浅谈自动化冲压线预测性维修(一)

浅谈自动化冲压线预测性维修(一)

Aug 25, 2022

 

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转发自:专题报道

 

作者:文/刘龙传,方安勇,王飞宇,一汽一大众汽车有限公司成都分公司

 

伴随着5G开始商用,智能制造在工业生产内不断升级,传统的预防性维护要求制造企业投入大量的人力和财力,无法找到设备零件的寿命拐点,提前更换,将导致成本的浪费;延时更换,出现停机将导致生产率的下降。

 

如何找到准确的更换时间点,我们需要工业大数据的分析,使用预测性的维修方法,实时掌握零件的工作健康状况,从而判定备件是否可以继续工作,这也是未来的维修发展方向。

 

着汽车行业整体销量的持续下滑,各大车企都在进行成本的压缩,对于冲压设备来说,设备昂贵,零部件种类繁多,控制系统多样、复杂,利用工业大数据有效的对冲压设备、零部件进行实时的分析和管理,弥补传统预防性维护保养的缺点,将大大提高生产效率、降低人员成本,针对设备不同的损坏周期和损坏影响的程度,制定不同的维修策略矩阵如图1所示。

 

( l )针对出现频率高,影响大的问题,我们判定其为设计问题,通过优化设计方案、改进控制结构就可以彻底解决

 

(2)针对出现频率高,但是影响很小的问题,我们可以准备充足的备件作为临时措施,同时采取技术手段来解决问题

 

〈3)针对出现频率低,影响又小的问题,我们就可以通过传统预防性维护的方法,定期定频次的进行维护保养,防止问题出现。这种问题的出现没有规律可循,但是一旦出现将造成长时间的停机,影响生产效率,因此我们就要采取新的技术手段,实时采集数据,通过数据库的分析得到有效数据后,运用数学模型的建立,实时掌握损坏部位的劣变趋势。

 

冲压车间采用德国Muller Weingarten进口冲压自动化生产线,整线由KIJKA机器人组成的拆垛单元,德国先进的VMT视觉对中系统,6台大型冲压机,7 个高速传输机械手—Speedbar组成,如图2所示。

 

整线设备的电器控制系统主要采用西门子公司的 S7一400 CPU,通讯上采用Profibus总线、Profinet总线以及德国Beckhoff公司的Twincat软件PLC,通讯上采用EtherCAT总线,通讯速度最短可以达到50卩s

 

可以实现高速机械手的精确控制,利用VisualStudio 软件进行数据采集终端的开发,并通过c #语言程序的编写,通过标准以太网协议和MODBUS有线和 MODBUS无线协议,采集设备组网内的各类总线的设备数据。数据采集端总框图如图3所示。

 

采集的数据分类稳压电源的模拟量电压实时采集

 

电源模块原始备件只有一个数字量的开关信号告知我们当前的电源模块是否处于正常工作的状态,对于电源模块的内部状态、工作情况,比如整流电流输出电压模拟量数值等都无法进行分析

 

如果能采集到输出电压的模拟量实时值,就可以分析到在供电过程中是否出现了电压值过高或者过低的波动情况,针对过高的情况我们可以提前采取预防性的手段,比如在输出端口增加浪涌抑制器,就可以有效的滤除输出电压过高的情况;

 

而经常性的电压被拉低,我们可以采用增加冗余电源来防止低压导致的配件损坏。通过增加电源模块的监控分析,采取有效的技术手段,来预测电源模块的运行寿命,使用后电源模块的故障率降低了46%。

 

液压系统的液位、压力、温度、量实时数据采集

 

在板料冲压成形的过程中液压拉伸垫工作的好坏将决定着板料的成形质量,进口冲压线液压拉伸垫组成复杂,由1个中心缸和8个挤压缸组成,中心缸上有3个德国MOOG品牌伺服阀,每个挤压缸上都有一个MOOG 的伺服阀

 

通过伺服阀精确调整系统的压力,从而得到完美的成形压力,而整个液压系统庞大,一个简单的单向阀出现故障,并不会引起设备的停机,但会在成形的过程中对冲压件的质量产生影响。

 

因为液压系统的复杂(图40以及本身并不智能化,导致了冲压件成形中受到很多未知因素的干扰,从而造成制件的质量不稳定

 

针对这种情况,在液压回路中增加大量带℃一凵NK功能的压力、温度、流量传感器通过℃一凵NK总线将实时的数据采集回PLC,通过c #语言

 

图4液压拉伸垫液压控制图

 

数据库内部编程.综合多方面相数据的变化趋势 ℃.LINK内部数据解析分析 关性数据.根据Matlab数学计算

 

生成分析模型进怵十算

 

图5液压系统10—Link数据采集与分析