柔性布线工装在模拟布线中的研究与应用

柔性布线工装在模拟布线中的研究与应用

石,菁,，孔,卿，刘张

（中车大连机车车辆有限公司）

摘要：本文主要通过研究内燃机车模拟布线工艺，使用一种柔性布线工装模拟内燃机车车上布线作业，车下解决车上布线方式的弊端。提高整车布线效率和布线质量，并为后续机车布线提升提供工艺标准。

关键词：柔性工装   模拟布线   内燃机车

内走廊式内燃机车整车布线由于受到车体结构的限制，无法像电力机车一样实施整车预布线。但是机车布线是最基本的机车车辆电气工艺之一，布线质量及效率对于整车组装影响至关重要。完善且标准的机车布线工艺集成了很多优点，在满足布线标准的情况下，既可以减少由于布线产生的机车故障概率，又能在工艺操作层面上做到简洁具体，同时在视觉上呈现出美观大方等特点。因此急需通过一种柔性布线工装车下模拟整车的布线工艺效果，此柔性工装既能解决每种车型共用一套工装的成本浪费，又能保证内燃机车的布线质量及美观性，同时更能很大程度提高布线效率。

1 内燃机车布线现状

内燃机车的一般结构如图一所示，由司机室、电气间、动力间、冷却间、制动间组成，每个间由隔墙分隔开，因此无法像电力机车有通透的空间一样进行车下预布线，只能通过传统的布线方式，在线槽安装完成后人工拖拽完成布线。不仅劳动强度大，生产效率低，而且布线顺序不统一，线缆交错混乱，弯曲弧度不固定，布线路径不统一。没有统一的标准，导致出线位置不统一，各分支线预留长短存在差异，布完的线槽内线束交错扭劲等，都易导致漏配线、错配线等问题，造成大量的重复劳动和材料浪费。

经过多年的实践摸索，通过模拟布线能够解决以上问题，然而，内燃机车车型较多，每种车型的布线载体、结构都不同，如果每种车型都做单独的模拟布线工装势必会造成浪费，同时使用及存放场地也是一个很大的问题。因此，设计一种柔性模拟布线工装成为目前迫切需要解决的一项技术难题。

图一 内燃机车一般结构

2 柔性布线工装

2.1 柔性布线工装的设计

根据内燃机车的结构特点，工装模拟机车整车底架上平面，主要分为三部分：第一部分为模拟底架上平面的一个平台；第二部分为平台上安装线槽、密封体等部件的固定件；第三部分是模拟柜体接线的台架。

工装平台长宽尺寸模拟实际机车的长宽尺寸21000mmX3100mm，考虑后期使用及存放的可操作性，将整个工装按分体结构设计，分成大小相同的15个单体，每个单体尺寸为3100mmX1500mm，见图二。使用时拼装在一起，存放时便于搬运及存储。平台上表面铺预留安装孔的铁板，以供下一步安装线槽、密封体等。

固定件安装孔设计为与平台上平面安装孔匹配的标准件，见图三。根据设计三维图纸定位固定件，然后将线槽、密封体等安装在平台上，见图四。固定件可以根据不同车型的定位图纸进行随意变更，重新安装后即可转换成另一种车型的模拟布线工装。

图二 模拟布线工装平台

图三  固定件                        图四  安装线槽后平台

台架根据不同车型的三维图纸设计，模拟机车安装在平台上的相应位置，这样就完成了一种车型的模拟布线工程，见图五、六。通过更换台架及安装位置能够实现多种车型的转换。

   图五 柜体台架                         图六 整车模拟布线工装

2.2 柔性布线工装的应用

电缆是机车上必不可少的组成部分，机车设计中与电缆相关的问题除了电气性能的确定外，还有电缆路径规划、长度估算、捆扎位置、插接性能等电缆布线问题。现有机车布线工艺可以分为两种，一种是功能与结构的模块化程度较高，能够在车下进行预布线，然后整体吊装上车的预布线工艺；另一种为传统机车的布线方式，直接在车上布线，然而内燃机车受到其结构的限制只能通过第二种方式进行布线，这样就容易造成布线精度较低、作业不够规范、布线环境恶劣、布线质量不高等诸多问题。为了避免上述问题，通过模拟布线对线缆布线的顺序、方向、弯曲半径、捆扎位置、线缆防护等因素进行统一规定，并固化在作业文件中，指导操作者进行布线，保证布线质量。

通过使用柔性布线工装模拟一种内走廊内燃机车布线，根据设计图纸及布线表，充分考虑电磁兼容的布线原则，左侧走廊布置A类线缆，右侧走廊分上、下层布置B、C类线缆，在工装上定位线槽、线网、线架的安装位置，使用装车线槽进行安装后布线。根据布线表找到线缆布置的起始位置，依据柜体台架上的接线位置预留合适的线长，避免浪费。布线过程中调整线缆捆扎位置及弯曲半径，对密封体每个模块进行线号定义，见图七、八。

图七                                   图八

布线完成后检查线缆是否存在接磨现象，线槽边沿是否增加防护条等，即模拟布线完成见图九。然后根据模拟布线的实际情况编写工艺文件，修订下线表、布线表等，最终应用到现场实际操作中。

图九

使用这种柔性布线工装后在高原机车上进行验证，能够看出使用工装能够保证机车布线质量，提前发现问题，又能在工艺操作层面上做到简洁具体，同时在视觉上呈现出美观大方等特点。工装布线及车上布线对比见图十。

图十 对比照片

2.3 新工艺的优点

2.3.1 节省作业时间

实施新工艺后，该工序的整体作业时间由传统布线工艺的平均每台车15小时缩短至11小时，工作效率提高了约30%。

2.3.2 减少材料消耗

采用传统工艺布线，每台车需要现车布线及测量，长度存在差异，且支线预留尺寸也不一致。新的布线工艺严格按照模拟布线预留尺寸进行布线，相同车型的各种导线尺寸一致，分支线预留长度也一致，实现了布线标准化。

2.3.3 提高作业质量

采用新的布线工艺后，导线预留长度精确一致，出线位置准确，线束规范、整齐，明确了布线的总体工艺要求：

1） 同一区域扎带切口方向保持一致；

2） 绑扎后扎带接口方向一致，绑扎间隔均匀；

3） 相同直径线束需要用同一规格扎带进行绑扎；

4） 线槽上线缆每隔200mm进行捆扎；

5） 线号安装方向面朝观察者，同一区域线号朝向一致；

6） 连接器安装后线缆留有余量，避免连接器受力；

7） 连接器及端子使用防护袋防护；

8） 布线作业中及时安装工艺地板进行防护，避免踩踏；

9） 车下防护用尼龙软管安装后应超出底架密封体至少100mm；

10）车下电连接接头处均使用密封胶泥进行防水处理；

采用新的布线工艺后，做到了布线规范、整齐、电线不扭劲，无交错混乱，尺寸统一，大大改进了车上配线质量，提高了配线效率，节约了成本，操作简单易行。

3 结语

通过柔性布线工装在模拟布线中的应用，能够解决以下问题：

1）布线标准不明确；

2）布线路径、顺序不统一；

3）工装、线缆、扎带等物料的浪费；

4）布线质量因人而异。

根据本文提出的柔性工装的应用，对于不同项目不同批次车辆机车的布线，即使由不同人员实施，其结果是一致的，显示了模拟布线工艺方法指导的简洁性和同一性。

参考文献

[1]李庆军 布线板式预布线工艺研究与实施《新技术新工艺》•数字技术与机械加工工艺装备 2010年第5期

作者信息

作    者：石  菁   

职    务：电气工艺师

职    称：高级工程师

工作单位：中车大连机车车辆有限公司

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