UBC工艺段机运输送设备的改造

作者:上汽通用五菱汽车股份有限公司 谭铭 莫军 发布时间:2019-10-24
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UBC工艺段的机运输送设备作为涂装车间的生产主线设备,其可靠性是涂装车间生产的重要保障,直接制约了车间的生产成效。本文详细介绍UBC工艺段机运输送设备可靠性提升改造项目的实施。

UBC是Under Body Coating的缩写,中文意思是车底涂胶,是指在车身下方对车身底部及相关重要部位进行喷涂,目的在于增强车体底部及重要部位的抗沙石击打性能、减少噪声,是汽车涂装工艺的重要组成部分。因此,UBC工艺段的机运输送设备作为涂装车间的生产主线设备,其可靠性是涂装车间生产的重要保障,直接制约了车间的生产成效。

问题提出
UBC工艺是在车身底部进行作业的,所以一般UBC工艺段的机运输送设备为空中设备。我司柳东涂装车间一期UBC工艺段机运输送设备采用的是空中单边工艺带输送机(以下简称UBC工艺带),它主要由机架、输送工艺带、工艺带支撑滚轮、张紧装置、驱动装置以及空中滑橇支撑凸缘轮等结构组成,如图1所示。该设备是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械设备。作业时空中滑橇一边置于工艺带上,另一边置于凸缘轮上,工艺带平稳地带动空中滑橇向前运行,直至输送到下一个设备。
UBC工艺带自正式投产运行以来,平均2个月损坏一条工艺带,设备运行可靠性低下,导致了长时间的设备停机、生产停线,造成了严重的经济损失。

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问题分析
造成我司柳东基地涂装车间UBC工艺段机运输送设备可靠性低下的原因,初步认为有以下几点:
(1)UBC工艺带与出入口滚床的交接速度不匹配,造成工艺带磨损加快;
(2)UBC工艺带的骨架直线度与水平度没有达到设计要求;
(3)现使用品牌的工艺带无法满足现场使用工况;
(4)现场工况不适合使用工艺带输送设备。
针对以上几点原因,我公司柳东基地涂装维修团队与设备供应商共同努力,对可能的原因逐一进行排查、解决。在对工艺带与进出口滚床速度进行了测量、校正了工艺带直线度和水平度以及换装了质量更好的工艺带后,问题依然没有得到解决。因此可以得出结论,现场工况不适合使用工艺带输送设备。

项目改造
1.方案制定
因改造周期有限,团队决定在原有设备结构的基础上进行合理的、最小的改动。经研究,在原有UBC工艺带的结构基础上将UBC工艺带改造成设备可靠性更高的摩擦轮驱动,从而提升整个输送系统的运行可靠性,保证车间的正常生产。
初始设计有两种改造方案:方案一,摩擦驱动电动机竖直安装,摩擦轮对面安装固定的从动轮,摩擦轮与空中滑橇的侧面接触、驱动;方案二,摩擦驱动电动机水平安装,摩擦轮与空中滑橇的底部接触,依靠摩擦力驱动空中滑橇前进。两种改造方案的结构如图2、图3所示,优劣对比如表所示。

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综合对比以上两种方案,发现方案一优势明显,故决定采用方案一对原有生产线进行改造,最终的具体改造内容包括:①设计驱动电动机及从动轮底座,便于安装在原工艺带骨架壁板上;②每条UBC工艺段安装12套摩擦轮驱动系统,保证每个UBC空中滑橇始终有2个摩擦轮同时驱动;③更换工艺带底部支撑滚轮,更换后的滚轮半径为原滚轮的半径与工艺带厚度之和,用于直接支撑空中滑橇;④摩擦轮驱动电动机采用SEW变频器控制,动力电路、24 V控制电路及DeviceNet网络从原控制工艺带驱动电动机的SEW变频器连接;⑤原工艺带置于支撑滚轮的下方,无须拆除,可用于冗余使用。
2.项目难点分析
(1)项目规划的难点
规划难点主要在于,此改造过程是在现有的旧生产线上进行改造的,所在区域为空中悬挂结构,空间狭小、干涉钢梁多,改造方案受很多条件限制;同时考虑到空中滑橇重量大,摩擦轮驱动存在打滑的情况,故设计了每个空中滑橇始终有2个摩擦轮同时驱动的驱动方式,因此驱动系统的设计及布局规划是个极大的挑战。
(2)项目实施的难点
实施难点主要在于,此改造工程是在生产主线上进行的设备改造,仅利用连续4天的停产时间进行施工,工程施工量大,系统调试量大,改造后设备运行质量要求高。并且因现场施工空间狭小,每个位置只能容下2个施工人员,施工进度缓慢,只能采取多点同时作业的方式来保证项目的按时完成。
该项目改造过程在生产主线上施工,时间紧且风险大,对施工质量要求很高,需要认真规划准备施工。
改造优势
1.网络优势
原有的设备网络较长,取消工艺带变频器网络节点后,再从网络终端接到新的12台变频器上,整个网络就超出了长度,因此需通过网络支线拓扑结构来解决网络线长的问题。支线拓扑结构如图4所示。

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2.摩擦轮驱动系统的优势
改造后的摩擦轮驱动系统的优势主要有以下几个方面:
(1)摩擦轮驱动系统结构简单,安装、调试以及维护过程方便;
(2)摩擦轮驱动具有噪声低、无污染的特点,可很好地保证车间具有良好的环境;
(3)摩擦轮使用寿命长。因为摩擦轮采用的优质聚氨酯材料具有摩擦系数大、耐磨性好及有一定弹性的特点,其使用寿命一般可达到3~5年,可为企业节省一定成本;
(4)具有过载保护的特点。摩擦轮传动过载时,摩擦轮与传动工件会产生打滑,从而保护设备避免
损坏;
(5)摩擦轮与传动工件的摩擦力可通过弹力调整弹簧进行调整,使驱动力既能满足工件传输的要求,又能避免产生过高的侧向压力,减少对摩擦面的
磨损。

结语
此次有计划地改造生产主线设备的过程,利用可靠性更高的输送设备提升了整个机运链系统的可靠性。当单个输送单元出现故障时,不会影响其他输送单元的运行,避免造成生产停线,保证了车间的生产。  

ubc
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