线。主要有以下优点:

(1) 工艺布局合理，作业方式高度柔性化。

(2) 流水线自动化程度高，有效提高转向架检修效率。

[1] 梁春义，董本光.新型悬挂式转向架检修流水线[J].铁道车辆，2013，51(9)：38-40.

[2] 崔宏宇.货车转向架检修流水线布置形式探讨[J].科技创新与应用， 2014,(31):36-38.

[3] 王洪昆，王永刚.新型双层悬挂式转向架检修流水线[J].铁道机车车辆， 2014,34(1):116-119.

[4] 艾晓朦,蔡泽赞. 普通客车转向架检修线方案设计[J].农家科技,2012,(12):108.

[5] 西门子.SCALANCE W工业无线移动通讯[Z].2012.

[6] 西门子.西门子工业无线SCALANCE W通讯组态[Z].2006.A New Type Passenger Car Bogie Maintenance Line

JIANGJie

(China Railway First Survey & Design Institute Group Co.,Ltd., Xi'an 710043 Shaanxi, China)

According to the requirements of the passenger car bogie maintenance, we designed a new type of bogie maintenance line. The bogie is transmitted by the intelligent transportation vehicle. We use wireless industrial Ethernet for communication control, implements the intelligent scheduling，and enhance the automation of the maintenance line.

passenger car; bogie; maintenance line; wireless industrial ethernet

�)男，高级工程师(

2016-05-05)

1008-7842 (2016) 05-0104-03

U279.3+3

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2016.05.24