積放鏈輸送系統利舊分析與實施

楊 晨

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

0 引言

隨著汽車制造業自動化程度提高和陳本控制日趨嚴格，主機廠大范圍的采用積放式輸送系統來實現零件的運輸及存儲功能。積放式輸送系統是一種適用于搞生產節拍、高柔性生產線的運輸設備，有節省空間、節省能源、造價低、穩定性較高等優點，從而廣泛應用于汽車制造行業的生產現場，起著輸送和緩存的作用。在汽車制造行業中，積放式輸送系統廣泛應用于焊裝車間分裝線、發動機裝配線、總裝車間內飾線、底盤線等。但在汽車制造企業的生產現場中，大部分的生產線為柔性化生產線，即一條生產線生產多種不同車型，每當車型結束其生命周期導致停產時，會產生一定設備的停用。尤其是現在汽車產品競爭日漸激烈，產品迭代速度加快，每次對現場生產設備的改造都會導致一些設備的棄用。那么，對還有殘存固定資產的價值停用設備如何合理的再利用成為越來越重要的議題。

北京奔馳汽車有限公司MRA II 車身車間大規模使用積放式輸送鏈進行運輸零件，主要應用于從分裝（前端地板、主地板、后端地板以及側圍內板、側圍外板）向主線運輸分裝零部件。但隨著生產線柔性化程度提高，以及產品更新速度加快，導致部分車型新增與停產，造成部分積放鏈停用。為了將這些廢棄的積放鏈“變廢為寶”，以一次改造為例進行介紹。目前MRA II 車身車間生產3 款車型，分別為GLC（車型代號X253，以下簡稱X 車），標準軸距E（車型代號W213，以下簡稱W 車）級車及加長版E 級車（車型代號V213 以下簡稱V 車）。目前標W 車已經停產，造成其側位內板積放鏈棄用。將W 車與V 車側圍內板的積放托盤小車進行對比，發現通過調整W 車支具可以應用于V 車的側圍生產中，通過用標準檢具對W 車托盤進行調整，并重新做機器人往積放鏈的掛件、下件程序及邏輯，讓機器人分別往W 車積放鏈與V車積放鏈都放V 車側位內板，而何時或什么條件下該往哪一條積放鏈上掛件，則通過優化PLC 程序，使其給機器人發送釋放信號來判斷并控制。從而實現W 車積放鏈的利舊使用。

1 積放式輸送系統

1.1 積放式輸送系統介紹

以車身車間積放鏈為例，積放鏈上部存放空的小車托盤，下部則為掛好零件的托盤的存儲區（圖1）。

零件是通過分裝的機器人使用抓手工具，將完成當前工藝的零件抓取后，掛在積放鏈小車的托盤中。積放鏈將帶有零件的托盤傳送至主線側，再由主線的機器人攜帶抓手工具將零件摘下去下道工藝，空托盤翻轉到積放鏈上部，返回分裝側，等待下次掛件。

1.2 積放式輸送系統的硬件組成

積放式輸送系統主要由架體總成部分、動力裝置總成、托架組總成、翻轉定位組件、張緊裝置、開關組件、支腿、潤滑組件、擋停組件、六銷輪組件等組成（圖2）。

其中，鏈條通過電機驅動，帶動托盤行走，通過擋停組件的擋停功能，實現托盤小車的停止，在積放鏈下方形成零件儲備區，在積放鏈上方形成空托盤儲備區，這樣分裝件有充足的儲備，當分裝停機時可以保障主線的來件充足，空托盤儲備又能保證在主線停機時分裝線可以繼續維持生產。

同時，在積放鏈兩側都會有光電傳感器檢測托盤中是否有零件，以便意外發生時零件脫落機器人抓放件時導致碰撞，造成長時間停機。另外，一般的積放鏈輸送系統中都會含有自動潤滑系統，一般都是采用杯狀潤滑脂罐，不會有潤滑脂滴落等情況從而導致5S 問題。

圖1 車身車間積放鏈

圖2 積放式輸送系統

關于小車托盤，由于小車托盤為非標且主要是型材拼接而成，且機器人抓放件時會與工件直接接觸受力，有可能產生積累誤差。故每一條積放鏈上部都會擺放一個校準小車托盤的檢具，固定周期對所有小車托盤進行校準，保證托盤的一致性及不會因為積累誤差導致發生碰撞。

1.3 技術數據（表1）

表1 技術數據

2 停用積放鏈的利舊使用

2.1 積放小車托盤的改造

V 車托盤與W 車托盤側圍前半部部分基本相似，只側圍后部有偏差70 mm（因為車型加長導致側圍加長），支撐型材安裝位置相差110 mm。通過用檢具進行調節，可以講W 車托盤調整至V 車托盤尺寸，并在現場實際驗證可行。將3 個調整后的W 車托盤投入到V 車積放鏈中隨生產運行兩周時間，觀察其穩定性，結果較好。

2.2 機器人程序的優化

由于新增了一條積放鏈緩存的使用（利舊命名為KM532，再用積放鏈命名KM531），故分裝工位上件機器人程序中需考慮增加向KM532 中放件子程序。

增加一條判斷上件機器人該往KM532 或KM531 哪一條積放鏈上件；例如當機器人收到3345 信號為1（PLC 發送給機器人）時，機器人執行Case2，待滿足3329 為0（不向KM531 上件）且3345 為1（向KM532 上件）時，執行子程序，機器人向KM532積放鏈上件。主線機器人下件程序優化相同，不再贅述。

2.3 PLC 程序的優化

PLC 方面需要增加對利舊的KM532 積放鏈的上件判斷，由于要保證現場先入先出的原則，定義原則如下：先向KM531 上一個零件，再向KM532 上一個零件，再向KM531 上，依次輪換。在PLC 程序中，用一個置位復位SR 塊（置位優先型觸發器）和組合條件來實現。

KM531 和KM532 的輪換上件邏輯的實現：當設備完成一次向KM531 的上件后，將SR 塊置位。下一循環Graph 中的向KM532 掛件條件滿足，PLC 發出向KM532 掛件指令。完成后，SR 被復位，下一循環Graph 中的向KM531 掛件條件滿足，PLC發出向KM531 掛件指令。

為了避免新增的KM532 積放鏈滿位后PLC 仍發出向其上件指令，增加一條判斷KM532 是否滿位的判斷語句，作為PLC發出向KM532 上件指令條件之一。

主線程序邏輯與分裝邏輯相同，不再贅述。

2.3 特殊情況下積放鏈的停用及屏蔽

當KM532 或KM531 其中一條積放鏈故障或其他特殊情況發生時，可以通過Integra 界面（現場上位機所用監控及操作系統）將其屏蔽，只需選擇該功能，便可置位PLC 程序中增加的Bypass 的ZM 點，將其屏蔽，使用一條積放鏈繼續生產（圖3）。

圖3 Integra 界面

3 維護策略

為了保障設備的可靠性與可用性以及設備使用壽命，對設備進行周期性的預防性維護是必要的，主要包含以下幾方面。

3.1 目視化點檢和潤滑

日常定期檢查設備齒輪、鏈條、制動器、線纜、氣動軟管、電機等是否損壞，是否存在異常磨損嚴重或異響，并進行備件更換。

定期更換潤滑脂罐，要根據現場損耗情況而定（北京奔馳車身車間積放鏈一般更換周期為3 個月）。設備各個潤滑點的分布見圖4，潤滑維護要求見表2。

圖4 各個潤滑點的分布

表2 各個潤滑點的維護要求

3.2 鏈條的調整和張緊

由于驅動鏈條會在張緊的狀態中逐步拉長，需要定期檢查和調整其長度。如果檢查鏈條運動有寬松現象，則需檢查螺母送進狀態，并通過調節螺母進行張緊調節（圖5）。

3.3 托盤小車的移除和校準

如機器人在往托盤上掛件或下件，經常發生零件與托盤卡滯時（尤其此故障只發生某一個或幾個特定托盤時），應當及時移出托盤維持生產正常運行，待停產或周末針對問題托盤進行校準。

（1）移出托盤。每條積放鏈均有一處或兩處可拆卸的蓋板，可將蓋板摘除，將待移出的托盤行走至此處抬出，再恢復蓋板即可。

圖5 驅動鏈條

（2）校準托盤。每條積放鏈上方均有校正托盤的檢具，將托盤推至檢具出，擋停汽缸鎖死，通過手動缸夾緊托盤各掛件托槽，用塞尺測量檢具夾頭與托盤間隙，通過調節墊片來校準托盤各位置（圖6）。如果間隙較大，無法通過增減墊片手段調整，則需檢查螺栓是否有松動，或型材是否有形變。

圖6 校準托盤

4 結論

這次重新利用廢棄設備、以較低的成本完成的改造，主要作用有3 個：①加大了主線緩存工件數量，不僅減少了分裝停機對主線造成的影響，同時也提升了主線的設備利用率；②通過解決改造中遇到的問題，優化了維護、保養的內容，甚至節約了人力成本（由于緩存由22 變成44，基本滿足主線45JPH 的生產，未來可以使分裝全體員工減少1 h 加班節省HPV。HPV 即Hours Per Vehicle，單車工時）；③同時也鍛煉出一支脫離了日常維保、處理現場設備問題的多元化高技能隊伍，提升了維修人員的技術水平和改造經驗，拓寬技能方向和發展方向，從多個方面為企業帶來效益。

作為負責運營現場的設備維護人員，要多方面的不斷提升自己對生產現場的理解和技術能力，只有不斷學習，敢于創新，才能滿足現代自動化生產線對設備維護人員的要求。