周洪峰 周博

1.長春中車軌道車輛有限公司 吉林長春 130052

2.吉林工程技術師范學院 吉林長春 130052

1 智能制造的概念

智能制造（intelligent Manufacturing，IM）是一種由智能機器與人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，它在制造過程中能進行智能活動，諸如分析、推理、判斷、構思和決策等。通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分的取代人在制造過程中的腦體勞動。2015年中國國務院《中國制造2025》提出了工業(yè)化和信息化融合發(fā)展，實現(xiàn)制造業(yè)強國的目標。其包含的五項重大工程的核心是實施智能制造工程，面向的重點領域涵蓋了先進軌道交通裝備制造[1]。

2 鐵路客車車輛造修的特點

我國當前在軌運行的鐵路客車車輛是軌道交通裝備制造企業(yè)在前二三十年間發(fā)展過程中累計的傳統(tǒng)客車，由于設計標準統(tǒng)一（TJ/CL451鐵路客車車體系統(tǒng)暫行技術規(guī)范），具有外形、結構近似尺寸型式基本統(tǒng)一的特點。

鑒于鐵路客車結構復雜程度較高，且檢修、制造勞動密集、工藝流程復雜，單輛客車包含部件數以萬計，檢修主流水線可分為37個工序及部件分支流水線40條。僅憑人力操作存在勞動強度大、生產率低、施工安全差等缺點，急需進行信息化、智能化。本文僅選取部分勞動密集便于應用機器人應用的工序進行探討。

鐵路客車車輛維修工廠、段修車間在實際工作中，車輛鋼結構主體檢修流程可歸為：

開工→拆解→涂層去除→底漆→車體檢修→中涂→面漆→組裝→落成→交檢

2.1 車體檢修可細分為

劃線→切割→底漆→測量→鉚工→焊接→修磨→矯正→二次底漆

2.2 以中涂→面漆工序可細分為15道子工序

防護→打磨→一遍膩子→二遍膩子→三四遍膩子→噴涂中間層→打磨→水磨→一遍面漆→修補→二遍水磨→二遍面漆→分色→罩光噴涂→車外標記

3 機器人在相近領域的應用

3.1 焊接

機器人在焊接領域大量應用，經多年發(fā)展已形成軌道式焊接機器人、管道焊接機器人、柔性軌道焊接機器人、無導軌全位置焊接機器人、水下焊接機器人、馬鞍焊割機器人等種類繁多的應用產品。配和初始點尋位、電弧跟蹤、CCD影像視覺跟蹤等技術的應用極大地提高了機器人的柔性，應用范圍逐年擴大。在自行車、摩托車、汽車制造工廠中大量使用并形成自動焊接生產線。

3.2 涂裝

涂裝是一種通過噴槍或霧化器，借助壓力或離心力，將涂料分散成均勻而細微的霧滴，涂布于被涂物體表面的施工方式[2]。包括空氣噴涂、靜電噴涂、電泳噴涂、浸涂、刷涂、輥涂等施工方法。機器人涂裝因其效率高、適應性強、危害小，節(jié)省油漆等優(yōu)點，已經成為涂裝行業(yè)的發(fā)展趨勢。2016年至2017年我國涂裝機器人市場銷量從0．45萬臺猛增至1．9萬臺，預計2020年市場銷量有望超過4萬臺。主要應用在玩具、陶瓷、汽車制造等行業(yè)。

4 成熟技術的移植和變通

鐵路客車車輛本身構造長度達到26．5米，高度為4．5米，需對機器人設備進行適度改造，采取大臂展構架及導軌座延長機器人的作業(yè)范圍或將客車車輛加以牽引移位，擴展作業(yè)面后在焊接和噴涂方面現(xiàn)有的工業(yè)機器人可直接應用。

4.1 鈑金矯平

當前車輛檢修行業(yè)在車體組成或檢修后由于焊接、表面拋丸、疲勞、等原因產生的形變，大多采取火焰矯正、錘擊、機械頂壓等方法由人工操作進行矯正，其中對板材平面的矯正利用鋼材冷淬收縮原理，施工周期長，動作重復率高。采取工業(yè)機器人操作僅需加入平面度判定程序，配合火焰或電磁加熱裝置即可替代人工。

4.2 中涂與修磨

客車表面涂裝與汽車涂裝區(qū)別主要集中在中涂工序。鐵路客車由于車身采取拼裝焊接方式產生，不同于汽車的模壓焊接，其表面公差遠大于汽車，在中涂工序需多次施工反復打磨直至平面度小于2-3毫米/平方米，方可進行面漆涂裝，當前采取人工刮涂快干膩子后人工修磨方式進行，過程中揚塵嚴重對操作者危害極大。對現(xiàn)有涂裝或涂膠機器人適度改裝，變更中涂介質后替代人工，可突破施工班次限制并減少對人員的危害[3]。

5 結語

綜合上述，伴隨智能制造技術的發(fā)展，工業(yè)機器人在各個行業(yè)已經得到極大的應用拓展，其應用前景廣闊，技術逐漸普及化，而鐵路客車造修行業(yè)僅在焊接和物流方面進行了少量應用嘗試，作為從事多年鐵路客車車輛維修的從業(yè)者，對系統(tǒng)內勞動密集、職業(yè)危害大的部分工種工序，推薦盡早采取機器人替代人工，提升鐵路客車工廠的自動化水平。