论智能化汽车生产线设计和实现
在工业4.0 背景下,智能化生产成为制造业主题,成为新环境背景下新的竞争手段[1]。同时,在我国作为重要支柱之一的汽车行业,应当认清社会环境和市场环境,定位自身发展方向,转变发展模式,开拓智能生产市场,角逐新发展方向,以为我国经济和汽车发展奠定良好基础。
1 智能生产于汽车生产意义
首先,在能源方面。智能技术的应用,一方面可较好识别生产资料,提升资源利用效率,从而降低能源的消耗[2]。另一方面可智能识别可回收资源,以在提升资源输入效率的同时,带来一定经济效益;其二,发展手段上。尽管智能化发展在某些方面可能会在短时间影响人力资源的输入,但在智能系统和设备支撑下,可衍生更多“生态”岗位,满足日益增长的职位需求。其三,市场手段上。目前,全球各国都将智能作为国家战略布局,以提升国家整体行业竞争力,以在国际上获取更多话语权和经济效益,因此,在汽车行业生产过程中,应以智能为基点,为汽车生产注入智能属性,这样既能满足汽车市场行业客观发展规律,又能适应当前社会发展环境,具有多重效益。
2 智能化汽车生产线的设计和实现
智能化生产主要依托于当前的信息技术和现代化设备,据此,特以信息构架、传输及智能检测为方向,进行相应分析,具体情况如下:
2.1 搭建智能信息网络构架
需构建现代化网络系统,形成一体化运行系统,将生产线、物料输入和输出、各个车间以及仓库等结合为一体,并以系统的逻辑分析,来控制生产质量和目标的实现。
2.1.1 物料供应和产量配置
首先,在信息传递系统上,以决策点为基点,构建匹配读写设备,数据库收录其中产生的数据,并对其进行相应跟踪,如物料顺序或数量。对于此处的物料,应用不同识别方式进行,如车顶,以相关机器人进行识别。同时此处利用数据库的共享工具,可方便操作人员对系统生产状态、报表及操作等的掌握。此外,此处的数据库共享的设计范围,主要为设备PMC 系统、质量Andon 系统以及车型识别系统;其次,依托于大数据相关技术,将PLC 和以太网和数据库结合在一起,以此汇总生产过此中的质量问题、故障问题、材料问题,同时还可以统计各个环境的生产时间;其三,其生产资料传送上,运用Automated Guided Cart 智能设备,由于其拥有光学或电磁等导航技术,可在沿规定线路运输材料。整体系统如下图所示:
图1 信息系统构架
2.1.2 运行过程中车辆信息的传递和读取
首先,在车辆信息识别上,可采用RFID系统,其主要是由于该系统具有良好的射频识别技术,可较好识别指定目标数据信息[3],且目标对象和识别系统之间,不需要光学或或机械接触;其次,在信息读取上,需建立相应跟踪系统,跟踪车辆预先制订的颜色、配置及车型等,并通过共享系统将跟踪情况,传送至下一个环节,如焊枪、机器人等,以促使其预先调整参数,进而提升作业效率。
2.2 传送系统智能构建
传送系统对于汽车生产而言至关重要,尤其是智能传送的设计,不仅能优化传输时间,稳定车身尺寸,还能降低运输冲击力等。
2.2.1 系统方案分析
首先,在传输方式上,主要以高速滚床和GED Pallet 为主,并设计三类滚床,即,滚床不带升降可用于Pallet 启停等,其适用Pallet 返回线、工位检查等。滚床不升降可定位Pallet,其适用补焊工位等。滚床带升降功能可精准定位Pallet,其适用vision 工位等;其次,在系统编程上。一方面在硬件构成上,主要有传感器、SEW比电机、位置编码器板卡、动态制动电阻及PF755 变频器等。另一方面在接线和程序编写上,对于前者而言,变频器和电机编码器相接,由变频器控制信号的启停,且此处电机抱闸的关闭或开启由逻辑运行信号进行。对于后者而言,在设计编码时,需注意:①应在规定的范围内进行系统编码,如Count UP 应为0-5100,而Count Down则正好相反。②为保护滚床动作,需保证前后编码数据互不影响。③注意进出车逻辑,以联动为例,依托尺数变化200 后,本工位进车,且出车同理。④需设定变频器驱动模式,如操作人员依据参数,控制滚床速度和运行。
2.2.2 快速切换工装
主要以双PLC 为基点,以Y 向为Fix stabilizer Block、Y 向横移轨道长、X 向轨道内是坦克链、X 向电机是编码器控制等为机械构成[4]。同时此方式设计,可较好控制扫描时间。如GATE 可在短时间内获取生产信息,并在来车前在相应工位等待,在车辆就位后,便开始快速作业。