做和交流变频控制系统在涂胶机器人中的应用1

交流变频控制系统在涂胶机器人中的应用(1)

在上汽通用五菱汽车股份有限公司使用的涂胶机器人的供胶系统，全部为直流驱动模式。直流系统里的直流电机和电机控制器，均是美国进口，由国内供应商采购，然后再转卖给用户。就在这一转手的过程中，价格被大大地提高。且从美国到国内，整个进货周期也长达70天左右，严重影响了企业的生产。

在因此在清洁、润滑等条件符合时对直流系统的外形结构、工作原理及与机器人本体的信号交接进行研究后，发现我们身边最常用的交流变频系统，在技术上完全可以取代。交流变熟悉度来讲，也是掌握交流变频技术大过直流变频。因此，无论是从人、机、料、法、环的任何方面来讲，供胶系统的交流化都是势在必行。

1 现状调查

涂胶机器人是靠机器人手臂的移动，代替人工对汽车的前、后挡风玻璃进行涂胶操作，然后由人工将涂好胶的玻璃安装到汽车上。由于机器人手臂的移动是靠程序设计的，所以相比人工涂胶具有精度高、速度快、品质可靠等优点。但东部总装车间的涂胶机器人却存在有以下主要问题：

1．1高能耗

吐胶机器手的供胶电机，用于机器手吐胶时提供动力。此电机无论是设备在吐胶还是不吐胶或处于等待状态时，都是处于运转状态，而涂一块玻璃时间为23 S，生产线节拍为1 1 0 S，因此，一个节拍内87 S的时间，电机都处于非增值的能耗阶段。

其次，由于车间工艺对胶型的要求，电动机在吐胶的过程中，没必要以l 75V的电压全速运转。电机的工作状态如图l所示。

1．2高成本

高成本主要是指高维护成本和高采购成本。

(1)高维护成本。东总A线的生产节拍为1 1 0 S，工作制是24 h工作制。在如此高强度的使用频率下，直流系统频频出现故障。根据维修记录统计，直流电机在3年内烧毁过1台，直流控制器平均每年报废1个。这样就使得维修车间每年都要在此花费资金进行维护。

(2)高采购成本。直流电机和直流控制器均美国进口，采购价格每台电机为2．65万元／台，直流控制器价格为l．1 5万元／台。采购周期在70 d左右，如此长的采购周期也严重影响了企业的正常生产。

2 原因分析

2．1“鱼骨图”原因分析法

采用“鱼骨图”分析法，对上述问题进行分析，如图2。

比2018年增长53%以上

2．2主因的确定

对“鱼骨图”的各个因素进行分析，确定要因和非要因，并作针对性的解决。

(1)操作工操作工艺不熟练。20(2)试样击断摆锤来回摆动要按"制动"08年8月22日～9月1 0日，我们现场确认操作工的培训及操作情况，相关工程师已编制了详细的SOS标准。检查3个班次的操作人员已接受过SOS培训。我们还对整个操作过程进行跟踪、抽查，未发现因人为原因造成操作不到位的地方。所以，人员因素是非要因。见图3和表2_

(2)环境恶劣影响设备运行。我们以PM、TPM为标准，对现场维修员、操作工的PM工作进行抽查。并跟踪抽查整个PM过程及现场5 S情况，所有GMS里的考核指标均达标。所以，可以排除环境恶劣方面的因素影响设备运行，是非要因。

(3)控制模式不合理。在1 1 0 S节拍内，只有23 S的涂胶时间(增值时间)，其余时间为移动和等待时间(非增值时间)。并且，在每班的休息时间和吃饭时间，电机也都是处在运行当中，这些时间也都是非增值时间。在非增值时间内，如果供胶系统的电机如果仍然处于运行状态，则此时的能源消耗便是一种纯粹的浪费，没有任何价值创造可言了。

因此，在控制逻辑上而言，这种控制模式和工作逻辑是不科学的。为了降低能耗，充分利用能源，必须尽量降低非增值时间。改变系统的控制模式，是最根本有效的办法。因此，控制模式不合理，是造成高能耗的要因。

(4)设备是国外进口。设备本身在国外的价格并不贵。经过查询，直流电机的厂商BOLDE弹簧压力试验机技术指标R公司，在公司的站上公布的供胶直流电机的价格为73 5美元。但经过国内的一、二级供应商转手后，最终到用户手里的价格便成了26 5 00元／台。因此，设备的进口是影响成本高的最大因素，是要因。

(5)胶泵问题多。经过现场调查确认，发现与维修有关的配套设备的胶泵在生产中运行正常，各参数符合指标，没有出现过多故障。所以，胶泵问题多是非要因