转向架自动化装配技术的精度控制与应用效果研究

转向架是轨道车辆走行部之核心组件，肩负支撑车体、载荷传递、车辆运行引导及缓冲减振等关键职能。其装配品质直接关乎车辆运行之安全性、平稳度与舒适性。在传统转向架装配流程中，人工操作为主，致劳动强度颇高、生产效率低下、装配精度难以确保等问题凸显。科技进步之下，自动化装配技术渐趋融入转向架生产范畴，显著提升了装配效率与质量稳定性。然而，要充分发挥自动化装配技术的优势，实现高精度装配，对其精度控制之深入研究势在必行。

一、关键自动化装配技术

1.1 智能拧紧技术探究

在转向架装配过程中，大量螺栓连接需精确调控拧紧扭矩。智能拧紧技术，凭借智能扭矩扳手的应用，能够预设拧紧程序，从扭矩值、紧固角度、旋转速度及扭矩- 角度相关曲线等多重指标上，实现紧固作业信息的采集与实时评估。螺栓拧紧时，智能扭矩扳手能自动监测拧紧流程中的异常情况，诸如扭矩不足、拧紧速率过快、紧固件遗漏等，并即时触发警报，从而有效确保螺栓连接的可靠性与一致性，显著提升装配精度。

1.2 视觉定位技术探究

视觉定位技术借助相机等视觉传感器捕获零部件的位置与姿态信息，运用图像处理算法精确计算出零部件实际位置与理论位置的偏差值，从而为装配执行机构提供精准的定位指引。在转向架自动化装配过程中，该技术可应用于零部件的抓取作业及安装位置的校准等环节，显著提升装配精确度，降低人为因素对装配精度造成的不良影响，尤其针对形状复杂且装配精度要求严苛的零部件装配场景。

二、精度调控机制及其实现途径

2.1 精确性调控机制原理

转向架自动化装配精度控制的核心原理植根于闭环控制理论。装配进程中实时采集尺寸、位置、扭矩等装配精度相关参数，与预设标准值比对，计算偏差。控制系统据此生成调控指令，驱动执行机构调整，确保装配过程持续减小偏差并趋近标准值，实现高精度装配目标。

2.2 误差来源剖析

在转向架自动化装配流程中，多种误差源对装配精度构成影响。首要误差源自零部件制造，其受加工设备精度、工艺方法等因素制约，不可避免地产生尺寸偏差与形位公差误差，这些误差在装配环节中累积。其次是装配设备误差，诸如机器人、装配专机等，其运动精度与定位精度受限，可能导致零部件安装位置失准。此外，装配工艺系统的热变形、受力变形及环境因素（如温度、湿度变化）亦对装配精度产生作用。

2.3 精确性调控策略

2.3.1 装配工艺优化基础上的精度控制

通过对转向架装配工艺开展详尽的分析与优化，合理安排装配序列与方法，可有效抑制误差累积现象。例如，于转向架构架组装阶段，优先实施关键部位的定位与联结，继而循序渐进地完成其余部件装配，此举能规避因装配次序失当所引发的构架形变及尺寸偏差问题。同时，选用恰当的装配工艺参数，如拧紧扭矩值及拧紧次序等，亦可提升装配精确度。

2.3.2 装配流程实时监控与补偿机制

利用各种传感器对装配流程实施实时监测，实时捕获装配参数变动情形。一旦监测到偏差逾越预设阈值，即刻施行补偿策略。例如，于螺栓拧紧环节，针对扭矩偏差，可通过调校智能扭矩扳手拧紧参数予以补偿；在零部件装配阶段，若视觉定位系统辨识出位置偏差，则可操控机器人或专用装配设备执行微

调作业，以保障装配精确度。

2.3.3 设备精度维护措施与校准流程

定期对装配设备实施精度检测与维护措施，以期及时发现并修复磨损、故障等问题，确保设备运动精度与定位精度达标，满足装配作业要求。同时，依据既定周期对设备进行校准作业，通过比对高精度标准件或基准，调整设备参数，以消除设备固有误差，保障装配过程的精确性。

三、应用效果的深入剖析

3.1 提升装配精度

通过运用上述自动化装配技术及精度管控策略，转向架装配精度获得显著提升。例如，在某型高铁转向架生产流程中，智能拧紧技术的实施使得关键螺栓扭矩一致性提升至 99.7% ，显著降低了因螺栓松动或过紧引发的结构失效风险。在轮对装配阶段，自动化测量技术的应用使得轮对轮位差、盘位差等核心尺寸测量精度由原先人工测量的 ±0.25mm 提升至自动测量的 ±0.05mm ，有力保障了轮对装配品质，进而增强了车辆运行的平稳性和安全性。

3.2 提升生产效率

自动化装配系统应用之于转向架装配过程的自动化与流水线作业实现，显著缩减装配周期并提升生产效率。以某地铁转向架生产为例，AGV 物料输送系统与自动化装配专机的引入，致使转向架装配量由原先每班 [X] 台跃升至每班[X+Y] 台，生产效率增进 [Z]% 。此外，自动化装配通过减少人工操作，规避人为装配失误及返工现象，再度促进了生产效率的提升。

3.3 增强质量稳定性

由于自动化装配过程受人为因素干扰较小，且得益于实时的精度控制措施对装配流程的监控与调校，转向架装配质量呈现出更高的稳定性。此机制确保了不同批次生产的转向架质量一致性，有效遏制了产品质量波动。这不仅增强了产品的可靠性，还缩减了因质量问题引发的售后服务成本，进而提升了企业的市场竞争优势。

3.4 降低劳动强度

传统的转向架装配作业劳动密集度高，对操作者体力及技能要求严苛。引入自动化装配技术后，繁重且重复的劳动任务转由设备承担，操作者仅需负责设备操控、监控及辅助性作业，显著减轻了劳动强度，优化了工作环境，并有效削减了企业的人力成本支出。

结论

转向架自动化装配技术的精度控制对提升轨道交通车辆制造质量及生产效率具有显著意义。研究自动化装配系统的构成、关键技术及其精度控制原理与方法，并结合实际应用成效分析，可归纳如下结论：1 采用智能拧紧、视觉定位等前沿自动化装配技术，辅以装配工艺优化、实时监测与补偿、设备精度维护与校准等精度控制策略，能显著提升转向架装配精度、生产效率及质量稳定性，同时减轻劳动强度。

参考文献：

[1] 赵耀山 , 田琨 , 孙祖斌 . 动车转向架自动化立体库控制系统的设计与应用 [J]. 工业 [2025-08-12].

[2] 孟琦 . 双转向架驱动自动导引车车载控制系统关键技术研究 [D]. 机械科学研究总院 ,2019.