【摘 要】文章針對車體識別系統(tǒng)（AVI）進行探討和分析，重點介紹在汽車涂裝生產(chǎn)線中射頻識別系統(tǒng)的應(yīng)用，分別從車體識別的類型、系統(tǒng)組成及功能方面進行了論述。

【關(guān)鍵詞】車體識別系統(tǒng)（AVI） 射頻識別系統(tǒng)RFID（Radio Frequency Identification） 非易失性存儲器（EEP-ROM）

一、引言

射頻識別技術(shù)（RFID），是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新興自動識別技術(shù)，射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)，用于控制、檢測和跟蹤物體。汽車涂裝工藝龐大復(fù)雜，流程主要分為：前處理→電泳→電泳烘干爐→底膠→底膠烘干爐→中涂噴涂→中涂烘干爐→面漆噴涂→面涂烘干爐，還有檢查、打磨、鈑金、顏色選擇、拋光、注蠟等作業(yè)場。在汽車涂裝生產(chǎn)線中，采用車體識別系統(tǒng)（AVI）能夠?qū)ζ嚿a(chǎn)的整個過程數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、監(jiān)控和信息的即時收集。車體識別系統(tǒng)的應(yīng)用，對生產(chǎn)過程中車體生產(chǎn)信息的建立、生產(chǎn)活動的高效性、生產(chǎn)管理的信息化、生產(chǎn)調(diào)度的快捷性和生產(chǎn)過程的監(jiān)控都發(fā)揮著重要的作用。

二、射頻識別系統(tǒng)所具備的功能

選擇射頻識別系統(tǒng)時大體要考慮以下幾點：

（一）電子標簽的存儲容量：電子標簽的容量小至幾十字節(jié)，大到幾十K 字節(jié)不等。在涂裝車間，標簽存儲器的存儲量1K字節(jié)即可。存儲器可以選擇非易失性存儲器（EEP-ROM），不需要電池，不用考慮因失電丟失數(shù)據(jù)的問題。

（二）射頻識別系統(tǒng)的讀寫距離：這是指天線表面與電子標簽表面能夠正常工作的距離，選擇0～30mm就可以符合要求；

（三）射頻識別系統(tǒng)的傳送速率：這一速率包括電子標簽讀/寫裝置的讀寫速率和讀/寫裝置與 PLC 的通訊速率；因此要求有高性能的PLC。

（四）射頻識別系統(tǒng)的工作溫度：烘干爐正常熱風(fēng)循環(huán)溫度大約160℃左右， 隨著水性涂料的推廣使用，烘干爐的溫度有下降趨勢；

（五）射頻識別系統(tǒng)的接口形式：要選擇方便與PLC聯(lián)接的接口形式，有RS-232C、RS-422、RS-485。

（六）電子標簽（RF TAG）：是一種非接觸式的自動識別技術(shù)的載體，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。在涂裝車間，電子標簽材質(zhì)大多為PPS樹脂。

三、射頻識別系統(tǒng)（RFID）配置

（一）硬件構(gòu)成

一個典型的RFID系統(tǒng)中包含了上位設(shè)備（PLC）、識別控制器、放大器、天線（電子標簽讀/寫）、電子標簽（TAG）。電子標簽 TAG 需要固定在滑撬上，車輛在涂裝車間隨著滑撬進行運作，這樣車體信息具備了傳遞性和一致性。從某種意義上來說， RFID系統(tǒng)是移動的存儲數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在整個的生產(chǎn)過程中，所有的或者絕大部分的車體信息就存儲于電子標簽里面，通過讀取電子標簽，來獲得生產(chǎn)信息。系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：

PLC：

RS-232C/422/485

識別控制器：

放大器：

天線：

電子標簽：

（二）應(yīng)用案例

當前，在涂裝生產(chǎn)線中廣泛使用的一種組合是，三菱Q系列PLC、GOT系列觸摸屏和歐姆龍V680系列RFID產(chǎn)品組成的射頻識別系統(tǒng)。

1.PLC控制系統(tǒng)： 該系統(tǒng)是使用CC-Link和MELSECNET/10H 網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建車體識別系統(tǒng)的現(xiàn)場級總線，對不同部分進行控制，然后通過MELSECNET/10H網(wǎng)絡(luò)對車體信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭x色存儲區(qū)和噴涂機器人控制系統(tǒng)，對相應(yīng)的生產(chǎn)活動進行控制。通過工業(yè)以太網(wǎng)將信息傳輸?shù)街醒肟刂浦行?，進行顯示或者打印。

2.現(xiàn)場站：在每個站點都安裝了觸摸屏（HMI）和PLC系統(tǒng)，通過觸摸屏寫入、顯示、修改車體生產(chǎn)信息、讀寫滑撬號等。在每一個站點，都可以讀出標簽的使用信息。這些信息，可以幫助使用者隨時掌握標簽的使用壽命及存儲性能的變化。在現(xiàn)場設(shè)置的站點主要有：

站點P1：白車身到達涂裝車間后的第一個站。檢測開關(guān)檢測到滑撬到位信號，天線先進行讀取，讀出滑撬號、標簽投入使用日期、最近一次使用日期和標簽讀寫次數(shù)等信息。之后，通過觸摸屏輸入生產(chǎn)信息，如車型、顏色、滑撬號和內(nèi)部生產(chǎn)編碼等。

站點P2：設(shè)置在密封膠室之前。車身經(jīng)過電泳烘干爐后，進入密封膠工序前，要更換滑撬。在此處，車身信息從電泳滑撬上的電子標簽中讀取后，寫入到新的滑撬上的電子標簽中。生產(chǎn)信息也隨之進入下一工序。

站點P3：設(shè)置在鈑金修理作業(yè)場。根據(jù)讀取到到車身信息，確定車體是否合格車，是否需要返修或拔出。

站點P4：設(shè)置在顏色選擇區(qū)入口處。主要是和輸送鏈之間通訊，根據(jù)讀取到到車身信息，將車體存儲在不同的車道上，等待噴涂。

站點P5：設(shè)置在顏色選擇區(qū)出口處。主要是和噴涂機器人之間通訊，將讀取到的噴涂顏色數(shù)據(jù)，傳輸給機器人。根據(jù)不同的車型信息確定噴涂顏色及機器人仿形動作。

站點P6：設(shè)置在檢查作業(yè)場之前。根據(jù)讀取到到車身信息，確定車體是否合格車，是否為重涂車或套色車。根據(jù)這些信息確定工件的生產(chǎn)流程。

站點P7：設(shè)置在注蠟作業(yè)場之前，這也是合格車離開噴涂車間前的最后一個站。讀取車體信息，經(jīng)由MELSECNET/10H上傳到涂裝車間中控室，通過以太網(wǎng)送到總裝車間，這是總裝車間工件識別系統(tǒng)操作中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

根據(jù)不同的生產(chǎn)需求，還可以設(shè)置若干監(jiān)視站點。當車體數(shù)據(jù)無法正常讀取時，可以重新寫入。也可以設(shè)置具備單一備份模式的站點。

3.電子標簽（RF TAG）：電子標簽安裝在每一個滑橇上，在生產(chǎn)流程中循環(huán)運行。所以，要考慮金屬圍繞物對天線的影響。安裝時，天線和金屬圍繞物的表面之間保持至少100mm的空間。另外，金屬圍繞物的高度絕對不可超過天線的高度。在高溫環(huán)境下，會對標簽內(nèi)部部件的性能造成影響，有壽命限制。

四、結(jié)束語

當前，在國內(nèi)眾多的汽車生產(chǎn)企業(yè)中，都在涂裝、總裝、發(fā)動機等重要的生產(chǎn)車間推廣使用了車體識別系統(tǒng)。通過車體識別系統(tǒng)的應(yīng)用，提高的生產(chǎn)管理水平，提高了生產(chǎn)效率，減少了物流成本，實現(xiàn)了按訂單生產(chǎn)。車輛信息檔案將跟隨車體從制造到銷售，甚至售后服務(wù)等各個環(huán)節(jié)。為生產(chǎn)管理以及售后服務(wù)都提供了基本的參考數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了車輛生產(chǎn)信息的追溯性，提高了行業(yè)的信息化建設(shè)。

參考文獻：

[1]（德）Klaus Finkenzeller 吳曉峰 陳大才譯 射頻識別技術(shù)（第3版）電子工業(yè)出版社 2006 （10）

[2]岳紅兵 殷南。汽車涂裝生產(chǎn)線上的車體識別系統(tǒng)。汽車制造業(yè)。2011（01）

[3]歐姆龍樣本 V680系列操作手冊

[4]慈新新 王蘇濱 王碩 無線射頻識別（RFID）系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用（RFID技術(shù)叢書）。人民郵電出版社 2007（5）