汽車自動化生產線升降機運行安全分析

陸穎

上海冠致工業自動化有限公司 上海市 201799

1 引言

對流水線進行自動化控制來進行汽車生產，已經成為了汽車生產行業的必備要求，而在整個流水線運轉時，必然要依賴與電氣自動化控制技術，保證流水線上的各種裝置能夠同步運行，這其中就包括流水線上的升降機[1]。只有明確不同車間中的升降機的結構和安全技術要求，對存在的問題在技術上進行改進，在通過有效的管理策略，生產線的合理操作，才能保證整個流水線的運行安全。

2 焊裝車間中升降機結構以及安全技術要求

2.1 焊裝車間車身升降機的結構

許多汽車企業的焊接車間都會使用到鏈式升降機，組成升降機的主要部分包括主機架、傳動軸、驅動裝置、升降軌道、升降支架、提升鏈條、配種鏈條等。當流水線工作時，升降機的主要工作是將白車身送到接車輥床上，然后進入升降機轉送的下一個階段，這中間需要借助平臺上的旋轉輥床。鏈式升降機可能發生的問題包括機械故障和電氣控制故障，無論出現了哪類問題，都會導致很嚴重的安全事故，因此必須要在運送期間對升降機進行有效控制。

2.2 焊裝車間車身升降機的技術要求

需要對升降機進行有效的控制才能保證安全，以當前的技術水平，升降機的控制模式包括手動控制、自動控制和維修控制。在手動控制模式或自動控制模式下，升降機和平臺的滑撬如果需要下放到升降機的滾床上，必須要滿足以下的情況。當升降機在升降到一定的位置后會發出信號，需要確認升降機是否發出了信號，之后可以對發出的信號進行判斷，通過識別信號發出的類型，在確定是無車信號后才能繼續工作；平臺旋轉輥床到達制定的位置之后會繼續發出信號，只有在確認信號無誤之后才能繼續工作[2]。為了保證整個運行過程的安全，平臺旋轉輥床和升降機需要進行維修時，在電氣控制上必須要有互鎖功能；必須要能夠對滑撬進行正方向和反方向的檢測控制，從而保證升降機在正、反兩個方向的運行中都處在無車狀態；除了進行電氣保護，還需要在機械上進行保護，因此升降機上通常都會設置機械擋塊。相比于電氣互鎖裝置在軟件層面上的安全防護，機械擋塊這種在硬件上的防護是更加可靠的，機械擋塊要比電氣互鎖裝置更加可靠，因為它能夠在機械上保證升降機的安全，而控制邏輯相當于控制升降機的軟安全，二者的合作和分工，能夠讓設備安全合理的運行。在升降機調整至單步維修狀態時，主控柜也會自動調整至維修狀態，這就使得生產線即使處在總維修的狀態下，也能分段的運行；為了有效提高升降機的安全性，及時放出警報，通常把升降機的各種信號互鎖到同一個電路當中，當一個信號出現問題時，比如有車、無車、到位、以及變頻器正常等，一旦其中一個信號出現了問題，生產線就會馬上停止運行并產生警報[3]。

2.3 叉式移載升降機在汽車焊裝車間的應用

在汽車焊裝車間中使用叉式移載升降機時，叉式已在升降機的主要目的是將車身焊裝線上的白車轉移到孔中的滑撬上，然后通過滑撬機運系統將白車送至B.I.W.線。叉式已在升降機在整個運送過程中會使用到兩個不同系統的交接，控制比較復雜，同時，還會運用到同步和比例控制，只有實現三個系統的協調，才能保證施工安全，并滿足工藝要求，并保證質量。

2.3.1 叉式移載升降機的工藝要求和工作原理

在焊裝車間白車身生產線上的叉式移栽升降機控制系統由四臺電機驅動，在進行焊裝線和空中滑撬線交接時，能以不同的匹配速度進行交接，同時，啟動停止必須要相對同步才能保證生產，因此，整個生產過程中對設備的位置控制精度有很高的要求，必須要保證誤差精度比較低，因此通常會使用閉環控制系統。同時，為了保證具備較高的安全性，也需要設備具有較高的工藝，對電氣控制的精度和安全性也有很高的要求。

2.3.2 叉式移載升降機的優點

（1）叉式移載升降機是使用了總線通訊對變頻器進行控制，因此這類升降機的硬件邏輯比較簡單，軟件邏輯結構十分嚴謹，具有很強的抗干擾能力，借助這個方式，就能夠對全車間現場總線進行網絡控制。

（2）這種升降機的系統反應速度很快，對于載荷變化能夠很好的進行調整，從而有效保證了系統能夠長期穩定安全的運行。設備產能提升速度很快，并且能夠最大程度上提高系統的匹配能力，對整個車間的產量變化起著至關重要的影響。

（3）符合安全標準，通過安裝光幕和啟用控制器，能夠提升系統的安全和穩定程度。

3 涂裝車間升降機結構和安全技術要求

3.1 涂裝車間升降機的介紹

涂裝車間的升降機，會在涂裝和注臘工作完成之后開始工作，升降機會將吊具上的車身移入轉接工位，完成轉接后將車身移入總線輥床，最后進入總裝前儲備線。根據車身的轉接過程，能夠發現在涂裝車間中，轉接不會使用到太多的機械設備，而且也只是進行了比較簡單的動作。在實際的工作中，在進行這類轉接時也是比較可靠和穩定的，能夠有效保證生產安全[4]。通常都會將車身的轉接時間控制在一分鐘左右，從而保證產能能夠滿足要求，確保汽車的大量生產。但是，即便是涂裝車間比較簡單的轉接工作，也很有可能出現安全上的問題。當車身轉接到了空吊具上之后，機械設備的故障和操作人員的事物都會導致車身無法正常轉接，這時吊具還會按照正常的程序吊著車身返回，依舊在吊具上的車身很可能回合其他的車身發生碰撞，從而引發安全事故。在使用升降機對車身使用吊具-輥床這種方式進行轉接時，吊具很可能出現上下晃動，這時就很可能因為吊具的上下晃動導致車身下落位置偏歪，極有可能出現刮碰的問題。

3.2 安全技術要求

上文已經敘述了在涂裝車間的升降機會產生的安全問題，可以通過一些技術手段，有效避免安全事故的發生。可以在吊具上安裝光電檢測開關，檢查吊具上是否還掛著車身，如果依舊有車身懸掛在吊具上，就要及時發出警報，并設置阻止吊具進入返回線的程序，停止吊具的移動，讓維修人員進行處理，這樣就能夠有效的而避免因為車身轉接失敗所導致的碰撞[5]。還可以調整轉接處的輥床，避免輥床存在過大的偏差，因為當輥床上的輥輪存在較大的偏差時，就會使吊具在運行過程中產生大量的晃動，即便之后吊具停止運行，也會極容易產生晃動。因此，需要逐個檢查涂裝車間的輥床和輥輪，并進行校正，保證平整度的誤差在2mm以內[6]。同時，還要增加涂裝吊具的抱臂夾緊結構，當吊具停止運行時，夾緊機結構會夾緊涂裝吊具的抱臂，減少吊具的晃動，讓吊具迅速定位。但是，使用這種方法會增加整個設備的運行節拍，從而導致設備的節拍不夠，需要使用其他的方法。

4 自動化生產線的安全管理措施

4.1 定期對生產線進行檢查

需要每個月都要對生產線上升降機的機械擋塊進行檢查，著重檢查擋塊的緊固程度和磨損情況。在必要的情況下，可以每三個月都會備份一次PCL程序，同時還需要定期檢查升降機的減速器，及時發現減速器的問題，并進行維修，減少存在的安全隱患。

4.2 提高工作人員對安全生產的重視

電氣化生產線的操作人員，必須要對安全生產有足夠的重視。在設備運行時，要正確的進行操作，避免因為操作事物傷害到其他工作人員，或者損害到設備和工件。如果發現生產線上出現了問題，必須要及時停止生產，讓安全人員進行解決。除了口頭上的要求，工廠還需要定期組織操作人員進行安全生產的學習和考核，保證操作人員熟悉安全生產的操作方式。

4.3 減少生產當中的違規操作

操作人員在生產過程中，不能隨便操作旋鈕，避免因為升降機工作狀態發生改變導致事故發生。廠房中的工作人員，都要對每次事故的產生原因熟悉，因此需要全體人員都記錄事故的發生原因、對設備進行維護和保養的方法以及事故的處理過程。為了保證在維修和保養時避免突發情況，在進行這類工作時，必須要有兩名以上的人員在場，從而在發生意外時，能夠及時關閉升降機。

5 結語

安全技術是電氣自動化的重要技術之一，為了實現生產線的安全，對技術人員的經驗有一定的要求，需要他們驗證設備的安全性，保證設備在理論上是安全的，另一方面，還要求設備的使用者具備較強的安全意識，能夠避免在設備運行過程中出現安全問題，并且能夠查找設備可能存在的安全隱患，從而保證汽車生產的有序進行。