白車身焊裝線設(shè)備故障研究

1、-作者xxxx-日期xxxx白車身焊裝線設(shè)備故障研究【精品文檔】卡車白車身焊裝線設(shè)備故障研究單位：東風(fēng)商用車公司車身廠 瞿建光【摘 要】 本文較為詳細(xì)地介紹了白車身焊裝線設(shè)備的故障形態(tài)和分布及減低故障的一般方法【關(guān)鍵詞】 OEE 單臺故障 一. 前言 現(xiàn)代卡車駕駛室白車身生產(chǎn)方式很多，從最原始的到先進(jìn)的都存在，按照產(chǎn)量大小不同采取如下幾種方式： 1.小批量生產(chǎn)方式，年產(chǎn)量小于3000臺。 單工位人工生產(chǎn)，勞動強(qiáng)度大，效率低，僅用于少量特殊車型； 2.中批量方式，年產(chǎn)量 3000-30000臺，多工位人工生產(chǎn)，不使用自動機(jī)械運輸駕駛室，用電動葫蘆和人工小車推送，也有勞動強(qiáng)度大效率低的特點，工位較

2、少，但夾具精度有保障； 3. 大批量方式，年產(chǎn)量大于30000臺，多工位機(jī)械生產(chǎn)，機(jī)械往返傳輸駕駛室和大總成，工位數(shù)多，部分總成采取自動裝置上線裝配，線體上部分工位采用機(jī)器人焊接，勞動強(qiáng)度小，效率高。 大批量方式中，甚至可用復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換不同機(jī)構(gòu)來混流生產(chǎn)其他形狀完全不同的車型.設(shè)備，機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)都很復(fù)雜，固定成本高，但在產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)壽命期內(nèi)可以攤薄初期的固定成本。 前兩種生產(chǎn)方式設(shè)備簡單，除了工位上電葫蘆，懸掛點焊機(jī)和焊鉗等，附屬設(shè)施僅能造成極少的故障，其他的機(jī)械如氣控夾具，人工運輸小車，也很少有故障。大批大量生產(chǎn)方式帶來的故障顯著不同于其他方式，工位多，設(shè)備多，電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜，對產(chǎn)

3、品的形狀均一度要求高，生產(chǎn)節(jié)奏快，出現(xiàn)了大量的設(shè)備故障停工。裝備越復(fù)雜，自動化程度愈高，控制越精密，設(shè)備故障可能性就高。 究竟哪些設(shè)備會常發(fā)故障，什么時間易出故障，這些故障的根本原因是什么，如何在生產(chǎn)現(xiàn)場解決這些故障，以及如何預(yù)防，本文就這些問題做一定程度的介紹和分析。二. 焊裝線設(shè)備的故障分布和形態(tài) 以某型重卡白車身焊裝線為例，先簡述其功能和設(shè)備 。該焊裝線分地板線，總裝線和調(diào)整線構(gòu)成。地板線，和總裝線體采用升降往復(fù)桿運輸?shù)匕蹇偝珊桶总嚿?，地板總成完成焊接后通過空中循環(huán)自行葫蘆小車附升降機(jī)運至總裝一工位，白車身完工后通過空中循環(huán)自行葫蘆附升降機(jī)運至調(diào)整一工位，調(diào)整線采取板鏈和滾床滑撬運輸，最

4、后通過升降機(jī)和推桿懸鏈運送至鄰近的涂裝車間。地板一至六個工位，功能如下：一工位人工裝焊后下梁總成，左右縱梁總成，左右側(cè)橫梁總成，鼓包（中地板）總成，左右地板總成；二工位人工裝焊后上梁總成，后地板總成，前圍總成，其中前圍總成是用氣動葫蘆吊裝上線；三四工位是各左右兩臺機(jī)器人共4臺補(bǔ)焊焊點；五工位裝焊左右后豎板總成和左右側(cè)邊梁，補(bǔ)焊部分焊點，夾具為翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；六工位補(bǔ)焊豎板和剩余焊點，準(zhǔn)備起吊至總裝一工位?？罩械匕遄孕泻J線可停止，將地板吊離線體運往線外，即下線，作為散發(fā)產(chǎn)品而不運往總裝一工位，空小車返回.總裝線一至十一工位，工位功能如下：一工位地板就位，接受地板總成，無任何動作；二工位為總裝工位，總

5、裝夾具復(fù)雜，裝焊后圍總成和左右側(cè)圍總成（高矮側(cè)圍可混流），夾具兩側(cè)機(jī)構(gòu)可平移和翻轉(zhuǎn)，其中后圍總成用氣動平衡吊上線，左右側(cè)圍總成靠空中自動平移升降裝置運輸從兩側(cè)自動上線；三工位補(bǔ)焊側(cè)圍、后圍和前圍焊點；四工位左側(cè)空中配有自動平移升降裝置(運輸高頂車型的前頂和后頂總成)，裝焊（點定焊，即預(yù)點焊）高頂車型的前頂和后頂總成，左右兩側(cè)頂蓋定位夾具復(fù)雜；右側(cè)空中也配有自動平移升降裝置，裝焊（點定焊）標(biāo)準(zhǔn)車型（平頂）頂蓋總成；五工位為機(jī)器人點焊頂蓋和側(cè)圍；六工位裝配高頂車中頂總成，補(bǔ)焊后圍流水槽；工位右側(cè)空中配有中頂自動平移升降上線裝置；七、八、九工位各左右兩臺機(jī)器人，補(bǔ)焊頂蓋，門洞，前風(fēng)窗和后圍；十工位包

6、壓邊后圍與側(cè)圍搭接處翻邊；十一工位裝配左右車門?？傃b線裝焊作業(yè)結(jié)束后由總裝自行葫蘆線吊離地面運至調(diào)整線一工位。調(diào)整線采用動力滾床與滑撬以及地板鏈混合運輸，電機(jī)驅(qū)動，可以儲備56臺駕駛室，僅作裝配附件，氣焊，打磨和檢查等工序；作業(yè)結(jié)束后由軌道升降機(jī)提升至空中推桿懸鏈，輸送至鄰近的涂裝車間。另，車門的包邊也是采用自動包邊機(jī)包邊，進(jìn)入和取出都使用傳送帶，自動就位和翻轉(zhuǎn)。線體運輸采用往復(fù)桿傳送，平移動作由齒輪齒條實現(xiàn)，電機(jī)減速驅(qū)動，升降靠電機(jī)驅(qū)動曲柄運動實現(xiàn)。綜上所述，這條焊裝線自動化設(shè)備較多，12臺機(jī)器人(投產(chǎn)初期10臺)，往復(fù)桿輸送裝置2條，空中地板自動循環(huán)輸送線1條（含小車4臺），空中總裝自動循

7、環(huán)輸送線1條（含小車4臺），左右側(cè)圍自動上線裝置2套，高車頂蓋和標(biāo)車頂蓋上線裝置2套，中頂上線裝置1套；有5個工位夾具復(fù)雜（地板一，二，五工位，總裝二工位（總裝），總裝四（頂蓋）工位）；推桿懸鏈線1條，自動滾床滑撬和板鏈若干；車門包邊線2條。共有數(shù)百個輸入輸出觸發(fā)傳感器。 經(jīng)過對連續(xù)4年的OEE（全局設(shè)備效率，Overall Equipment Effectiveness，簡稱OEE，用來表現(xiàn)實際的生產(chǎn)能力相對于理論產(chǎn)能的比率，是一個獨立的測量管理方法 ）故障記錄顯示: 第一類，機(jī)器人故障，約占50%；第二類，地板和總裝自動循環(huán)輸送線故障，約占20%；第三類，側(cè)圍和頂蓋自動上線裝置占15%；第

8、四類，夾具占5%，其他約占10%，統(tǒng)計見下表。2008年 *焊裝線設(shè)備故障停工時間統(tǒng)計表 表1問題類別數(shù)量(時間/分鐘）比率累計累積比率機(jī)器人（10臺機(jī)器人）69606960總20（夾具和側(cè)圍上線裝置）25969556總40（夾具和頂蓋上線裝置）199111547地板10，20，50，60（夾具和自動輸送線）187913426總110（自動輸送循環(huán)線）92214348總1011914457其他（不易分類）195816425合計164252009年 *焊裝線設(shè)備故障停工時間統(tǒng)計表 表2問題類別數(shù)量(時間/分鐘）比率累計累積比率機(jī)器人（12臺機(jī)器人）25432543總20（夾具和側(cè)圍上線裝置）13

9、950.203938總40（夾具和頂蓋上線裝置）9294867地板10，20，50，60（夾具和自動輸送線）7005567總110（自動輸送循環(huán)線）3355902總10415943其他（不易分類）8996842合計68422010年*焊裝線設(shè)備故障停工時間統(tǒng)計表 表3問題類別數(shù)量(時間/分鐘）比率累計累積比率機(jī)器人（12臺機(jī)器人）24822,482 總20（夾具和側(cè)圍上線裝置）14713,953 總40（夾具和頂蓋上線裝置）14615,414 總110（自動輸送循環(huán)線）13236,737 地板10，20，50，60（夾具和自動輸送線）12247,961 總10307,991 其他（不易分類）2

10、58810,579 合計10,579 2011年*焊裝線設(shè)備故障停工時間統(tǒng)計表 表4問題類別（設(shè)備或工位）數(shù)量(時間/分鐘）比率累計累積比率機(jī)器人（12臺機(jī)器人）28062,806 總110（自動輸送循環(huán)線）8423,648 地板10，20，50，60（夾具和自動輸送線）6094,257 總40（夾具和頂蓋上線裝置）5444,801 總20 （夾具和側(cè)圍上線裝置）50595,306 總1055,311 其他（不易分類）4945,805 合計5,805 （一）機(jī)器人故障簡述:，如車型丟失；2.循環(huán)冷卻水堵塞不暢；3氣壓不夠或不穩(wěn)定；4震動導(dǎo)致焊鉗檢測開關(guān)位置變動；5.電極粘損或電極桿損壞；6.產(chǎn)

11、品零件位置不正確或變形，表面臟污或絕緣；7.機(jī)器人焊接控制器故障；變壓器損壞，控制箱過熱頻頻報警；8.機(jī)器人自身動作控制系統(tǒng)故障，如，伺服電機(jī)，接觸不良，繼電器發(fā)熱損壞等；10.其他設(shè)備故障導(dǎo)致機(jī)器人不動作，難以查找，如某上線裝置信號線抗干擾力差，未屏蔽；11.次級電纜線劣化，電阻過大，電流達(dá)不到設(shè)定值；12.安全系統(tǒng)被觸發(fā)；13.旁系設(shè)備的碰撞導(dǎo)致機(jī)器人控制器接口接觸不良，如，旁邊的其他懸掛裝備碰松信號線接口，導(dǎo)致松動接觸不良；15.焊鉗本體或氣缸，平衡缸故障；16.少量的原因不明停工，經(jīng)過重新啟動程序，或者重新插拔各處接口等措施又恢復(fù)運作。從這些故障可看出，車身焊接機(jī)器人是種自動化程度很高

12、的電控機(jī)械，影響其正常運行的因素很多，包括其本身的，自身動作控制系統(tǒng)，焊接系統(tǒng)，水電氣動力，周圍環(huán)境，溫度，加工的產(chǎn)品等每一相關(guān)因素都可能導(dǎo)致機(jī)器人故障.我們可從統(tǒng)計結(jié)果來分析故障真正原因，制定改善途徑。改善措施如下:1.每一臺機(jī)器人增加工業(yè)空調(diào)增強(qiáng)冷卻效果；2.采用更好的焊接控制器，如博世系統(tǒng)；直線活塞副；4采用柔度和耐扭力更好的電纜包；5，將焊鉗的次級電纜由風(fēng)冷改成水冷；6.增加壓縮空氣過濾處置，增加排水閥；，增強(qiáng)備品的替換；9杜絕變形或有絕緣層的零件產(chǎn)品上線；10清理機(jī)器人工位周圍的設(shè)備防觸碰機(jī)器人；11.根據(jù)已發(fā)故障，建立點檢表，定期檢查各要害部位，提前做好各耗件的準(zhǔn)備；12.對線體相

13、關(guān)信號采用屏蔽線，消除信號干擾；13.采用適中的焊接規(guī)范參數(shù)。，應(yīng)該與設(shè)備商一道完善故障顯示和診斷系統(tǒng)。當(dāng)前出了故障不容易查找或查找時間過長， 不利于生產(chǎn)的進(jìn)行。（二）側(cè)圍和頂蓋自動上線裝置故障簡述:1.車型信號丟失；2.檢測傳感器自身失效，如彈簧失效；3行走機(jī)構(gòu)失效；4限位停止器因經(jīng)常碰撞松動失效；5電機(jī)線圈因機(jī)構(gòu)卡死燒壞；6信號順序跳步不正常；7編碼器聯(lián)軸器斷裂；8抓取和就位夾具不暢，如零件變形和夾具定位銷故障，導(dǎo)致嚴(yán)重的機(jī)械故障；9坦克鏈內(nèi)電源線斷裂；10電機(jī)抱閘電源線斷裂；輸出點損壞失效；12電機(jī)內(nèi)的溫度檢測電阻損壞。上述故障很普通也很平常，電氣故障查找困難，一旦找出很容易解決.改善措

14、施如下: ；，方便零件就位，減少機(jī)械故障觸發(fā)信號；，減少檢修時間和危險；4緊固各機(jī)構(gòu)件和檢查傳感器的固定；5各接觸不良處定期檢查。（三）夾具的故障簡述:夾具本身的故障很少，真正夾具本身的故障更少。簡述如下:1.焊后應(yīng)力過大，定位銷不能回位報警；2.零件變形，夾緊器不到位報警；帶有鎖緊鉤的氣缸因零件變形，鎖緊鉤不能正常動作；3.傳感器固定松動，無法感知就位情況；4.氣缸因故啟動了保護(hù)，被鎖死；5.氣缸潤滑不良，活塞卡??；6.氣閥使用劣化導(dǎo)致夾具不動作；氣路不暢，活塞劣化；7.氣缸桿聯(lián)接緊固失效，動作不到位；8.其他原因造成氣缸未接到執(zhí)行動作信號，并非夾具本身有故障；9.傳感器自身損壞導(dǎo)致氣缸無法

15、執(zhí)行和接受動作；10.冬季因壓縮氣體含水太多而結(jié)冰，凍住電磁閥閥芯，導(dǎo)致夾具不動作；11.總裝夾具內(nèi)因由自動焊接系統(tǒng)故障率較高，次級電纜接頭燒壞；焊接控制器掃描故障導(dǎo)致夾具內(nèi)焊槍不動作；夾具故障改善措施如下:1. 定期檢查和緊固傳感器；2. 定期清洗定位銷鎖緊鉤；3. 增加壓縮空氣干燥裝置；4. 采取反變形措施抵抗焊后變形和來件不良；5. 車間室內(nèi)增加保暖措施，如打開暖氣.6. 消除零件焊后應(yīng)力過大的現(xiàn)象或者采用摩擦力小得菱形定位銷；7. 增加總裝夾具內(nèi)點定焊焊接控制器數(shù)量，減少單個控制器控制的焊鉗數(shù)量。（四）調(diào)整線故障簡述:調(diào)整線因采用滾床，滑撬，板鏈，推桿懸鏈輸送駕駛室，故障很低，正常點巡

16、檢就可以解決：機(jī)構(gòu)失效；2.控制模塊損壞；3.電源斷路；4.滾床信號開關(guān)接觸不良；推桿機(jī)機(jī)械故障；懸鏈張緊輪發(fā)卡故障，軸承破損。（五）空中自動循環(huán)輸送線故障簡述:空中自動循環(huán)輸送線故障很低。很多停工原因不明，人工啟動后故障又消失，只能繼續(xù)觀察.最終體現(xiàn)在信號線、電源線斷路，接觸不良，機(jī)構(gòu)失效卡死，電源過載等較多.1.變頻器失效導(dǎo)致失速墜落，需更換；，電源輸出中斷；3.電機(jī)抱閘卡死，更換時間長；產(chǎn)品掉落，需重新調(diào)整位置；走輪，定期檢查緊固；6.劃線電源缺相，保險燒壞，更換；7. 通訊線接觸不良，重新插拔接口，再啟動；通訊信號直接傳輸改成無線傳輸；，需更換； （六）設(shè)備故障與環(huán)境溫度和產(chǎn)量的關(guān)系

17、統(tǒng)計數(shù)字表明，高溫的夏季6-10月設(shè)備故障明顯比春秋時節(jié)高（見表5）。經(jīng)過分析認(rèn)為，自動控制系統(tǒng)中大量的電子元器件具有高溫不穩(wěn)定特性。產(chǎn)量與相對設(shè)備故障無明顯線性相關(guān)性。這是因為只要有足夠的時間及時提前預(yù)檢修，及時排除潛在的故障，可以克服產(chǎn)量增加帶來的不利影響，如，在設(shè)備停工的中午午休時間和周末進(jìn)行預(yù)檢修，就可以顯著降低故障發(fā)生。*車身焊裝線單臺設(shè)備故障（分鐘/臺）月份統(tǒng)計表 表5年 月12345678910111220102011 經(jīng)過幾輪的針對性改善，效果明顯，故障時間下降顯著，總裝下線整白車身單臺純設(shè)備停工時間，如下表6，相對故障下降了78%，經(jīng)濟(jì)效益顯著，增強(qiáng)了生產(chǎn)抗風(fēng)險的能力.*焊裝線總裝單臺設(shè)備故障時間統(tǒng)計表 表6 年份20072008200920102011單臺故障停工（分鐘/臺）三. 結(jié)束語（一）白車身焊裝線因采用了機(jī)器人和自動輸送設(shè)備等大量的自動化設(shè)備，軟硬控制系統(tǒng)復(fù)雜設(shè)備故障率高，機(jī)器人的故障占比較大，開發(fā)出快速的設(shè)備故障故障自診斷