自动化生产线故障诊断与维修管理探究

代淑芬

【摘 要】自动化生产线是现代工业的生命线，机械制造、电子信息、石油化工、轻工纺织、食品制药、汽车生产以及军工业等现代化工业的发展都离不开自动化生产线的主导和支撑作用。自动生产线主要由自动执行装置（包括各种执行器件、机构，如电机，电磁铁，电磁阀，气动，液压等），经各种检测装置（包括各种检测器件，传感器，仪表等），检测各装置的工作进程，工作状态，经逻辑，数理运算，判断，按生产工艺要求的程序，自动进行生产作业的流水线。自动生产线不仅要求线体上各种机械加工装置能自动地完成预定的各道工序及其工艺过程，使产品成为合格的制品，而且要求在装卸工件、定位夹紧、工件在工序间输送、工件的分拣甚至包装等都能自动地进行，使其按照规定的程序进行工作。下面以KHJD-A型自动生产线为例，探讨一下自动化生产线常见故障的诊断与维修管理方法。

【关键词】自动化生产 维修 管理

1 KHJD-A型自动生产线简介

KHJD-A型自动生产线由安装在铝合金导轨式工作台上的供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。根据实际需要，输送单元将供料单元料仓内的工件分别搬运到加工单元、装配单元、分拣单元进行加工、装配和分拣等工序，最后输送单元机械手返回参考原点，完成一个工作周期。其中，每一工作单元都可自成一个独立的系统，同时也都是一个机电一体化系统。各个单元的执行机构都是以气动执行机构为主，但输送单元的机械手装置整体运动则采取伺服电机驱动、精密定位的位置控制，该驱动系统具有长行程、多定位点的特点，是一个典型的一维位置控制系统。分拣单元的传送带驱动则采用了通用变频器驱动三相异步电动机的交流传动装置。

在KHJD-A型设备上应用了多种类型的传感器，分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。在控制方面，KHJD-A型采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案，即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。

2 KHJD-A型自动生产线常见故障诊断与维修

2.1气动回路故障

气动回路故障主要包括系统没有气压、供压不足、系统出现异常高压、气缸不动作、动作卡滞、爬行、压缩空气中含水量高等故障。比如：在加工和装配单元，通过气动回路控制气缸来推动工件。待工件输送到位后，由气动回路控制机械手爪进行抓取。气动回路在使用过程中，有时会出现气缸不动作的现象。根据这一故障现象，首先检查一下气动回路是否存在漏气现象，如果存在，找到漏气部位，将气管从气路中拔出，修剪一下后重新插入并插紧；其次检查一下气动系统中开关阀、启动阀、流量控制阀等是否打开，如果没有打开，请按照顺序依次打开；如果确认开关阀、启动阀、流量控制阀等均已打开，检查一下气压表气压是否正常，如果气压也正常，那么根据气缸不动作的现象，可以判断可能是单向节流阀被拧紧，没有压缩空气输送，此时可以将节流阀开度拧大，到这一步，故障基本上已经排除了。

2.2机械和电气故障

机械故障一般是部件连接位置不准确或有松动导致设备动作不准确或不能工作。电气故障主要是元器件的接线出现错误、短路导致不能正常工作或者是传感器故障。在故障诊断与处理时，机械故障和电气故障可以综合考虑。

典型故障一：在装配单元，旋转台旋转角度不足180°，导致系统不能正常装配工件。此故障可通过观察法得出是旋转台的位置出现问题，属于机械故障。按照设备的机械结构图纸，重新调整旋转台工作位置就可以了。一般排除故障前需要先熟悉设备的机械结构、各元器件和安装图纸；熟悉设备控制电路，熟悉控制电路图；熟悉设备的功能和动作过程；熟悉设备的程序。随后，可根据所判断的故障类型，进行排除故障。

再比如：供料单元实际执行动作中，料盘不能正常旋转。设备不能正常工作，转盘不转的原因很多，首先检查一下是否有工件，如果没有工件，不能加工，故设备不运行，电机不转；其次看看是否是传感器问题，传感器安装位置不当也将导致检测头检测不到测量快；还有就是转盘安装问题，干摩擦太大导致转盘不能转起来，这种情况电机应该是发出声响的；最后检查一下旋转电机是否有问题，如果旋转电机有问题，可能是电机线路的问题或是继电器问题，也可能是电机本身的质量问题。确定是那一种故障后可根据故障类型进行故障排除：若是传感器、转盘安装问题，可调节传感器的位置，重新安装转盘，加润滑剂即可；若是线路问题（传感器、电机、继电器等），可按照接线图进行正确接线排除故障。

2.3系统联机故障

各单元及主控系统启动后，在触摸屏监控界面上某个单元信号标志没有变为绿色，显示仍是未联机状态。产生以上现象的可能原因有： 该单元未启动，该单元处于单机状态； 该单元侧的网线未连接好，有松动；集线器侧的网线未连接好，有松动；主控计算机的网线未连接好，有松动；该单元控制软件还未完全启动。处理方法： 启动该单元，并设置为联机状态，进行复位操作后再次启动；压紧该单元侧的网线接口，压紧集线器侧的网线接口，压紧主控计算机的网线接口，并重新启动该单元，等待一段时间后（ 单元控制软件启动） 再进行观察故障是否排除。

3 结语

自动化生产线若出现故障，会直接导致生产线停机而影响正常生产。针对自动化生产线常见的故障，我们可以采取以下几种方法进行判断和排除：观察法：通过观察设备的运作情况、元器件安装、元器件的损坏、机械结构松动来确定；检测法：通过仪表仪器来检测某个部位的工作情况是否正常来诊断故障；比对法：通过与正常运作情况及记录数据相比对，来找出故障；综合法：运用多种方法及工作人员的经验进行判断设备的故障。