摘 要： 某汽车厂总装车间车门装配线为电动单轨悬挂输送系统，共有155个吊具。在二层缓存区，存在两段上坡段，在设备调试和试运行期间，出现过一些门吊具在坡段无法上行的问题，此问题会造成整个门输送线路的中断，影响生产节拍。 本文针对此问题进行了分析， 测试了几种解决方法， 并最终找到了行之有效且成本较低的方法。

关键词： 门输送线；电动单轨系统；坡段上行停止；等待模塊

1.前言

电动单轨悬挂输送系统从一个工厂的前期投入，运行费用、控制产品量和可持续发展等方面综合考虑，自行小车输送线技术将更具有优势，同时相信随着电子技术的发展和电子产品的规模化生产，用于自行单轨小车的控制器将不再成为价格制约的难题，应用该技术也将会越来越广泛 [1]。根据应用场合和负载情况， 通常将单轨悬挂系统分为：轻载系统和重载系统。通常我们将负载大于1000kg的系统称为重载系统， 将负载小于1000kg的系统称为轻载系统，对于轻载系统，使用最多的是单轨悬挂系统。

2. 系统概述

2.1系统应用及系统组成

使用电动单轨小车悬挂输送进行作业代表了当今世界现代化工业生产流程中输送装备与技术的主要发展方向。EMS系统能够满足各种不同厂房、不同生产工艺、不同生产形态下的生产需要， 广泛应用于汽车、工程机械、家电等诸多行业[2]。

该系统的构成为：卸门机器人站，门生产线，装门机器人站，维修区，缓存区。二层网格高度为4米， 而机器人站高度为3.7米，因此吊具的运行轨道有一个爬坡的过程。

2.2 吊具爬坡存在问题

2.2.1问题描述

由于机器人的工作行程要求， 在图1所示的卸门机器人站1和装门机械人站4区域， 二层网格的高度为3.7米， 门吊具的滑触线铝轨的安装高度为5.7米；而在其余路段， 由于消防通道的高度要求， 二层网格的高度为4米，门吊具的滑触线铝轨的安装高度为6米， 因此存在着 2 和 5 两个吊具的上升路段，坡度为 ± 3°。 但在现场的实际调试运行过程中发现， 部分吊具出现在吊具坡段中停后，无法再次启动，控制器报F006过流报警故障。

2.2.2 问题分析

该门吊具控制器使用的是Lenze CCU210B DETO控制盒，查找该控制器的使用手册， F006故障代码的含义是热敏电阻过热报警[3] ，也就是吊具电机电流过大。本吊具的驱动电机选用型号为HS41DRS71S4/BE05/TF，额定电流为1.2A 。

吊具滚轮和导轨间的静摩擦系数是0.37， 动摩擦系数是0.34，在水平运行段， 吊具前进所需要的牵引负载是：

L=μX m X g=0.34X850X10= 2890N （1）

吊具在上坡段时， 负载的增加值为 ：

LA=mXg X sinθ = 850X10Xsin3= 445N （2）

上坡路段增加负载的百分比为：

P= 445/2890= 15.40%

通过上面的计算可以看出，吊具在上坡轨道的输出电流值和在正常运行轨道输出的电流值相比，增加了15%以上，在现场应用中，为了确定在各种工况下电机电流值的大小，通过更改吊具控制器的参数 C0500 为3 [4]， 可以在控制器的显示窗口上显示出电流值的大小。通过监测发现， 当吊具在水平段运行时， 电机的电流为0.5-0.6A；当吊具在坡段上运行时，电机的电流为1.9A，超出了电机的额定电流1.2A。

3. 问题解决

3.1更改吊具控制器的输出电压值

根据功率公式： P=U*I （3）

可知， 在输出功率不变的情况下， 如果要减小控制器的电流值， 可以提高输出电压。查阅Lenze CCU210B控制器的使用手册可知， 通过调整C0024可以提高控制器的输出电压， 将其由默认的5提高到22以提高输出电压[5]，进行测试。测试后发现吊具在坡段仍然存在无法启动的问题， 由此说明，通过更改参数提高输出电压的做法虽然可以减小输出电流值， 但所需要的输出电流仍然超出了控制器的额定电流。由此说明，此方法无法解决控制器过流问题。

3.2 增加等待块

现场滑触线爬坡段共有两段，位于二层的缓存区， 每段长度为10米，如图1所示。通过多次在现场测试发现， 如果吊具在滑触线上升坡段不间停地通过， 不会出现吊具在坡段运行中停止的现象； 反之，如果由于前方已有吊具， 其后的吊具为防止和前方吊具碰撞， 就会停止下来。当吊具再次启动时，由于要克服比动摩擦力大的多的静摩擦力，这时， 就会出现吊具无法再次启动的故障。

基于以上的观察数据，并且经现场评估，二层缓存区有足够的长度可以存储吊具，因此决定在同一时间在坡段上只能有一个吊具运行，这样就避免了吊具为防止和前方吊具碰撞而发生在坡段停止的问题。具体解决方法为：在坡段的起始点和结束点分别新安装一个位置传感器，在上坡段的前端安装等待模块， 由此来实现在同一时间， 在上坡段最多只有一个吊具运行的状态。

3.3 EMS等待块工作原理介绍及改造后效果

EMS等待模块是专门控制吊具运行次序的模块。该模块一共有3个连接接口 X1， X2，X3，具体工作原理为：如果X2传感器被触发而X3没有被触发 ，对于后续在运行的吊具，就必须在X2位置等待。只有在X2传感器被触发后，之后 X3传感器也被触发了，才会允许新的吊具进入被控滑触线段。通过这种方式， 有效地实现了坡段在同一时间只有一个吊具的情况，没有再出现坡段吊具出现过流的现象。

4 结语

本改造方案自实施以后， 整个系统运行稳定，没有再次发生吊具在上坡段停止无法上行的问题。并且本改造方案技术可靠，改造工作量小，成本低，是一个针对此问题的恰当解决方法。

参考文献

[1]倪美玉。《机械制造与自动化》，电动单轨自行小车和平板线技术在现代汽车装配车间的应用 2006，（3）；P68-P70.

[2]刘晓楠，匡永江，一种多路径电动单轨小车悬挂输送系统（EMS）设计。 《制造业自动化》， 2014 [10]， P24-P25.

[3]Lenze LDEDS-CCU210B 使用手册 4.0， P83， Lenze.

[4]Lenze LDEDS-CCU210B 使用手册 4.0， P80， Lenze.

[5]Lenze LDEDS-CCU210B 使用手册 4.0， P41， Lenze.

作者简介：路书礼（1976-- ），男，汉族，山东莘县人，工学硕士。