林璇迪

摘要：采取綜合分析法、文獻法等方法，對汽車自動化生產(chǎn)線升降機進行了分析，結(jié)合其工作原理，指出相關(guān)的運行安全要求，并從管理和技術(shù)兩個角度探索了保障其運行安全的策略。

Abstract： By using the methods of comprehensive analysis and literature review， this paper analyzes the elevator of automobile automatic production line， points out the relevant operation safety requirements combined with its working principle， and explores the strategies to ensure its operation safety from two aspects of management and technology.

關(guān)鍵詞：汽車自動化生產(chǎn)線;升降機;運行;安全

Key words： auto automation production line;elevator;function;security

中圖分類號：U472.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）20-0079-02

0? 引言

上世紀汽車工業(yè)發(fā)展起來以后，汽車生產(chǎn)廠家便通過繼電器來實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，然而基于繼電器的電氣自動化控制系統(tǒng)逐步陷入瓶頸。升降機在汽車自動化生產(chǎn)線上是非常重要的機械設(shè)備，是汽車部件輸送環(huán)節(jié)的關(guān)鍵裝備，其能否安全可靠運行是保證生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)安全的關(guān)鍵所在。

1? 汽車自動化生產(chǎn)線升降機設(shè)備概述

1.1 汽車自動化生產(chǎn)線上的升降機設(shè)備

汽車自動生產(chǎn)線上的升降機輸送裝置，正朝著快速高效、平穩(wěn)、高精度、高安全系數(shù)、高自動化的方向發(fā)展，在汽車生產(chǎn)車間當中，幾乎所有用到機械輸送系統(tǒng)的，絕大部分都使用各類輸送機、橫移機、升降機等裝備作為基本單元并組合為輸送系統(tǒng)。

在汽車生產(chǎn)車間的自動生產(chǎn)線包括焊接、涂裝、工藝等生產(chǎn)線上的輸送系統(tǒng)絕大部分都采用滑橇輸送系統(tǒng)，我國汽車生產(chǎn)廠家，如奇瑞、一汽大眾等所用的輸送系統(tǒng)也基本上是滑橇輸送系統(tǒng)。

一套典型的汽車自動生產(chǎn)線升降機輸送系統(tǒng)，包含四大核心組件，分別是傳動機構(gòu)、升降裝置、停止器以及電動控制元件。其中傳動機構(gòu)是帶動撬體上工件行走的主要機構(gòu)，由傳動組件和軸承組成，要求軸承旋轉(zhuǎn)精度高，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，剛性好，振動小，發(fā)熱少，調(diào)整維修方便。升降裝置作為升降機輸送系統(tǒng)的重要組成，就靠升降裝置實現(xiàn)升降，其主要構(gòu)成為減速電機、平行四桿機構(gòu)，后者起到支撐作用。停止器的作用是保護撬體，當傳感器失效的情況下，停止器能夠防止撬體滑出升降機工作臺，適用于緊急情況。停止器由緩沖器和氣缸組成，氣缸伸出，擋板伸出，撬體攜帶工件傳輸過來時，撬體上的傳感器檢測到擋板，撬體停止運動，后將信號發(fā)送至中控，執(zhí)行升降機的升降操作，加工完成后，升降機上升，氣缸收縮，擋板復位，撬體傳感器感應不到擋板后，隨即離開軌道進入下一個環(huán)節(jié)。電動控制元件是確保工件準確到位的關(guān)鍵裝置，其核心裝置為傳感器。

升降機的作用是在輸送線上入口處升降輸送設(shè)備，如汽滾床和撬體的一個組合機械，其中撬體主要承擔著支撐車身部件的作用，滾床則連同撬體和車身一同運送至焊接工位，在工位上安置了升降機用于抬升和下降撬體。該升降機實現(xiàn)不同水平高度輸送線路之間的撬體過渡，撬體升降機的升降架之上安裝標準的滾床基本單元。這類機械設(shè)備的動力源來自于電機，通過電機的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動升降機提升和下降。升降機由電機驅(qū)動，升降機上下運動存在限位器?？缮禎L床利用兩個傳感器判斷位置，頂部傳感器檢測滾床到達頂部的信號，底部傳感器檢測底部信號。當車身工件輸送至工位，工位傳感器檢測到信號后，可升降滾床帶著車身部件下降，底部傳感器檢測到位后，電機停止焊接機器人工作對部件進行焊接，焊接完成后上升滾床，將完成的工件輸送至下一個環(huán)節(jié)。

1.2 汽車自動化生產(chǎn)線升降機安全技術(shù)要求

目前汽車自動化生產(chǎn)線利用PLC+繼電器+變頻器+傳感器等裝備形成的電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化的流水作業(yè)?；赑LC的自動化控制系統(tǒng)，對于提高升降機運行安全具有一定的效果，主要是因為，傳感器將檢測升降機上升下降過程，當達到指定位置時，傳感器發(fā)出信號，PLC接收信號并發(fā)出指令，控制電機停止，限位器或者防護裝置，保證升降機不會超出設(shè)定位置。同時，傳感器必須檢測工位情況，由于要保證流水線生產(chǎn)，汽車自動化生產(chǎn)線通常都是綜合性非常強的生產(chǎn)線，汽車制造各環(huán)節(jié)，通過自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)同配合，一條生產(chǎn)線上的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)必須準確有效地配合才能保證生產(chǎn)效率和安全性，以上述焊接生產(chǎn)線來講，滾床+撬體將車身輸送至工位，升降機將車身送至焊接車間由機器人完成焊接，在這個過程中，必須要通過傳感器檢測工位的情況，否則輸送工件和焊接工件兩個環(huán)節(jié)必定產(chǎn)生沖突而導致安全事故發(fā)生。

從自動化的角度來講，升降機的運行安全必須要滿足如下幾個條件：其一是升降機上升下降到一定位置時要能夠向PLC發(fā)送監(jiān)控信號并接收控制指令。其二是升降機要向PLC發(fā)送工位是否空閑的狀態(tài)信息，以供其他環(huán)節(jié)設(shè)備協(xié)調(diào)運行。其三是協(xié)同機構(gòu)到位發(fā)送信號，升降機協(xié)同運動以保證工件流轉(zhuǎn)加工順暢。其四，各協(xié)同機構(gòu)之間應當滿足維修時進行互鎖的功能。其五，撬體應當具備正反方向的檢測控制，保證正反運動過程中不出現(xiàn)問題。其六，升降機位置應當配置合適防護裝置，包括限位器，機械防護要比電氣互鎖更加可靠。機械防護是硬安全，而自動化控制則是軟安全，機械防護的重要性更為關(guān)鍵，當然配合自動化控制，將更為安全。其七，當生產(chǎn)線上出現(xiàn)異常情況，比如異常的電流沖擊、異常的振動等等，系統(tǒng)應當及時停機并且發(fā)出警報，以及異常信息提示故障類型（智能制造需要，需要大數(shù)據(jù)技術(shù)，機器學習算法甚至人工智能的支持）。

在自動控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)升降機的準確安全運作，應當滿足如下要求：其一高傳動速度，可利用同步帶輪的轉(zhuǎn)速、電機減速器控制機械機構(gòu)攜帶工件到達指定工位的速度。其二，升降機在高速運動中要保持穩(wěn)定性，升降機攜帶帶工件的滑橇的移動速度一般為0.94m/s，如此速度下必須保證工作臺勻速運動，并且無爬行和沖擊現(xiàn)象。其三，不得出現(xiàn)振動，因為升降機一旦振動將導致工件移位。

2? 汽車自動化生產(chǎn)線升降機運行安全

2.1 向管理要安全

汽車自動化生產(chǎn)線升降機設(shè)備是非常復雜的一個系統(tǒng)，其運行安全，涉及設(shè)備管理，設(shè)備管理的目的是保證機械設(shè)備始終處在健康狀態(tài)，需要通過管理、檢查、維修、保養(yǎng)、使用等設(shè)備管理內(nèi)容來保證設(shè)備的健康狀態(tài)。這是保證汽車自動化生產(chǎn)線升降機運行安全的基本要求，即向設(shè)備管理要安全。為此提出如下幾個建議：

其一，應當樹立繼承發(fā)揚、系統(tǒng)思考、開拓創(chuàng)新的管理思想，明確自動化生產(chǎn)線設(shè)備管理績效考核辦法，利用績效管理來實現(xiàn)生產(chǎn)車間設(shè)備管理組織績效的提升，建立規(guī)范集中設(shè)備管理模式，利用有關(guān)制度將升降機設(shè)備管理內(nèi)容固定下來，明確管理責任指定崗位工作要求、作業(yè)指導書、檢修作業(yè)規(guī)范等。

其二，建立全員參與汽車自動化生產(chǎn)線設(shè)備管理機制，結(jié)合汽車自動化生產(chǎn)線實際情況設(shè)定管理標準，對設(shè)備進行優(yōu)化改造，配合自動控制系統(tǒng)，構(gòu)建在線狀態(tài)故障檢測診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)對設(shè)備的數(shù)字化管理，若條件不合適，應當實施點檢定修，設(shè)定點檢定修標準，針對時間、人員、項目、檢修位置、檢修流程、檢修工具等做出明確規(guī)定，依托崗位檢查、日常檢查、專項檢查三級檢查制度，調(diào)整人才結(jié)構(gòu)，促使技術(shù)人員從設(shè)備操作者轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)指導甚至技術(shù)管理，由這些人才來引領(lǐng)升降機設(shè)備的檢驗。

其三，要充分了解生產(chǎn)線升降機的技術(shù)特點，熟悉其信息，對其每一個部件都了如指掌，包括運行時間、數(shù)據(jù)等等，為日后保養(yǎng)維修提供參考依據(jù)，同時要強化日常巡檢，對于出現(xiàn)的機械振動、電磁干擾等異常情況必須高度重視，避免引發(fā)事故。

注意上文提出的點檢定修，這是一種設(shè)備管理體制，由點檢員為責任主體，實施全員設(shè)備檢修，可保證設(shè)備保持正常健康狀態(tài)，提高設(shè)備運轉(zhuǎn)可靠性、安全性，并使設(shè)備維護性、經(jīng)濟性達到最優(yōu)化。這種體制最早是冶金行業(yè)從國外引入的，在不具備一定條件的汽車生產(chǎn)廠家內(nèi)實施點檢定修是比較理想的一種保證汽車自動生產(chǎn)線升降機安全運行的手段。要求為汽車自動生產(chǎn)線升降機設(shè)定一個“主人”即點檢員，只要選定點檢員則在其未與企業(yè)解除或終止勞動關(guān)系之前，始終由點檢員對設(shè)備負責。當然要選定點檢員，必須綜合考察人才素養(yǎng)，點檢員必須是材料員、技術(shù)員、設(shè)備管理員和點檢定修項目經(jīng)理，即點檢員是技術(shù)復合人才，必須具備高綜合素質(zhì)，技術(shù)層面上必須具備汽車生產(chǎn)制造的技術(shù)知識和技能，了解企業(yè)汽車生產(chǎn)制造工藝流程，了解升降機結(jié)構(gòu)性能，具備檢修技術(shù)。從管理層面點檢員則應當具備項目管理經(jīng)驗。

2.2 向技術(shù)要安全

狀態(tài)檢測故障診斷技術(shù)在國內(nèi)從上世界80年代開始研究以來，已經(jīng)形成了一套相對完整的技術(shù)方案，對于汽車自動生產(chǎn)線升降機的狀態(tài)檢測故障診斷技術(shù)，一般分三個步驟，第一步是利用人工經(jīng)驗或診斷儀器來檢測設(shè)備的狀態(tài)信號，如振動、噪聲、溫度等，第二步是將狀態(tài)信號進行分析，提取故障征兆信息，第三步則是利用征兆信息識別故障。利用狀態(tài)檢測故障診斷技術(shù)能夠有效預防升降機可能出現(xiàn)的事故，確保升降機安全并且降低損失，且能夠幫助車企推動設(shè)備維修管理制度的革新。事實上該技術(shù)最大的優(yōu)勢在于能夠降低汽車自動生產(chǎn)線升降機的故障率。

狀態(tài)檢測故障診斷技術(shù)，目前最主流的技術(shù)方案是以振動檢測、聲發(fā)射檢測、油樣分析（液壓油）、電流電壓檢測、溫度檢測為主，以其他診斷技術(shù)為輔。其中振動檢測是最主流的技術(shù)方案，因為當升降機出現(xiàn)異常情況，通常其在運行過程中會伴隨振動出現(xiàn)，而基于前文分析，汽車自動化生產(chǎn)線升降機是不能出現(xiàn)振動的。通過檢測設(shè)備的振動情況，可以在不停機的情況下對設(shè)備劣化部分可能的故障隱患進行預測。

針對控制系統(tǒng)來講，由于控制系統(tǒng)配置的優(yōu)劣直接影響升降機的工作，其可靠性必須要有保障，而基于PLC的電氣自動控制系統(tǒng)只要PLC不出問題，控制程序設(shè)計合理，基本對升降機無影響，除非傳感器等外部連接裝置出現(xiàn)故障，而PLC自帶故障檢測功能，它主要針對控制系統(tǒng)的故障檢測，也能夠進行預防性維護保養(yǎng)，可保證設(shè)備及其控制系統(tǒng)的健康，進而保證運行安全。

3? 結(jié)束語

綜上所述，汽車自動生產(chǎn)線升降機是生產(chǎn)線上非常重要的機械設(shè)備，是生產(chǎn)線中輸送線的關(guān)鍵裝備，其能否安全可靠運行關(guān)系到整套生產(chǎn)線的安全可靠運行。因此結(jié)合自動控制系統(tǒng)，對升降機的配置進行有效設(shè)計和管控，尤其是管控是確保其運行安全的關(guān)鍵所在。

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