浅谈汽车生产线设备故障处理

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:金育蓉 张延波
[导读] 摘要:为使新建汽车生产线能在规定的时间达到预设的生产产能,生产及技术管理部门需要统筹计划和管理,从人机、料、法、环等环节查找影响生产效率的原因,找出对策改进或解决生产中的问题,切实落实相关部门及岗位的职责,发挥团队力量保证生产线产能提升的顺利进行。
        中汽昌兴(洛阳)机电设备工程有限公司  河南省洛阳市  471003
        摘要:为使新建汽车生产线能在规定的时间达到预设的生产产能,生产及技术管理部门需要统筹计划和管理,从人机、料、法、环等环节查找影响生产效率的原因,找出对策改进或解决生产中的问题,切实落实相关部门及岗位的职责,发挥团队力量保证生产线产能提升的顺利进行。
        关键词:汽车生产线;设备故障;处理措施;方法
        新建一条汽车生产线需要一个庞大的团队做很多工作,如市场调查、可行性分析、设计、建造、验收、正常运行,但生产线设备安装完毕,开始运行后是否意味着生产线建设的结束?不是。因为新建的生产线通常不会在建成后马上达到设计能及质量要求,这需要一个产能爬坡的过程,这是新建生产线的关键阶段之一。
        1 PLC模块选型不当
        ①冲压自动化生产线压力机电气控制系统如果采用西门子S7-300PLC,使用中PLC控制双阀动作的输出点频繁损坏。双阀是压力机上控制离合器、制动器动作的元件,压力机每一个行程,双阀要动作一次。双阀由6ES7322-1HH01-0AA0数字量输出模块(继电器输出)控制,其中KA16~KA19为西门子3TH4022中间继电器。PLC触点持续电流能力为2A,实际使用时带载为中间继电器线圈,吸持电流为mA级,厂家在设计时对双阀控制采用双继电器输出以防止因触点粘死导致双阀误动作,因此继电器触点过载烧坏(粘死)导致双阀误动作的可能性很小。
        PLC继电器输出触点在AC120V、0.5A情况下,使用寿命为150万次。如果生产线设备每天(白班+夜班)加工2000件(实际数量可能远高于此),即触点动作2000次,每月按22个工作日计算,则每月为44000次,使用寿命为34.09月。分析认为PLC内部继电器(触点)已到使用寿命。对于动作频繁的PLC输出模块不要采用继电器输出,其使用寿命短,应改为晶体管、固态继电器、双向可控硅等无触点输出模块,其使用寿命远高于继电器。改用6ES7322-1FH00-0AA0双向可控硅输出模块,效果良好。
        ②某焊接生产线采用16台焊接机器人进行自动车体焊接,每个焊接机器人有两个控制柜,1个机器人本体控制柜,另1个控制柜以富士MF55PLC为核心,控制机器人的外围设备(如气阀、大小张口检测开关、焊接启动信号、机器人与步进机及机器人之间互锁信号等),并通过P-link与主线PLC进行信号交接。其中机器人所带焊钳大小张口检测信号是通过富士PLC输出点(NV1Y16R-08继电器型输出模块)提供给焊接机器人I/O控制板,作为机器人的输入。平均每个机器人每台车为40~50个焊点,即小张口检测每台车要动作40次(大张口每台车约20次),每天单班产量240台,相当于PLC输出模块上的小张口微型继电器每天动作9600次,每月22天计算约动作21万次。高频动作导致大小张口检测继电器频繁损坏,严重影响生产。将NV1Y16R-08改为NVIY16U05P5(晶体管输出型模块),问题解决。上述两例输出模块的选型在设计上没有问题,但从生产工况角度考虑,采用继电器输出型显然是不合适的。
        2 焊接机器人故障处理
        我们一般在使用焊接机器人时,会出现以下几种情况的故障:①人为操作不当造成的故障问题,包括在装卸工件时,不当的操作导致变位机随机部件的变形,操作不当造成的焊接机器人损坏焊枪;②周围环境不符合标准造成的系统故障,静电的强烈作用和空气湿度问题,再加上在焊接现场粉尘密度大,柜内积尘容易积压,这或许也会导致失误操作;③插线板接口的腐蚀性导致其氧化损坏,并且有时候产生接触不良的问题,这就造成了开机的困难或者设备工作不能保持一个平稳的状态;④设计不合格导致产生故障问题,其中包括:线缆容易受损、升降平台开关出现问题,示教器工作稳定性不好,显示部分元器件质量得不到保证。从以上分析可以知道,①需要对操作人员进行严格的培训和考核,规范他们操作过程和操作次序,将错误操作控制在萌芽状态;②对于焊接机器人的处理,由于其长期处于开放的粉尘较大的环境中,需要对其进行定期清洁处理,并且在湿度很大的雨水天气,进行除湿操作;③湿度太大造成的插件插接部分腐蚀氧化严重现象,应该将插牢后的插件,进行防松措施和涂封处理,并且保证其接触良好,设备用电正常;④人性化设计升降平台开关的位置,有效布置线缆,并且选用合适的、稳定性好的元器件。
        3 排除焊接机器人系统故障的措施
        3.1排除是否是人为故障还是自然故障
        焊接机器人故障的准确判定对于以后的维修来讲具有十分重要的地位。准确性的判定不仅仅反应了一定的理论基础,而且其可以通过实践操作与运用到实际的工作过程中。在上文的第二点中我们对焊接机器人故障的原因进行了简要的探索并且提出了初步的解决措施下文我们具体分析如何排除故障。造成机器人出现故障的原因主要包括两个方面,其一是人为因素,其二是自然因素,对于人为因素所造成的故障来讲,其是容易得到解决的,但是自然因素造成的故障来讲,处理起来就比较复杂,不仅仅要考虑到故障本身还需要考虑系统的漏洞等等这样的问题。①排除人为故障的办法排除认为故障。

主要分为以下两个部分,其一就是简单的机械故障,解决的方法也比较简单——更换或者的维修零件,这一部分的故障是与电气系统无关的;其二是与电气系统有关的故障,需要做到首先是对系统保护单元进行检查,如果发现异常,那么就会对有关的零件进行检查与处理,如果没有发生异常,就断定故障发生在前段;其三就是对有关的工作人员进行操作上的培养,在工作人员上岗之前必须要进行一定的资格省查,只有合格的人员才能进行相关的工作,这样就可以降低由于工作人员专业素养能力低而造成故障的产生。②自然故障排除措施。在故障的排除过程中,最难得就是自然故障的排除,其主要是由于设计缺陷引起的。根据以往的数据显示,这种设计上的缺陷所造成的故障是属于主机外围系统的问题,所以在进行维修的过程中着重从这个方面来进行。这种故障不是由于使用初期的磨合期以及工作人员操作不恰当引起的,所以在进行检修的过程中,需要关注力度集中在机械自身的设计缺陷上,将检修过后的机器投入使用之后,需要对机器的运行观察几个月,来确保自然故障是否已经排除。比如来讲,转向焊接车间的CLOOS横梁焊接机器人的送丝电机在运行一段时间之后,就会出现过热的现象,当发生这种问题的时候,首先采取的措施就是更换设备零件,也就是送丝轮等等,但是当采取这样的措施之后问题仍然存在,就需要对整个设备进行观察分析是否是由于设备自身的缺陷所造成的,经过研究发现,出现故障的原因是由于焊丝桶到送丝机之间的送丝导管在龙门上方弯曲角度成锐角,造成送丝的阻力系数增加,所以说排除此故障的措施就是将送丝管的固定点做一定的改变,保证其弯曲的角度大于等于九十度,处理完之后在观察整个机器的运行过程是否正常。
        3.2焊接机器人突发故障排除
        突发故障的困难之处在于:一是送丝系统产生的故障,焊接没有很好地成形并且经常断弧。比如在铝车体车间IGM龙门焊接机器人焊接成形不良,且经常断弧,检查送丝机构,发现拉丝机性能下降,拉丝轮处堆积很多焊丝屑,更换拉丝机,调整拉丝轮后设备焊接恢复正常;二是焊接机器人控制部分电路板故障,反映在机器人在工作时突然报警且无法消除报警。如转向架新产品车间IGM焊接机械手在工作过程中出现报警且无法消除,重新启动又恢复正常,但不久又出现报警,对报警回路所有部件替换检查,最后发现机器人手臂内有一段电缆稳定性下降,更换后报警彻底消失。
        4 玻璃涂胶机器人的可靠性改进
        这种可靠性的玻璃涂胶机器人主要的电气系统的控制结构。这种控制系统主要是有四个部分来组成其一是机器人系统,其二是供胶系统,其三是玻璃输送系统,最后一个就是与供胶系统相关的胶量控制系统。
        在工位一号,其主要是用于人工上料台,当上料完成之后,通过相关的运输装置将料输送到工位二号以及三号,这个过程的目的就是将要完成玻璃的定位,2号工位是预定位,3号工位是最后的定位台。在料的整个运送阶段其距离的控制方式主要是由PLC来控制的。在3号工位,在进行最终定位的时候主要是依靠夹棍来进行的,其横向,纵向一共包括6根棍子,其横向包含4根棍子,纵向包括2根棍子,当玻璃运到3号工位的时候,3号位上的6个夹棍都会升起并且逐渐向中心移动,这样就完成了定位。这样的定位方法还存在一定的缺陷,由于玻璃在宽度方向上是弧形的,当夹棍向中心夹紧玻璃的时候,会出现固定不稳的现象,如说在一号工位上料的时候玻璃放置时偏差角度太大,或者是位置出现问题的时候就会造成3号工位定位不稳定的现象,这样直接会对涂胶造成影响,造成产品合格率低的现象,直接对企业的经济效益造成影响。为了更好的完成涂胶这个工艺流程,需要更好的完成定位这个工作,最简单直接的方法就是重复进行定位,这样就能够更好的完成定位这项工作。控制程序仅仅需要通过修改相关的plc指令即可。这种电气控制结构的好处就是能够很好的涂胶轨迹偏离正常轨迹的问题,具有一定的企业效益。
        5 加强生产线及设备的维护保养工作
        所有的设备在设计、制造时都有规定的工作时间及保养维护时间,工厂的设备部门及车间的使用部门应重视并严格执行设备保养及维护制度,无论是设备的使用者或是设备的管理者、保养维护人员都应提高设备保养重要性的态度认识。新建的生产线,设备通常是新的,要使设备维护保养人员应熟悉设备的结构、性能,并能熟练进行设备的保养工作、快速诊断与排除常见故障,保证设备能在要求生产时正常运行,或有意外故障时能得到及时排除,关键的是设备维护保养人员必须得到相应的培训,派出设备维修骨干到设备制造商处进行培训,然后骨干回厂里对其他维修人员进行培训是一种成本低、效益高的培训方案。同时,负责设采购、验收的团队应从设备制造商处得到设备的相关资料,以供设备维修人员的自主学习是重要的。设备维护保养是生产正常运行的保障性工作,设备维护保养团队需要在生产投产前保证设备的正常运行,同时当设备突然失效时其团队能快速诊断与排除设备的故障,恢复设备功能。
        做好现场5S管理。把不用的物料、过时的文件及时清理出去;把需要的物料分类摆放好,方面操作工人提取,实时更新状态的技术文件摆放在工人方面取阅的区域。保持现场的干净、整洁。员工之间以诚相待,每个岗位的人都对本岗位尽责,都意识到自己的工作做好,团队工作才会做好。加强班组建设,优秀的团队作风是提高生产率的重要保证。
        结语:
        随着社会的不断进步与发展,汽车行业获得了迅猛的发展,汽车生产线设备故障问题也逐渐得到了社会的关注,解决生成线设备故障的问题是汽车企业能够持续健康发展的内在要求,本文简要的介绍的生产线设备故障处理措施,希望读者对其有一定的了解。
        参考文献:
        [1]汤传业,徐鹏.机器人在车身焊装自动化应用中的问题分析[J].经济科技市场,2010(10).
        [2]田兵.汽车挡风玻璃涂胶机器人设备可靠性改进[J].汽车工艺与材料,2004(07).
        [3]宋绍蕾,彭海峰.生产线柔性定位与转载技术浅析[J].汽车零部件,2016(4):45-48.
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