林璇迪

摘要：采取綜合分析法、文獻法等方法，對汽車自動化生產線升降機進行了分析，結合其工作原理，指出相關的運行安全要求，并從管理和技術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.

關鍵詞：汽車自動化生產線;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

上世紀汽車工業發展起來以后，汽車生產廠家便通過繼電器來實現自動化生產，然而基于繼電器的電氣自動化控制系統逐步陷入瓶頸。升降機在汽車自動化生產線上是非常重要的機械設備，是汽車部件輸送環節的關鍵裝備，其能否安全可靠運行是保證生產效率，確保生產安全的關鍵所在。

1? 汽車自動化生產線升降機設備概述

1.1 汽車自動化生產線上的升降機設備

汽車自動生產線上的升降機輸送裝置，正朝著快速高效、平穩、高精度、高安全系數、高自動化的方向發展，在汽車生產車間當中，幾乎所有用到機械輸送系統的，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。

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

一套典型的汽車自動生產線升降機輸送系統，包含四大核心組件，分別是傳動機構、升降裝置、停止器以及電動控制元件。其中傳動機構是帶動撬體上工件行走的主要機構，由傳動組件和軸承組成，要求軸承旋轉精度高，旋轉穩定，剛性好，振動小，發熱少，調整維修方便。升降裝置作為升降機輸送系統的重要組成，就靠升降裝置實現升降，其主要構成為減速電機、平行四桿機構，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，后將信號發送至中控，執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節。電動控制元件是確保工件準確到位的關鍵裝置，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。這類機械設備的動力源來自于電機，通過電機的正反轉驅動升降機提升和下降。升降機由電機驅動，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節。

1.2 汽車自動化生產線升降機安全技術要求

目前汽車自動化生產線利用PLC+繼電器+變頻器+傳感器等裝備形成的電氣控制系統，實現了自動化的流水作業?；赑LC的自動化控制系統，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，傳感器發出信號，PLC接收信號并發出指令，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，汽車自動化生產線通常都是綜合性非常強的生產線，汽車制造各環節，通過自動化控制系統實現協同配合，一條生產線上的各生產環節必須準確有效地配合才能保證生產效率和安全性，以上述焊接生產線來講，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節必定產生沖突而導致安全事故發生。

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發送監控信號并接收控制指令。其二是升降機要向PLC發送工位是否空閑的狀態信息，以供其他環節設備協調運行。其三是協同機構到位發送信號，升降機協同運動以保證工件流轉加工順暢。其四，各協同機構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鍵，當然配合自動化控制，將更為安全。其七，當生產線上出現異常情況，比如異常的電流沖擊、異常的振動等等，系統應當及時停機并且發出警報，以及異常信息提示故障類型（智能制造需要，需要大數據技術，機器學習算法甚至人工智能的支持）。

在自動控制系統中，要實現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速、電機減速器控制機械機構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象。其三，不得出現振動，因為升降機一旦振動將導致工件移位。

2? 汽車自動化生產線升降機運行安全

2.1 向管理要安全

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

其一，應當樹立繼承發揚、系統思考、開拓創新的管理思想，明確自動化生產線設備管理績效考核辦法，利用績效管理來實現生產車間設備管理組織績效的提升，建立規范集中設備管理模式，利用有關制度將升降機設備管理內容固定下來，明確管理責任指定崗位工作要求、作業指導書、檢修作業規范等。

其二，建立全員參與汽車自動化生產線設備管理機制，結合汽車自動化生產線實際情況設定管理標準，對設備進行優化改造，配合自動控制系統，構建在線狀態故障檢測診斷系統，實現對設備的數字化管理，若條件不合適，應當實施點檢定修，設定點檢定修標準，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定，依托崗位檢查、日常檢查、專項檢查三級檢查制度，調整人才結構，促使技術人員從設備操作者轉變為技術指導甚至技術管理，由這些人才來引領升降機設備的檢驗。

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

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

2.2 向技術要安全

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

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

針對控制系統來講，由于控制系統配置的優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只要PLC不出問題，控制程序設計合理，基本對升降機無影響，除非傳感器等外部連接裝置出現故障，而PLC自帶故障檢測功能，它主要針對控制系統的故障檢測，也能夠進行預防性維護保養，可保證設備及其控制系統的健康，進而保證運行安全。

3? 結束語

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

參考文獻：

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