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摘要：通过对目前铁路货车制动系统120阀模块化组装工艺的分析，针对存在的问题提出优化后的120阀模块化整体组装装置和工艺。经过长时间的运用，该装置和组装工艺能确保120阀模块组装质量，提升组装效率，降低劳动强度。
关键词：铁路货车 模块化组装 工艺
1.问题的提出
目前铁路货车制动系统120阀模块组装方法主要有二种。一是，采用人工操作的方式，将120阀模块各部件分别由升降小车举升至车体下部安装面，再安装零部件之间的管系。该方法的主要缺点：由于零部件间累积误差，组装成一体后，容易造成部件间强力组装，同时操作人员长时间在车体底架下作业不方便，劳动强度大，生产效率低，并且有安全隐患。二是，采用可移动的组装平台，将120阀模块内各零部件在平台上组装完成，再移动平台至车体下部安装面，进行整体组装。该方法的主要缺点是：各阀、风缸在平台上组装时不能定位，处于自由状态，造成安装面的相对位置与移动平台的定位面不一致，甚至出现安装孔串位，造成强力组装，影响制动系统组装质量。
为解决以上问题，在现有工艺的基础上提出了一种优化后的组装工艺：即将零部件按照在车体实际组装情况以孔定位反装在定位组装平台上，利用翻转机将已组装完成的模块翻转至机械手上，采用机械手将模块运送至车体底架下方进行组装。该方法采用模拟模块与车体连接方式，定位准确可靠，提高组装效率和组装质量，适用于铁路货车中敞车、平车、棚车等车型，不同车型生产时，仅需对翻转机和机械手上模块组装定位机构进行更换即可。
2.底架附属件组装工艺优化
120阀模块）是制动系统的核心部件。该模块由车体上的底架附属件定位固定连接，经分析出影响120阀模块组装质量的主要因素有：底架附属件的组装尺寸、各管系的弯制尺寸等。由于影响因素较多，并且基本都为三维空间尺寸，若在组装过程中出现尺寸干涉，不易判断出是哪个尺寸出现了问题。
在底架组对胎型上设置120阀模块内的各吊座的定位档，定位档采用可调节式定位档定位，并以底附件螺栓孔为定位基准将120阀吊座组成、副风缸吊座组成、双室风缸吊座组成组对完成。限压阀安装座及各类管吊在底架翻转机上用模块化整体式样杆以120阀吊座组成为基准进行组装，确保模块内零部件之间的相对尺寸。经长时间运用证明该工艺成熟、可靠，基本杜绝了后期组装过程中进行烤火调修。
3.模块化组装工艺优化
3.1模块化组装装置
120阀模块组装装置由翻转机和机械手组合而成，并已获得国家专利（专利号：ZL 2012 2 0073721.1）。该装置包含：翻转机构、立柱、升降机构、机械手、模块正组装平台、模块反组装平台、锁紧机构等。该装置翻转机构采用气缸举升，速度快，效率高，并且能将模块组装平台翻转180°；翻转机构带自锁功能，在0°和180°均能实现自锁；在翻转平台上有带自锁功能的快速卡紧装置，在翻转过程工件不掉落，确保操作人员安全；组装平台可随意更换，满足多种产品需求；机械手具有伸缩、旋转、升降、微调角度等功能。
3.2组装工艺流程
通过对组装方法的分析，确定了采用120阀模块整体装置优化后的组装工艺流程：
3.2.1.采用架车机将车体举升至工作高度，再将120阀模块部件用起重装置吊至反组装平台上，利用反组装平台上带自锁功能的快速定位夹紧机构将各部件定位夹紧在平台上。
3.2.2.各部件间采用螺栓连接紧固后，松开升降装置锁紧机构。开动升降机构举升风缸，将升降平台及上的翻转装置连同120阀模块部件反组装平台举升至一定高度，锁紧升降平台，将120阀模块部件反组装平台翻转180°。
3.2.3.人工转动组装机械手，逆时针将组装机械手悬臂转动90°，使悬臂上120阀模块部件正组装平台位于反组装平台正下方。
3.2.4.固定机械手，松开升降平台锁紧装置，开动举升风缸，将反组装平台下降至一定高度，锁紧升降平台，松开120阀部件夹紧机构，将120阀部件落入机械手正组装平台上，平稳定位后，松开升降平台锁紧装置，启动举升机构，将反组装平台升至一定高度，锁紧升降平台。
3.2.5.启动机械手将机械手再逆时针转动90°，使机械臂与组装车体成直角，伸长机械臂，将120阀模块送至车体下方，进行组装。组装完成后，将机械臂缩回，逆时针转动180°，固定。
3.2.6.开动翻转机构，将反组装平台回转180°，松开锁紧机构，下降升降平台于原位，锁紧。组装完成，开始下一轮循环。
4.效果
优化后的120阀模块整体组装工艺经过5年长时间运用，能提高组装效率和精度，减轻劳动强度，确保产品组装质量。该工艺主要有以下优点：
4.1.能提高120阀模块组装质量。采用先将各部件在翻转机反组装平台上定位夹紧，整体起升并翻转180°后放至在组装机械手正组装平台上，再将已紧固后的模块由机械手整体托起至安装位置进行螺栓连接，该组装方式可以通过模块组对胎间接检测模块内制动管系的弯制成形质量，同时因模块内各部件已紧固，可间接检测底架附属件的组对尺寸。从而避免了由于管系或者底架附属件尺寸超差而引起的强力组装所导致制动管系的漏泄。
4.2.组装效率高。该装置由翻转机和机械手组成，采用电动与气动控制，行程长动作迅速，轻巧方便，机械手整体可旋转、升降、伸缩，与轨道式组装小车相比，工人可直接将机械手旋转至车体下，仅需微调托盘位置就可以满足装车位置需要，效率高，操作更方便。
4.3.满足互换性[1]要求。采用120阀模块预组装后，实现了组装基准与设计基准一致，零件尺寸与设计尺寸一致，满足产品120阀模块内部零部件互换技术要求。
4.4.可满足多种车型的生产。将翻转机和机械手上的正反组装胎进行更换后，可满足敞车、棚车、平车等车型制动系统的组装。
4.5.有效的节约现场空间。
参考文献：
[1]于维等. 铁路货车制动系统“三化一互换”的创新工艺.《铁路货车制造工艺学术研讨会论文集》.2007年
作者简介：郭唯（1981.11-）男，四川眉山，本科，工程师，铁路货车车体工艺，南车眉山车辆有限公司，四川省眉山市
关键词：铁路货车 模块化组装 工艺
1.问题的提出
目前铁路货车制动系统120阀模块组装方法主要有二种。一是，采用人工操作的方式，将120阀模块各部件分别由升降小车举升至车体下部安装面，再安装零部件之间的管系。该方法的主要缺点：由于零部件间累积误差，组装成一体后，容易造成部件间强力组装，同时操作人员长时间在车体底架下作业不方便，劳动强度大，生产效率低，并且有安全隐患。二是，采用可移动的组装平台，将120阀模块内各零部件在平台上组装完成，再移动平台至车体下部安装面，进行整体组装。该方法的主要缺点是：各阀、风缸在平台上组装时不能定位，处于自由状态，造成安装面的相对位置与移动平台的定位面不一致，甚至出现安装孔串位，造成强力组装，影响制动系统组装质量。
为解决以上问题，在现有工艺的基础上提出了一种优化后的组装工艺：即将零部件按照在车体实际组装情况以孔定位反装在定位组装平台上，利用翻转机将已组装完成的模块翻转至机械手上，采用机械手将模块运送至车体底架下方进行组装。该方法采用模拟模块与车体连接方式，定位准确可靠，提高组装效率和组装质量，适用于铁路货车中敞车、平车、棚车等车型，不同车型生产时，仅需对翻转机和机械手上模块组装定位机构进行更换即可。
2.底架附属件组装工艺优化
120阀模块）是制动系统的核心部件。该模块由车体上的底架附属件定位固定连接，经分析出影响120阀模块组装质量的主要因素有：底架附属件的组装尺寸、各管系的弯制尺寸等。由于影响因素较多，并且基本都为三维空间尺寸，若在组装过程中出现尺寸干涉，不易判断出是哪个尺寸出现了问题。
在底架组对胎型上设置120阀模块内的各吊座的定位档，定位档采用可调节式定位档定位，并以底附件螺栓孔为定位基准将120阀吊座组成、副风缸吊座组成、双室风缸吊座组成组对完成。限压阀安装座及各类管吊在底架翻转机上用模块化整体式样杆以120阀吊座组成为基准进行组装，确保模块内零部件之间的相对尺寸。经长时间运用证明该工艺成熟、可靠，基本杜绝了后期组装过程中进行烤火调修。
3.模块化组装工艺优化
3.1模块化组装装置
120阀模块组装装置由翻转机和机械手组合而成，并已获得国家专利（专利号：ZL 2012 2 0073721.1）。该装置包含：翻转机构、立柱、升降机构、机械手、模块正组装平台、模块反组装平台、锁紧机构等。该装置翻转机构采用气缸举升，速度快，效率高，并且能将模块组装平台翻转180°；翻转机构带自锁功能，在0°和180°均能实现自锁；在翻转平台上有带自锁功能的快速卡紧装置，在翻转过程工件不掉落，确保操作人员安全；组装平台可随意更换，满足多种产品需求；机械手具有伸缩、旋转、升降、微调角度等功能。
3.2组装工艺流程
通过对组装方法的分析，确定了采用120阀模块整体装置优化后的组装工艺流程：
3.2.1.采用架车机将车体举升至工作高度，再将120阀模块部件用起重装置吊至反组装平台上，利用反组装平台上带自锁功能的快速定位夹紧机构将各部件定位夹紧在平台上。
3.2.2.各部件间采用螺栓连接紧固后，松开升降装置锁紧机构。开动升降机构举升风缸，将升降平台及上的翻转装置连同120阀模块部件反组装平台举升至一定高度，锁紧升降平台，将120阀模块部件反组装平台翻转180°。
3.2.3.人工转动组装机械手，逆时针将组装机械手悬臂转动90°，使悬臂上120阀模块部件正组装平台位于反组装平台正下方。
3.2.4.固定机械手，松开升降平台锁紧装置，开动举升风缸，将反组装平台下降至一定高度，锁紧升降平台，松开120阀部件夹紧机构，将120阀部件落入机械手正组装平台上，平稳定位后，松开升降平台锁紧装置，启动举升机构，将反组装平台升至一定高度，锁紧升降平台。
3.2.5.启动机械手将机械手再逆时针转动90°，使机械臂与组装车体成直角，伸长机械臂，将120阀模块送至车体下方，进行组装。组装完成后，将机械臂缩回，逆时针转动180°，固定。
3.2.6.开动翻转机构，将反组装平台回转180°，松开锁紧机构，下降升降平台于原位，锁紧。组装完成，开始下一轮循环。
4.效果
优化后的120阀模块整体组装工艺经过5年长时间运用，能提高组装效率和精度，减轻劳动强度，确保产品组装质量。该工艺主要有以下优点：
4.1.能提高120阀模块组装质量。采用先将各部件在翻转机反组装平台上定位夹紧，整体起升并翻转180°后放至在组装机械手正组装平台上，再将已紧固后的模块由机械手整体托起至安装位置进行螺栓连接，该组装方式可以通过模块组对胎间接检测模块内制动管系的弯制成形质量，同时因模块内各部件已紧固，可间接检测底架附属件的组对尺寸。从而避免了由于管系或者底架附属件尺寸超差而引起的强力组装所导致制动管系的漏泄。
4.2.组装效率高。该装置由翻转机和机械手组成，采用电动与气动控制，行程长动作迅速，轻巧方便，机械手整体可旋转、升降、伸缩，与轨道式组装小车相比，工人可直接将机械手旋转至车体下，仅需微调托盘位置就可以满足装车位置需要，效率高，操作更方便。
4.3.满足互换性[1]要求。采用120阀模块预组装后，实现了组装基准与设计基准一致，零件尺寸与设计尺寸一致，满足产品120阀模块内部零部件互换技术要求。
4.4.可满足多种车型的生产。将翻转机和机械手上的正反组装胎进行更换后，可满足敞车、棚车、平车等车型制动系统的组装。
4.5.有效的节约现场空间。
参考文献：
[1]于维等. 铁路货车制动系统“三化一互换”的创新工艺.《铁路货车制造工艺学术研讨会论文集》.2007年
作者简介：郭唯（1981.11-）男，四川眉山，本科，工程师，铁路货车车体工艺，南车眉山车辆有限公司，四川省眉山市