GE運輸鐵路公司是全球技術的領頭羊，也是鐵路、運輸、船用引擎以及礦業(ye) 中的設備供應商。該公司在賓西法尼亞(ya) 西部設有工廠，在過去的十年中，該公司領導了整個(ge) 柴油電力機車市場，目前，在世界範圍內(nei) 有15,000台GE公司的機車投入使用，用於(yu) 貨運和客運車廂的牽引。

        鐵路工業(ye) 與(yu) 其他行業(ye) 沒有什麽(me) 兩(liang) 樣；鐵路的利潤在於(yu) 以最小的投入實現最大的產(chan) 出。開始時，鐵路工業(ye) 盡力實現更為(wei) 經濟的運送收貨人的產(chan) 品。這就是說，需要尋找速度更快，馬力更大，也更為(wei) 經濟的動力。所謂的“動力競爭(zheng) ”事實上就是在鐵路剛出現的時候開始的。

       早期的機車大部分都是由蒸汽作為(wei) 動力。用木材，煤，或者石油加熱鍋爐中的水來產(chan) 生蒸汽，從(cong) 而推動與(yu) 驅動杆相連的活塞，驅動杆推動車輪的轉動。過去，在這種方案裏出現了許多不同的實現方式，發展的頂峰是使用大型機車，它利用了許多耦合的驅動輪，使得這種動力的牽引能力實現最大化。這些機器的維護專(zhuan) 業(ye) 化程度高得可怕。到三十年代或者四十年代，人們(men) 普遍感到蒸汽動力相對於(yu) 投資來說，已經發展到了利潤的最大程度。

        二十世紀初，人們(men) 發現利用電力來牽引是一種更為(wei) 有效的推動方式。但是，這需要建設固定的發電設備，還需建立高架設施來把電流傳(chuan) 到機車處。電流被用來使(牽引)馬達轉動，馬達連接到車軸上。機車的每個(ge) 車軸都需要安裝馬達，這就使得鐵路中使用的牽引能力更大，而消耗的電能更少。

      多年來，許多發明者和製造商努力尋找備選方案。結論就是開發輕型、高輸出功率的柴油引擎的發展就是得到的答案。這使 製造商可以將它們(men) 與(yu) 發電機耦合起來直接在機車上驅動牽引馬達。這樣就不需要之前所用的昂貴的固定發電站來實現電力牽引了。

       GE公司現已成為(wei) 實際電力機車的製造商們(men) 所需的電氣器件的供應商。早期的柴油電力機車需要許多這樣的設備。該公司與(yu) 幾家機車製造商合作提高電力設備的容量，以便與(yu) 柴油機輸出功率的提高同步。GE公司還建成了自己的一套小型配電係統以及工業(ye) 用的機車來滿足相應的市場需要。

        在二十世紀四十年代到五十年代之間，北美鐵路工業(ye) 實現了向柴油電力驅動的轉換。對柴油電動機車來說，維護更便宜，它也更為(wei) 靈活機動，停工時間更短，而且相互之間能夠連結到一起，可以從(cong) 一個(ge) 位置進行控製。這裏最後一個(ge) 特點加速了北美蒸汽動力機車退出曆史舞台的進程。如今，單個(ge) 的引擎可以有足夠的輸出功率和牽引能力來拉動以前需要兩(liang) 個(ge) 或更多蒸汽機車(包括各自的機組人員)才能拉動的列車。

       二十世紀五十年代到六十年代期間，北美的機車製造商數量減少，雖然此時鐵路正急需更高的馬力。而GE公司利用了它在機車電力控製方麵的經驗，於(yu) 六十年代初開始製造自己的更高馬力機車的生產(chan) 線。機車的通用係列為(wei) 本工業(ye) 設定了一個(ge) 輸出功率標準。到了七十年代，節約燃料已變得比輸出功率更為(wei) 重要，GE公司再次加入這一發展。八十年代，電力控製上的進步使得動力競爭(zheng) 地位又再次得到提升。GE公司總是在電力控製技術的前沿，並且借機生產(chan) 了“第二代”柴油電力機車，它建立了性能改善，可靠性和生命周期成本的新記錄。GE公司已經成為(wei) 大馬力的柴油電力機車的頭號生產(chan) 商。但是這並不是GE公司的頂峰。

牽引動力是機車中最重要的部分，這台GE公司柴油機利用激光標記的正時齒輪來獲得動力

       直到此時，大部分的柴油機車還是用直流牽引式電動機來提供動力。直流牽引效率相當好，維護簡便，使用安全，且隻需要一個(ge) 發電機來提供電流。然而直流牽引電動機的效率曲線在每分鍾轉數下降時也會(hui) 下降。轉速越慢它們(men) 的效率越低，更容易過熱。

       機車車輪變得越慢，需要的牽引作用就越大。機車的輸出功率需要在牽引電動機產(chan) 生的最低“失速速度”處達到峰值。七十到八十年代的進一步改善把“最低失速”降低到8到9 MPH。在這個(ge) 速度時，牽引電動機輸出功率最大，效率最低。由於(yu) 過熱帶來的損壞和效率的損失限製了速度的進一步降低。鐵路和工業(ye) 供應商都知道交流電動機的效率曲線更好，但是在運動的情況下它不能合理的控製交流電流。

       九十年代時，人們(men) 發現歐洲鐵路市場發展起來的計算機控製和直流技術的進步也滿足北美鐵路的需要。GE公司將這種交流技術和新一代效率超高的高馬力柴油引擎和交流發電機結合起來，從(cong) 而生產(chan) 了目前前沿的機車。在一些方麵，這些機車的性能在移動速度慢時更好。高速時的效率也顯著提高。目前GE公司繼續革新並改善它當前產(chan) 品係列，包括直流、交流和客運機車。

       約兩(liang) 年前，公司開始尋找新的方法來改善打越來越多的定時標記的方法，在位於(yu) 賓州Grove市的工廠中，這些標記被打在大型的200磅機車齒輪裝置上。當時是使用了一台老舊的激光打標器，它很笨重，操作時容易出錯，得到的標誌又不連續。

       時間標記是由激光在沿著凸輪軸齒輪走360度時，在每個(ge) 度點刻出的線。它被用來設定氣閥機構和機軸之間的時間，這樣氣閥在活塞到達它在汽缸中運動的上止點時就能打開。這個(ge) 過程貫穿於(yu) 整個(ge) 4400-輸出功率、16-汽缸引擎的進氣和排氣周期。凸輪裝置被栓緊在由機軸驅動的凸輪軸上，凸輪軸又驅動氣閥機構。利用機軸齒輪按度數的排列，凸輪裝置也可用來設定引擎的時間。

激光在凸輪裝置上的刻蝕，有360個(ge) 散列的正時標記線和36個(ge) 數字

       時間標記是由激光在鋼材表麵雕刻得到的，散列的標記是從(cong) 0度到360度，每一度劃下線，每十度劃一個(ge) 數字。這樣，就有360條散列的標記線以及36個(ge) 數字需要進行激光雕刻。

       GE公司發現由舊激光器對零件做標記時，產(chan) 品廢棄率為(wei) 50%，這是因為(wei) 激光輸出重複率不好，同時由於(yu) 處理的齒輪有200磅重，它帶來的誤差導致了工作位置的不一致。不合適的標記需由係統操作員磨平，之後重新標記。

       Telesis Technologies公司(俄亥俄州，Circleville市)進行了定製工程，在對GE公司的需要進行考察後，提議了建立一套易裝卸的Eclipse激光標記係統(CDRH一級封裝)，它使用了一個(ge) 安裝在直線滑板上的分度器。大型的凸輪裝置可以通過起重機來簡便安裝到分度器上，這樣，隻要按個(ge) 按鈕，整個(ge) 平台就將凸輪裝置平移到一個(ge) 一級聯鎖封裝係統內(nei) ，開始在凸輪軸的齒輪麵上進行360度的正時標記的雕刻。此前，舊的係統中，操作員不得不抬起一個(ge) 金屬蓋，把大型凸輪裝置“運”到安裝夾具中，且必須仍吊在起重機上，以免破壞激光器的檢流計頭。這個(ge) Telesis係統由於(yu) 使用了可平移的回轉台，安裝簡便，無任何阻礙。這個(ge) 係統還包括了用來保障安全的光幕，凸輪裝置的固定裝置提供了參照，可以確保齒輪方向的正確性。

       GE公司購買(mai) 的Telesis係統可以為(wei) 凸輪裝置和引擎機座做標記，這取決(jue) 於(yu) 固定裝置。這樣安排是因為(wei) 機車的生產(chan) 速度很低，利用激光的靈活性，公司可以既對齒輪進行打標又對所需的引擎機座進行打標。引擎機座被成批的打上條形碼標誌(表示生產(chan) 信息)，而齒輪的標記使用靜態信息標記。目前使用的這個(ge) 係統裝備有100W燈泵浦的Nd:YAG激光器。

       所定製的工作站的設計，齒輪打標是自動進行的，機座打標是人工操作的。按鈕式控製站和工作狀態選擇開關(guan) 可以用來控製水平滑板裝置的平移過程以及進入工作點的激光能量。從(cong) 側(ce) 邊裝卸的特點使它可以進行麵板打標，而此特點在舊係統中是沒有的。這項應用需要一個(ge) 回轉台來對凸輪裝置的整個(ge) 周長進行標記，因此，就為(wei) 安裝不同的夾具帶來方便以滿足進行標誌麵板的標記時的需要。側(ce) 麵的入口處不僅(jin) 提供了凸輪裝置的安裝方法，也提供了麵板打標的安裝/拆卸方法。

打標以前，未處理的機車正時齒輪被放置在
Nd:YAG激光器打標頭下麵定製的固定裝置上

       此外，Telesis AMI(自動化機器接口)軟件使得編程和用來加載圖形的條形碼掃描更為(wei) 簡單，並將掃描信息置於(yu) 合適的位置。AMI還可以加載所要做的標記的正確標簽的圖片文件，這樣操作員可以保證正確圖案的加載，夾具的固定等等。因為(wei) Telesis軟件可以支持四種可編程的軸向控製，操作員可以簡便的加載用於(yu) 凸輪裝置或麵板的正確圖樣，而回轉台，平移台，和可編程“Z”工具可被快速的移動到需要應用的位置。編程和操作的簡便可以使操作員對係統更容易接受，大大減少了學習(xi) 周期。

       大約18個(ge) 月以前，GE公司安裝了這套係統。目前得到的結果很不同凡響。四月份，超過1800個(ge) 凸輪裝置被打標且無一報廢。這點尤為(wei) 重要，因為(wei) 每個(ge) 齒輪要用測試夾具進行檢驗，以確保每個(ge) 散列的標誌的排列在齒輪的360度標誌範圍內(nei) 是正確且可重複的。由於(yu) 不用再打磨和再打標而節省的生產(chan) 費用已經可以與(yu) 短短的18個(ge) 月內(nei) 由於(yu) 投資該係統而從(cong) 正常運作中得到的收益相比擬。

       打標齒輪的操作順序如下；操作員人工在固定裝置上加載和安置一個(ge) 齒輪，當它們(men) 通過安全光幕後，操作員接收到一個(ge) 就緒信號，後運行電腦中的齒輪程序。齒輪被移入激光器的封裝內(nei) ，位置放好後，門就被自動關(guan) 上了，激光就在齒輪周邊打上需要的標記。標記打好後，門被自動打開，齒輪從(cong) 一級工作站內(nei) 被送出。

       對於(yu) 機座標記來說，通過掃描條形碼，滑板被自動移到打標處，條形碼的作用是選擇一個(ge) 適當的圖案，設置從(cong) 激光器到適當焦點處“Z”形的高度。操作者可以透過側(ce) 邊門人工安裝單個(ge) 或者多個(ge) 機座到夾具上。門關(guan) 上後，允許“開始打標”，軟件將旋轉夾具調節機座和激光光束之間相對位置，然後進行所需的打標操作。如果使用的是多重夾具，軟件將驅動回轉台對下一批打標，直至平台上所有象限的完整圖案都打好為(wei) 止。

       也許給人印象最深的就是Nd:YAG 100W Eclipse激光器標記係統，它能夠在凸輪軸所需的深度雕刻以及機座所要求的表麵退火標記過程中保持穩定。Telesis係統的雙重過程能夠滿足GE公司設計和建立有利於(yu) 客戶的革新解決(jue) 方案的相同目標。