刘磊

摘要：气缸盖作为柴油机的关键零部件之一，其产品质量和生产工艺手段的发展是柴油机整机的一个重要环节。而柴油机整机和关键部件工艺及制造技术的数字化水平是衡量国家轨道交通装备产业发展水平的重要标志。目前铁路柴油机用气缸盖数字化装配的实现，对于国产轨道交通行业的数字化发展具有重大战略意义。

关键词：气缸盖;数字化装配线;工艺设计

0  引言

气缸盖作为柴油机重要零部件之一，其在柴油机运行过程中要承受苛刻条件的高温高压燃气带来的热负荷，其产品整体装配精度、装配过程的控制与装配质量将直接影响到柴油机动力组整体稳定运行和密封性。为了保证气缸盖的可靠性和提高使用寿命，利用数字化设备与技术手段对其装配信息收集、在线检测、数字化装配进行智能升级。进一步提高柴油机关键零部件的装配水平，从整体上提升国内轨道交通制造业的竞争力。

1  气缸盖装配线工艺设计概况

1.1 工艺规划

柴油机气缸盖数字化装配线规划以实现中高速大功率柴油机气缸盖的数字化装配为原则，根据确定的生产节拍，建成满足年度生产经营大纲要求的气缸盖装配生产线。生产线工艺设计以气缸盖装配工艺为基础，通过优化设计气缸盖装配工艺流程，配备一条先进的气缸盖数字化装配线并实现在线检测，物料周转采用智能机械手配合物料运输AGV小车，升级现有各信息化系统和装备，并进行融合集成，最终实现柴油机气缸盖数字化装配生产线的规划目标。

1.2 工艺流程设计与优化

以某型铁路用气缸盖装配过程为例。

某型气缸盖装配过程以气缸盖本体的流转为主线，附属零件处理工作为辅线，依据柔性加工生产线提供的气缸盖数字化质量数据，对待装配气缸盖进行质量分析、模拟装配，依次经过喷油器护套装配、堵盖装配、阀座冷装配、水路低压试验、清洗、气门导管及密封套装配、气门装配、锁夹装配、打标识等系列工作后，完成气缸盖的装配工作。

以该气缸盖装配工作内容为基础，重新对装配工艺流程进行优化设计，选择“压力试验”和“整体清洗”两个工序为分界点，将装配工艺过程设计为三个模块化装配中心进行气缸盖的装配，并可通过更换装配控制程序、装配台夹具、装配头、搬运机械手抓取工具、装配零件库等组件实现全系列气缸盖的装配工作，该设计采用模块化柔性设计，更换极为方便快捷，具备较强的通用性。

装配线设计为六个工作站环形排布，各个工作站中间通过共用一台中心搬运机器人及4台内部流转机器人完成工件的流转运输。线外布置一条检查线和一条辅料上料线，检查线配备翻转胎，可实现气缸盖360度翻转，提高了检查人员对气缸盖外观及内腔的目视检查的效率;辅料上料线，配备精密集装盒，实现装配线物料齐套配送。

1.3 工艺流程及工艺布局

工艺流程以某型气缸盖装配为例，见表1，工艺布局图见图1。

2  装配线的工艺信息模式设计

2.1 工艺信息模式流程设计

装配线系统设立工艺虚拟装配班，接到上级职能部门下发的生产任务单后，编制气缸盖装配单，进行工艺虚拟装配。调度系统调取库房中的零件信息，依据装配工艺技术条件，选取合适的零件，进行虚拟装配，最终形成装配单，并下发给库房班、运输班、工装班、装配线及其他配合的职能班。整个装配过程零件信息、装配数据、装配结果等信息自动录入装配单，并最终生成实配单，上传或保存。

装配线工作流程见图2。

2.2 工艺流程信息数据处理

气缸盖装配过程输出一份装配工艺信息数据单，包括零件信息、装配信息、工装信息、工具信息、设备信息等，指导整个装配工作进程，并最终以实配單输出并保存。

零件信息包括零件仓库信息、尺寸信息、生产单位或人员信息、装配顺序、装配零件库位等信息。每个装配子部件打印二维码，赋予信息代码，贴在装配零件库位上，供装配机械手读取该信息，确保准确装配该零件，并作好记录已供查询追溯。

工艺装备信息管理，不同型号的气缸盖装配，会使用不同的装配头模块，工装班将这些工装分类并赋予二维码进行管理，供机械手扫描、提取，实现快速、准确提取，保证运送合适的工装到装配线工装库。

3  结束语

通过对某铁路用中高速大功率柴油机的气缸盖的装配工艺流程进行优化设计，提高了气缸盖装配的效率和产品质量;通过数字化装配线的工艺信息模式设计，有效提升气缸盖的装配质量，丰富了质量管控手段，在柴油机气缸盖装配中实现自动化检测与装配，进而为柴油机整体数字化管理目标打下坚实基础。

参考文献：

[1]孙志礼，冷兴聚，魏延刚，曾海泉.机械设计[M].东北大学出版社，2000，7.

[2]成大先.机械设计手册[M].北京化学工业出版社，1993.

[3]包善斐，于骏一，王龙山.机械制造工艺学[M].吉林科学技术出版社，1992.

[4]冯幸安，黄玉美，关慧贞.机械制造装备设计[M].北京：机械工业出版社，2005.