智能化工具充电柜的研制

刘兆祥

（北京飞机维修工程有限公司，北京 100621）

0 引言

民用航空飞机维修企业中，维修工具通常都由专业的工具库房管理员进行统一管理。飞机维修工具中有一类特殊工具属于可充电式，库房管理员需要频繁的给工具充电（图1）以保证生产部门及时使用。安全、高效地完成工具充电工作，是库房管理工作的要点和难点，现在飞机维修企业普遍采取的充电方式是用多个插线板串接充电，充电现场插线板数量多、布线密，整体布局比较凌乱，且风险高、不利于管理。同时无法观察工具的充电状态，导致生产部门借用的充电工具经常没有足够的电量，实际使用时间短，需频繁到库房更换充电工具，影响生产效率。另外，当库房管理员都不在岗时，经常忘记关断所有正在充电的工具，随时可能会引发火灾，缺乏必要的安全性。为此，根据飞机维修企业工具库房的现状，研制一款智能化工具充电柜，安全、高效地完成工具充电和管理工作。

1 智能化工具充电柜设计思路

1.1 安全性要求

淤智能化集成管理模块功能设计；于自动开关机设计；盂柜体内部可视化设计；榆充电工具的散热处理方法；虞柜体绝缘材料的选择；愚保护工具充电器电源线不被磨损。

1.2 高效性要求

淤根据生产任务灵活设置充电时间段，避免工具电量不足或被过度充电；于充电时间段设置完毕，保证可以自动开启和关机；盂显示工具充电时间、充电状态；榆所有工具位置的定制设计；虞智能化充电柜的可移动功能设计。

图1 工具充电

2 智能化工具充电柜结构及功能

2.1 充电柜工具布置

如图2 所示（图中所示工具为样例），1 是在绝缘电胶木板固定支架（固定支架根据头灯外形定制）上放置的20 个头灯，头灯充电器电源线从下方的穿线孔穿上来，插入头灯充电孔即可充电，2 是20 个头灯充电器；3 是20 个手电，手电充电器电源线从下方的穿线孔穿上来，插入手电充电孔即可充电，4 是20 个手电充电器；5 是6 个对讲机，对讲机充电器电源线从下方的穿线孔穿上来，插入对讲机充电孔即可充电；6 是手提照明灯，手提照明灯充电器电源线从下方的穿线孔穿上来，插入手提照明灯充电孔即可充电；7 是高速充电钻，高速充电钻充电器电源线从下方的穿线孔穿上来，插入高速充电钻充电孔即可充电；8 是对讲机、手提照明灯和高速充电钻共20 个充电器；9 是排风扇。

2.2 充电柜电器布置

如图3 所示，1 是220 V电源、24 V 电源以及自行研发的控制面板单片机；2 是总控开关、漏电保护器及其继电器等；3，4 是临时充电位置。

2.3 面板液晶界面显示功能

如图4 所示，面板上的时间设置键，实现对充电的启停时间设置；面板显示每个充电器的充电状态，浅色表示正在充电，深色表示电量已经充满，充满电的工具自动断电。

3 智能化工具充电柜特点

3.1 安全方面

（1）智能化集成管理模块。集成模块具有过载保护、短路保护、漏电保护、时间设置、充电量监控、自动开关机等功能。

（2）开关机的设置。根据库房管理员是否在岗，设定开启和关机时间，只要库房无管理者，充电柜必须处于关机状态。此功能保证库房管理者不在岗时不会忘记关断所有充电工具。

（3）柜体内可视化。充电柜正面柜门采用透明有机玻璃材质，可以随时观察柜体内充电工具状态（图5），如有紧急情况，可在第一时间发现并采取措施。

（4）散热排风扇及格栅。充电柜每层都有散热排风扇和柜体格栅，保证充电工具的热量及时散出。

（5）柜体隔板。柜体隔板都使用绝缘材质。

（6）穿线孔保护。每个穿线孔都安装保护套，保证充电器的电源线不会被磨损。

3.2 高效方面

图2 充电柜工具布置

图3 充电柜电器布置

图4 面板液晶界面显示

图5 智能化工具充电柜

（1）根据生产任务设置充电时间段。如生产任务多，需要经常借用充电工具，充电时段可以设置较长；如近期生产任务少，充电设备基本不用，充电时段设置较短或不充电。

（2）自动开启和关机。充电时间段设置完毕后，每天会根据设置的时间段自动开启和关机。

（3）可视化液晶面板。充电柜具有可视化液晶控制面板，任意设置开关机的时间段，有利于库房管理；同时具备显示观察每个工具是否电量充足，如工具已经充满电，此工具自动断电，避免过充导致工具损害或爆炸现象的发生。

（4）位置定制。充电柜内的工具都有固定支架，每个固定支架都依据工具的外形定制，每个固定支架位置都有相应的工具名称和编号。

（5）可移动功能。充电柜安装脚轮，移动方便。

4 应用效果

智能化工具充电柜设计合理、操作简单、安全高效。可根据生产安排设置充电状态，保证生产部门及时有效的使用各种充电工具，解决更换充电工具影响生产效率的问题；同时可以根据库房管理者是否在岗进行充电状态的设置，保证用电安全。此智能化工具充电柜可以根据各飞机维修企业工具库房的充电工具型号和数量现状进行定制，设计原理相同，应用广泛。

5 结语

安全、高效的管理各种飞机维修所需的工具，可以确保飞机维修工作的顺利进行和飞行安全。近年来，随着我国民用航空业迅速发展，飞机种类和数量大量增加，相应的维修工具的数量也在不断增加。传统的人工工具管理方式已经跟不上当前航空业发展的节奏。目前，工具设备管理部门在履行职责过程中对维修工具的管理也提出更高的要求，飞机维修企业对维修工具的智能化管理也越加重视。因此对飞机维修工具的高效管理能力已成为衡量飞机维修企业能力的重要标尺之一。

智能化工具充电柜结构简单实用，制作费用不高。所有零部件和控制面板单片机都可自行加工、采购、研发设计并组装。实践证明，民用航空飞机维修企业有必要也应该有能力设计并制作一些满足生产需求的智能化设备，这是民航飞机维修企业保障维修质量、维修安全、缩短维修周期、减少不必要的维修成本，提高企业竞争力所必须具备的能力，也是高科技企业形成自主知识产权所应有的创新研发能力。