南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 孫篤玲 安春雷 趙成剛 雷 達(dá)

動(dòng)車組座椅輸送裝置工藝設(shè)計(jì)開發(fā)

南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 孫篤玲 安春雷 趙成剛 雷 達(dá)

本文通過對(duì)目前動(dòng)車組客室座椅的安裝現(xiàn)狀進(jìn)行分析，開發(fā)設(shè)計(jì)了自動(dòng)化動(dòng)車組座椅輸送裝置。通過樣件試制和試驗(yàn)，進(jìn)行了座椅安裝流程對(duì)比分析，為今后動(dòng)車組座椅的安裝提供參考。

動(dòng)車組；座椅輸送裝置；自動(dòng)化

1.引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)在各行各業(yè)得到快速發(fā)展。在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)制造成本、縮短生產(chǎn)周期等方面發(fā)揮了巨大的作用。

就動(dòng)車組而言，整列動(dòng)車組（8編組）設(shè)計(jì)以座車為主，座椅數(shù)量眾多，座椅的輸送仍大量采用物流叉車與人工搬運(yùn)的方式，自動(dòng)化輸送系統(tǒng)一直屬于空白。為適應(yīng)動(dòng)車組的快速生產(chǎn)和高質(zhì)量要求，提高座椅安裝效率，需開發(fā)設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的座椅運(yùn)輸搬運(yùn)及安裝裝置，對(duì)于提高裝備制造水平及生產(chǎn)效率，具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

2.座椅輸送安裝現(xiàn)狀

目前，動(dòng)車組座椅的輸送99%以上采用叉車與人抬為主，而這一工序所占工時(shí)和勞動(dòng)強(qiáng)度約占總裝工序的15%以上，在公司快速發(fā)展的背景下，已經(jīng)成為制約生產(chǎn)的瓶頸工序。

因此，研發(fā)一種節(jié)能環(huán)保、投資少、效率高、成本低、產(chǎn)品性能一流的自動(dòng)化座椅輸送裝置是當(dāng)前勢(shì)在必行的趨勢(shì)。

3.座椅輸送裝置模型的建立

該座椅輸送裝置是集座椅儲(chǔ)運(yùn)一體化及將座椅運(yùn)送到車內(nèi)安裝的裝置，主要包括一條座椅輸送裝置、一套座椅支撐工裝。

圖1 座椅輸送裝置整體布局圖

圖2 安裝流程對(duì)比圖

座椅支撐工裝用于將座椅固定、轉(zhuǎn)移、推動(dòng)到輸送裝置之上，輸送裝置自動(dòng)將座椅及工裝輸送到車廂之內(nèi)。完成后，座椅支撐工裝可以通過輸送裝置輸送到地面，座椅輸送裝置整體布局見圖1所示。

3.1 主體結(jié)構(gòu)

3.1.1 座椅輸送裝置

輸送裝置主體機(jī)構(gòu)以鋁合金型材為主，是由前導(dǎo)向板、主導(dǎo)向板、輸送鏈條、后導(dǎo)向板、機(jī)架組成。

(1)前導(dǎo)向板

前導(dǎo)向板非工作狀態(tài)可以放于主導(dǎo)向板上，節(jié)省空間；前導(dǎo)向板由不銹鋼制作而成，將工裝導(dǎo)入輸送裝置。

(2)輸送鏈條

輸送鏈條為帶擋塊的不銹鋼鏈條，噪音低，無(wú)需潤(rùn)滑，干凈清潔。

(3)后導(dǎo)向板

與前導(dǎo)向板類似，非工作狀態(tài)可以放于主導(dǎo)向板上，節(jié)省空間；由不銹鋼制作而成，將工裝導(dǎo)出輸送裝置。

(4)機(jī)架

機(jī)架由型材焊接而成，外面有不銹鋼護(hù)板。

3.1.2 座椅支撐工裝

座椅工裝主體機(jī)構(gòu)是由座椅定位及卡緊裝置、萬(wàn)向輪收縮/伸出裝置、外側(cè)框架組成。用于將動(dòng)車座椅固定、移動(dòng)、打包、輸送、運(yùn)輸。

(1)座椅定位及卡緊裝置

定位由四個(gè)銷釘組成，45#鋼經(jīng)熱處理，耐磨，耐撞擊?？ňo裝置包括卡爪、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、拉桿、鎖緊卡板及腳踏板組成；卡爪、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、拉桿、鎖緊卡板由45#鋼經(jīng)熱處理制作而成，耐磨，耐撞擊，使用壽命長(zhǎng)；腳踏板做防滑處理，便于踩踏。

(2)萬(wàn)向輪收縮/伸出裝置

萬(wàn)向輪收縮/伸出裝置由萬(wàn)向輪、齒輪、齒條、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、拉桿、腳踏板組成。齒輪齒條由40Cr經(jīng)熱處理制作，轉(zhuǎn)動(dòng)軸、拉桿、鎖緊卡板由45#鋼經(jīng)熱處理制作而成，耐磨，耐撞擊，使用壽命長(zhǎng)；腳踏板做防滑處理，便于踩踏。

(3)外側(cè)框架

外側(cè)框架材質(zhì)為鋁合金，質(zhì)量輕，防銹，可以代替轉(zhuǎn)運(yùn)托盤。

3.1.3 電氣控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)由PLC、變頻器等組成，動(dòng)力電源380v/50HZ，性能可靠，操作方便。

設(shè)備電控系統(tǒng)由電控柜、操作控制臺(tái)組成?？刂乒裆显O(shè)有完成輸送過程全部控制按鈕、指示燈、數(shù)字顯示裝置等，對(duì)整機(jī)的操作控制及各工作狀態(tài)進(jìn)行控制。

采用雙控制面板方式，下方為固定控制面板，上方為遙控控制面板，通過磁鐵可吸附于車廂之內(nèi)。

另外，考慮了短路保護(hù)、電機(jī)的過載保護(hù)功能等。

3.2 座椅輸送流程

采用自動(dòng)化座椅輸送裝置后的座椅輸送方式。

4.對(duì)比分析

4.1 安裝流程對(duì)比分析

使用人工與自動(dòng)化座椅安裝流程對(duì)比見圖2所示。

4.2 效益分析

通過使用自動(dòng)化的座椅運(yùn)輸裝置后我們不難發(fā)現(xiàn)：

(1)固定座椅方面：將座椅安裝孔落入工裝定位銷之內(nèi)，通過踩踏腳踏板帶動(dòng)卡爪可將座椅牢固固定于工裝之上，再次踩踏腳踏板可將座椅松開，人工搬下座椅，省去了座椅安裝人員拆除與木質(zhì)托盤緊固螺栓工序，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員配置1人；

(2)移動(dòng)座椅方面：踩踏腳踏板可以將萬(wàn)向輪伸出工裝之外，可以手動(dòng)推動(dòng)座椅至座椅輸送裝置上，省去了物流叉車將座椅運(yùn)輸至二層平臺(tái)的工序，降低了叉車的使用率，節(jié)約了生產(chǎn)制造成本；省去了座椅安裝人員將座椅抬入車廂內(nèi)的工序，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了人員配置1人；

(3)改用座椅支撐工裝，整套工裝為純機(jī)械裝置，工裝之間可以通過定位銷及卡爪固定，牢固，可靠，安全，便于轉(zhuǎn)運(yùn)，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)約了生產(chǎn)制造成本。

5.結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)座椅輸送裝置的投入生產(chǎn)及現(xiàn)車試驗(yàn)，動(dòng)車組座椅輸送及組裝生產(chǎn)線在生產(chǎn)效率、工人勞動(dòng)強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)效益提升方面取得顯著成效，希望能為制造行業(yè)自動(dòng)化組裝提供一些參考。

孫篤玲（1966—），女，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，現(xiàn)供職于南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司。

安春雷（1982—），男，碩士，工程師，現(xiàn)供職于南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司。