中车长春轨道客车股份有限公司
长期以来高速动车组的螺纹拧紧装配过程仍然处于人工管控的方式，操作者使用手动报响式扳手操作，完工后由质检人员抽检填写工卡签字，这种作业方式虽然通过技能熟练度可以达到很高效率，但是人工管控始终存在很多弊端，在高速动车组发展愈加迅速的今天，难以实现“零差错”的精益装配。
本文针对CRH380转向架组装工位的螺纹装配，应用装配控制及监控系统，以解决机车车辆零部件防松、防脱、防裂等问题。该系统集产品跟踪、质量控制、工艺管理、数据报表等功能于一体，填补国内空白，可以杜绝螺栓拧紧人控、机控、计控无法避免的错装、漏装等错误，实现装配作业过程的全过程监控，让作业数据可查、可控、可分析、可追溯，全面保证装配作业质量，促进企业精益制造。
3总体方案
3.1系统架构
系统由服务器、管理者客户端、拧紧控制设备工作站组成，通过无线网络相连接。
服务器能存储工作数据功能、存储工作工艺功能、存储访问者权限管理功能。服务器可选择具有备份功能。
管理端采用B/S模式，可以做到Windows系统下IE游览器下的无障碍访问，同时兼容手机、平板等终端游览器的访问。
图1系统架构
拧紧控制设备工作站采用人工推动移动小车的通用单元的形式，小车上将根据组装工序需要配置一定数量的数显扳手，并配置电脑显示器、拧紧信息采集装置、激光打印机、无线条码枪、声光报警装置等，能够实现根据各个组装工序内容进行快捷配置相关拧紧信息及编程，并完成工序的所有紧固件的拧紧及拧紧信息自动实时上传及记录打印等工作。拧紧系统控制器通过厂区局域网连接到本地工控机，服务器通过本地工控的数据库将生产数据写入到服务器数据库中。同时，服务器也将工艺数据、操作权限等数据同步下发到本地工控机中供本工作站使用。本地工控机可以通过网络访问查询数据库，绘制特征曲线。
图2拧紧控制设备工作站
网络接入点的设定中，服务器、本地工控机、拧紧系统都应是直接连接的，在同一网段中服务器可访问到任意的工控机和拧紧系统，而各拧紧系统也可以由系统中任意工控机访问控制，而不仅仅限定于本工作站工控机。
3.2系统主要特点
系统主要特点如下：
1)显示屏人机交互；
2)拧紧防错和数据采集；
3)次序装配和计数功能；
4)交互式人机界面，按预先设置的次序装配以提高生产效率保证装配质量；
5)模块化工艺管理设计，工艺配置灵活高效；
6)多级用户权限管理，与员工卡配合使用；
7)完善的数据采集分析系统，保证生产的质量与追溯。
3.3软件介绍
系统具有扫码识别模块、工艺编辑模块、数据库操作模块、通讯模块模块、报警模块、统计分析模块、用户管理等模块等。
软件流程：
1)操作员刷自己的胸卡登入并启动系统；
2)工件进入装配工位–输入车架号；
3)扫描部件条形码，开始一个部件的装配过程；
4)操作人员按照屏幕提示选择相应工具和套筒；
5)扫描工具条码，开始螺栓组装；
6)每一次拧紧和条形码等信息一起存储进数据库；
7)工具自动锁定，等待下次扫码激活；
8)该操作员全部生产完成后刷卡退出。
4应用情况及效果
4.1应用效果
智能化装配控制及监控系统的应用效果主要体现在以下几个方面：
4.3.1解决组装时扭矩精确的控制问题
智能装配控制及监控系统通过软件与高精度的数显扳手实时通讯，当操作者需要工作某一部件时，自动向数显扳手发送扭矩命令，切换至当前目标扭矩，操作过程中当扳手施力接近目标扭矩时扳手闪烁蓝灯提示，在目标扭矩范围内闪烁绿灯提示，如果超扭将会闪烁红灯报警，数显扳手可以覆盖量程范围内的全部扭矩，可以实现扭矩的精确控制。
4.3.2解决生产数据追溯问题
智能装配控制及监控系统设计完备的数据储存机制，每一次拧紧记录将会实时保存至系统内，产品装配完成自动生成装配报告，可纸质保存，也可导出为excel格式，数据库具有自动备份功能。系统定期对数据进行分析，以掌握产品生产趋势，及时发现问题，改善产品质量。
4.3.3解决现场工具的管理问题
可以对工具进行有效管理，每把工具可覆盖最大量程的全部扭矩，减少工具数量，系统会对所有工具进行锁定，只有当前工艺需要某个工具时系统自动解锁该工具，否则如果工具拿错系统会自动报警提示。
5结束语
目前高速动车智能装配及监控系统的推进，已经在高速动车组转向架、齿轮箱组装工序使用，在推进的过程中将对智能装配及监控系统不断优化升级，首先实现数字化车间，逐步迈向智能工厂，逐渐靠近智能制造。
我国目前还处在工业化进程之中，距离实现现代化还有很长的一段路要走。工业化的进程是不可逾越的，但是在信息时代工业化的过程是可以缩短的。应该充分利用后发优势，大力推进以制造业信息化为代表的国民经济信息化，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，实现全社会生产力的跨越发展。
参考文献：
[1]李杰.工业大数据[M]北京：机械工业出版社，2015
[2]金碚.中国制造2025[M]北京：中信出版集团，2015
[3]奥拓•布劳克曼.智能制造[M]北京：机械工业出版社，2015
[4]张洁，吕佑龙.智能制造的现状与发展趋势[J].高科技与产业化，2015，03：42-47.
[5]吕铁，韩娜.智能制造：全球趋势与中国战略[J].人民论坛学术前沿，2016，07：6-17.
论文作者:张克木 徐义新 韩烨
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/5
标签：系统论文; 扭矩论文; 扳手论文; 工具论文; 监控系统论文; 智能论文; 模块论文; 《中国西部科技》2019年第1期论文;