Aug 08, 2022
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轉(zhuǎn)發(fā)自:專題報(bào)道
文/劉龍傳,方安勇,王飛宇,一汽一大眾汽車有限公司成都分公司
伴隨著5G開(kāi)始商用,智能制造在工業(yè)生產(chǎn)內(nèi)不斷升級(jí),傳統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)要求制造企業(yè)投入大量的人力和財(cái)力,無(wú)法找到設(shè)備零件的壽命拐點(diǎn),提前更換,將導(dǎo)致成本的浪費(fèi);
延時(shí)更換,出現(xiàn)停機(jī)將導(dǎo)致生產(chǎn)率的下降。如何找到準(zhǔn)確的更換時(shí)間點(diǎn)
我們需要工業(yè)大數(shù)據(jù)的分析,使用預(yù)測(cè)性的維修方法,實(shí)時(shí)掌握零件的工作健康狀況,從而判定備件是否可以繼續(xù)工作,這也是未來(lái)的維修發(fā)展方向。
著汽車行業(yè)整體銷量的持續(xù)下滑,各大車企都在進(jìn)行成本的壓縮
對(duì)于沖壓設(shè)備來(lái)說(shuō),設(shè)備昂貴,零部件種類繁多,控制系統(tǒng)多樣、復(fù)雜利用工業(yè)大數(shù)據(jù)有效的對(duì)沖壓設(shè)備、零部件進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析和管理,彌補(bǔ)傳統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)的缺點(diǎn)
將大大提高生產(chǎn)效率、降低人員成本,針對(duì)設(shè)備不同的損壞周期和損壞影響的程度,制定不同的維修策略矩陣如圖1所示。
(1)針對(duì)出現(xiàn)頻率高,影響大的問(wèn)題,我們判定其為設(shè)計(jì)問(wèn)題,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、改進(jìn)控制結(jié)構(gòu)就可以徹底解決
(2)針對(duì)出現(xiàn)頻率高,但是影響很小的問(wèn)題,我們可以準(zhǔn)備充足的備件作為臨時(shí)措施,同時(shí)采取技術(shù)手段來(lái)解決問(wèn)題
(3)針對(duì)出現(xiàn)頻率低,影響又小的問(wèn)題,我們就可以通過(guò)傳統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)的方法,定期定頻次的進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),防止問(wèn)題出現(xiàn)。
這種問(wèn)題的出現(xiàn)沒(méi)有規(guī)律可循,但是一旦出現(xiàn)將造成長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī),影響生產(chǎn)效率,因此我們就要采取新的技術(shù)手段,實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)
通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的分析得到有效數(shù)據(jù)后,運(yùn)用數(shù)學(xué)模型的建立,實(shí)時(shí)掌握損壞部位的劣變趨勢(shì)。
沖壓車間采用德國(guó)Muller Weingarten進(jìn)口沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線,整線由KIJKA機(jī)器人組成的拆垛單元,德國(guó)先進(jìn)的VMT視覺(jué)對(duì)中系統(tǒng),6臺(tái)大型沖壓機(jī),7 個(gè)高速傳輸機(jī)械手—Speedbar組成,如圖2所示。
整線設(shè)備的電器控制系統(tǒng)主要采用西門子公司的 S7一400 CPU,通訊上采用Profibus總線、Profinet總線以及德國(guó)Beckhoff公司的Twincat軟件PLC
通訊上采用EtherCAT總線,通訊速度最短可以達(dá)到50卩s可以實(shí)現(xiàn)高速機(jī)械手的精確控制,利用VisualStudio 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集終端的開(kāi)發(fā),并通過(guò)c #語(yǔ)言程序的編寫
通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議和MODBUS有線和 MODBUS無(wú)線協(xié)議,采集設(shè)備組網(wǎng)內(nèi)的各類總線的設(shè)備數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集端總框圖如圖3所示。
采集的數(shù)據(jù)分類穩(wěn)壓電源的模擬量電壓實(shí)時(shí)采集電源模塊原始備件只有一個(gè)數(shù)字量的開(kāi)關(guān)信號(hào)告知我們當(dāng)前的電源模塊是否處于正常工作的狀態(tài),對(duì)于電源模塊的內(nèi)部狀態(tài)、工作情況,比如整流電流
輸出電壓模擬量數(shù)值等都無(wú)法進(jìn)行分析,如果能采集到輸出電壓的模擬量實(shí)時(shí)值,就可以分析到在供電過(guò)程中是否出現(xiàn)了電壓值過(guò)高或者過(guò)低的波動(dòng)情況
針對(duì)過(guò)高的情況我們可以提前采取預(yù)防性的手段,比如在輸出端口增加浪涌抑制器,就可以有效的濾除輸出電壓過(guò)高的情況;
而經(jīng)常性的電壓被拉低,我們可以采用增加冗余電源來(lái)防止低壓導(dǎo)致的配件損壞。
通過(guò)增加電源模塊的監(jiān)控分析,采取有效的技術(shù)手段,來(lái)預(yù)測(cè)電源模塊的運(yùn)行壽命,使用后電源模塊的故障率降低了46%。
液壓系統(tǒng)的液位、壓力、溫度、量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集在板料沖壓成形的過(guò)程中液壓拉伸墊工作的好壞將決定著板料的成形質(zhì)量,進(jìn)口沖壓線液壓拉伸墊組成復(fù)雜,由1個(gè)中心缸和8個(gè)擠壓缸組成,中心缸上有3個(gè)德國(guó)MOOG品牌伺服閥
每個(gè)擠壓缸上都有一個(gè)MOOG 的伺服閥,通過(guò)伺服閥精確調(diào)整系統(tǒng)的壓力,從而得到完美的成形壓力,而整個(gè)液壓系統(tǒng)龐大,一個(gè)簡(jiǎn)單的單向閥出現(xiàn)故障,并不會(huì)引起設(shè)備的停機(jī),但會(huì)在成形的過(guò)程中對(duì)沖壓件的質(zhì)量產(chǎn)生影響。
因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的復(fù)雜(圖40以及本身并不智能化,導(dǎo)致了沖壓件成形中受到很多未知因素的干擾,從而造成制件的質(zhì)量不穩(wěn)定
針對(duì)這種情況,在液壓回路中增加大量帶℃一凵NK功能的壓力、溫度、流量傳感器通過(guò)℃一凵NK總線將實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集回PLC
通過(guò)c #語(yǔ)言的編程將這些數(shù)據(jù)采集回?cái)?shù)據(jù)庫(kù),在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行多維度的綜合分析,最終建立分析預(yù)測(cè)模型,如圖5所示。
通過(guò)這樣的方式,液壓拉伸墊變得智能化,將分析的方法形成程序在運(yùn)行中實(shí)時(shí)的計(jì)算,任何一個(gè)液壓元件出現(xiàn)了問(wèn)題,自己都可以有效的分析出來(lái),并通過(guò)人機(jī)界面,將預(yù)測(cè)結(jié)果輸出。
動(dòng)力供電的電壓、電流的波動(dòng)情況的數(shù)據(jù)采集專題報(bào)道 Features
或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的損壞,但是因?yàn)闆](méi)有對(duì)動(dòng)力電壓值的反饋監(jiān)控,導(dǎo)致當(dāng)出現(xiàn)缺相或者電壓值不穩(wěn)定時(shí),只能等到最后電機(jī)損壞時(shí),才知道供電電壓的不穩(wěn)定
因此加入動(dòng)力電壓和電流的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,不僅可以實(shí)時(shí)分析出動(dòng)力供電質(zhì)量的好壞,同時(shí)也可以根據(jù)電流波動(dòng)的情況分析出負(fù)載的健康狀況
根據(jù)數(shù)據(jù)的趨勢(shì)變化就可以提前預(yù)測(cè)設(shè)備的未來(lái)運(yùn)行狀況。
動(dòng)力電采集模塊,支持4g網(wǎng)絡(luò),支持網(wǎng)絡(luò)透?jìng)?/span>
傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)和溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集
壓機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)負(fù)載、壓機(jī)傳動(dòng)經(jīng)過(guò)主電機(jī)一飛輪一高速軸一二級(jí)傳動(dòng)軸一偏心輪一曲柄連桿一4 個(gè)壓力點(diǎn)
通過(guò)4個(gè)壓力點(diǎn)與滑塊進(jìn)行連接,帶動(dòng)滑塊進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng),在這動(dòng)力的傳遞過(guò)程中,要經(jīng)過(guò)偏心齒輪的傳動(dòng),經(jīng)過(guò)種類繁多的各類軸承
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