汽车自动化生产线升降机运行安全分析

陆颖

上海冠致工业自动化有限公司 上海市 201799

1 引言

对流水线进行自动化控制来进行汽车生产，已经成为了汽车生产行业的必备要求，而在整个流水线运转时，必然要依赖与电气自动化控制技术，保证流水线上的各种装置能够同步运行，这其中就包括流水线上的升降机[1]。只有明确不同车间中的升降机的结构和安全技术要求，对存在的问题在技术上进行改进，在通过有效的管理策略，生产线的合理操作，才能保证整个流水线的运行安全。

2 焊装车间中升降机结构以及安全技术要求

2.1 焊装车间车身升降机的结构

许多汽车企业的焊接车间都会使用到链式升降机，组成升降机的主要部分包括主机架、传动轴、驱动装置、升降轨道、升降支架、提升链条、配种链条等。当流水线工作时，升降机的主要工作是将白车身送到接车辊床上，然后进入升降机转送的下一个阶段，这中间需要借助平台上的旋转辊床。链式升降机可能发生的问题包括机械故障和电气控制故障，无论出现了哪类问题，都会导致很严重的安全事故，因此必须要在运送期间对升降机进行有效控制。

2.2 焊装车间车身升降机的技术要求

需要对升降机进行有效的控制才能保证安全，以当前的技术水平，升降机的控制模式包括手动控制、自动控制和维修控制。在手动控制模式或自动控制模式下，升降机和平台的滑撬如果需要下放到升降机的滚床上，必须要满足以下的情况。当升降机在升降到一定的位置后会发出信号，需要确认升降机是否发出了信号，之后可以对发出的信号进行判断，通过识别信号发出的类型，在确定是无车信号后才能继续工作；平台旋转辊床到达制定的位置之后会继续发出信号，只有在确认信号无误之后才能继续工作[2]。为了保证整个运行过程的安全，平台旋转辊床和升降机需要进行维修时，在电气控制上必须要有互锁功能；必须要能够对滑撬进行正方向和反方向的检测控制，从而保证升降机在正、反两个方向的运行中都处在无车状态；除了进行电气保护，还需要在机械上进行保护，因此升降机上通常都会设置机械挡块。相比于电气互锁装置在软件层面上的安全防护，机械挡块这种在硬件上的防护是更加可靠的，机械挡块要比电气互锁装置更加可靠，因为它能够在机械上保证升降机的安全，而控制逻辑相当于控制升降机的软安全，二者的合作和分工，能够让设备安全合理的运行。在升降机调整至单步维修状态时，主控柜也会自动调整至维修状态，这就使得生产线即使处在总维修的状态下，也能分段的运行；为了有效提高升降机的安全性，及时放出警报，通常把升降机的各种信号互锁到同一个电路当中，当一个信号出现问题时，比如有车、无车、到位、以及变频器正常等，一旦其中一个信号出现了问题，生产线就会马上停止运行并产生警报[3]。

2.3 叉式移载升降机在汽车焊装车间的应用

在汽车焊装车间中使用叉式移载升降机时，叉式已在升降机的主要目的是将车身焊装线上的白车转移到孔中的滑撬上，然后通过滑撬机运系统将白车送至B.I.W.线。叉式已在升降机在整个运送过程中会使用到两个不同系统的交接，控制比较复杂，同时，还会运用到同步和比例控制，只有实现三个系统的协调，才能保证施工安全，并满足工艺要求，并保证质量。

2.3.1 叉式移载升降机的工艺要求和工作原理

在焊装车间白车身生产线上的叉式移栽升降机控制系统由四台电机驱动，在进行焊装线和空中滑撬线交接时，能以不同的匹配速度进行交接，同时，启动停止必须要相对同步才能保证生产，因此，整个生产过程中对设备的位置控制精度有很高的要求，必须要保证误差精度比较低，因此通常会使用闭环控制系统。同时，为了保证具备较高的安全性，也需要设备具有较高的工艺，对电气控制的精度和安全性也有很高的要求。

2.3.2 叉式移载升降机的优点

（1）叉式移载升降机是使用了总线通讯对变频器进行控制，因此这类升降机的硬件逻辑比较简单，软件逻辑结构十分严谨，具有很强的抗干扰能力，借助这个方式，就能够对全车间现场总线进行网络控制。

（2）这种升降机的系统反应速度很快，对于载荷变化能够很好的进行调整，从而有效保证了系统能够长期稳定安全的运行。设备产能提升速度很快，并且能够最大程度上提高系统的匹配能力，对整个车间的产量变化起着至关重要的影响。

（3）符合安全标准，通过安装光幕和启用控制器，能够提升系统的安全和稳定程度。

3 涂装车间升降机结构和安全技术要求

3.1 涂装车间升降机的介绍

涂装车间的升降机，会在涂装和注腊工作完成之后开始工作，升降机会将吊具上的车身移入转接工位，完成转接后将车身移入总线辊床，最后进入总装前储备线。根据车身的转接过程，能够发现在涂装车间中，转接不会使用到太多的机械设备，而且也只是进行了比较简单的动作。在实际的工作中，在进行这类转接时也是比较可靠和稳定的，能够有效保证生产安全[4]。通常都会将车身的转接时间控制在一分钟左右，从而保证产能能够满足要求，确保汽车的大量生产。但是，即便是涂装车间比较简单的转接工作，也很有可能出现安全上的问题。当车身转接到了空吊具上之后，机械设备的故障和操作人员的事物都会导致车身无法正常转接，这时吊具还会按照正常的程序吊着车身返回，依旧在吊具上的车身很可能回合其他的车身发生碰撞，从而引发安全事故。在使用升降机对车身使用吊具-辊床这种方式进行转接时，吊具很可能出现上下晃动，这时就很可能因为吊具的上下晃动导致车身下落位置偏歪，极有可能出现刮碰的问题。

3.2 安全技术要求

上文已经叙述了在涂装车间的升降机会产生的安全问题，可以通过一些技术手段，有效避免安全事故的发生。可以在吊具上安装光电检测开关，检查吊具上是否还挂着车身，如果依旧有车身悬挂在吊具上，就要及时发出警报，并设置阻止吊具进入返回线的程序，停止吊具的移动，让维修人员进行处理，这样就能够有效的而避免因为车身转接失败所导致的碰撞[5]。还可以调整转接处的辊床，避免辊床存在过大的偏差，因为当辊床上的辊轮存在较大的偏差时，就会使吊具在运行过程中产生大量的晃动，即便之后吊具停止运行，也会极容易产生晃动。因此，需要逐个检查涂装车间的辊床和辊轮，并进行校正，保证平整度的误差在2mm以内[6]。同时，还要增加涂装吊具的抱臂夹紧结构，当吊具停止运行时，夹紧机结构会夹紧涂装吊具的抱臂，减少吊具的晃动，让吊具迅速定位。但是，使用这种方法会增加整个设备的运行节拍，从而导致设备的节拍不够，需要使用其他的方法。

4 自动化生产线的安全管理措施

4.1 定期对生产线进行检查

需要每个月都要对生产线上升降机的机械挡块进行检查，着重检查挡块的紧固程度和磨损情况。在必要的情况下，可以每三个月都会备份一次PCL程序，同时还需要定期检查升降机的减速器，及时发现减速器的问题，并进行维修，减少存在的安全隐患。

4.2 提高工作人员对安全生产的重视

电气化生产线的操作人员，必须要对安全生产有足够的重视。在设备运行时，要正确的进行操作，避免因为操作事物伤害到其他工作人员，或者损害到设备和工件。如果发现生产线上出现了问题，必须要及时停止生产，让安全人员进行解决。除了口头上的要求，工厂还需要定期组织操作人员进行安全生产的学习和考核，保证操作人员熟悉安全生产的操作方式。

4.3 减少生产当中的违规操作

操作人员在生产过程中，不能随便操作旋钮，避免因为升降机工作状态发生改变导致事故发生。厂房中的工作人员，都要对每次事故的产生原因熟悉，因此需要全体人员都记录事故的发生原因、对设备进行维护和保养的方法以及事故的处理过程。为了保证在维修和保养时避免突发情况，在进行这类工作时，必须要有两名以上的人员在场，从而在发生意外时，能够及时关闭升降机。

5 结语

安全技术是电气自动化的重要技术之一，为了实现生产线的安全，对技术人员的经验有一定的要求，需要他们验证设备的安全性，保证设备在理论上是安全的，另一方面，还要求设备的使用者具备较强的安全意识，能够避免在设备运行过程中出现安全问题，并且能够查找设备可能存在的安全隐患，从而保证汽车生产的有序进行。