宋紹蕾,彭海峰

(安徽江淮汽車股份有限公司,安徽合肥 230601)

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生產(chǎn)線柔性定位與轉(zhuǎn)載技術(shù)淺析

宋紹蕾,彭海峰

(安徽江淮汽車股份有限公司,安徽合肥 230601)

摘要：生產(chǎn)線柔性化精定位與轉(zhuǎn)載技術(shù)是進(jìn)行柔性化生產(chǎn)必須解決的首要問題，柔性化生產(chǎn)能夠根據(jù)顧客的需求在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)不同型號不同配置的產(chǎn)品。系統(tǒng)地介紹了某乘用車制造公司某車間多系列車型共線柔性精定位與轉(zhuǎn)載技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，其中車身存儲(chǔ)線滑橇定位技術(shù)、內(nèi)飾生產(chǎn)線滑板馬墩定位技術(shù)及適應(yīng)不同軸距車型的可快速移動(dòng)自定位的底盤生產(chǎn)線吊具定位技術(shù)，在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

關(guān)鍵詞：柔性化；精定位；轉(zhuǎn)載

0引言

當(dāng)今汽車制造與裝配具有多車型混線、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)節(jié)拍快、生產(chǎn)工序多等特點(diǎn)。為滿足多樣化的市場需求，企業(yè)需要生產(chǎn)多車型，需要不斷完善產(chǎn)品類型，探索多車型柔性化生產(chǎn)方式是現(xiàn)在也是未來汽車制造廠家主要研究的目標(biāo)和方向。

某乘用車公司總裝二廠目前內(nèi)飾線馬蹲和底盤線吊具均沒有定位裝置。在車輛運(yùn)行(特別是起動(dòng)或停止時(shí))或裝配過程中，車輛相對吊具會(huì)出現(xiàn)前行或后移的現(xiàn)象，這種小距離偏移將會(huì)在轉(zhuǎn)接處得到集中體現(xiàn)，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)接無法精確定位，當(dāng)這種偏移達(dá)到一定值時(shí)，轉(zhuǎn)接無法正常進(jìn)行，車輛可能會(huì)從轉(zhuǎn)接處掉落，存在重大安全隱患。文中主要對轎車生產(chǎn)線柔性定位和轉(zhuǎn)載技術(shù)進(jìn)行分析和應(yīng)用。

1柔性精定位與轉(zhuǎn)載技術(shù)概述

由于當(dāng)今汽車生產(chǎn)線具有多車型混線生產(chǎn)、生產(chǎn)節(jié)拍高、生產(chǎn)操作自動(dòng)化等特點(diǎn)，不僅要求轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)具有柔性而且轉(zhuǎn)載時(shí)還要進(jìn)行精定位。因此轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)需要綜合機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、檢測和自動(dòng)控制等技術(shù)，采用多層次、多階段、多定位點(diǎn)等方法，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)載的柔性精定位。文中只針對該公司某車間的生產(chǎn)線的柔性定位與轉(zhuǎn)載技術(shù)進(jìn)行分析和運(yùn)用。

柔性精定位技術(shù)主要解決汽車軸距、寬度不同的多種車型同時(shí)進(jìn)行混線生產(chǎn)時(shí)的定位問題。對不同的車型，不可能只固定地采用一套定位方法及相應(yīng)的支撐點(diǎn)進(jìn)行定位，因此需要設(shè)計(jì)多種定位方法，并根據(jù)車型不同進(jìn)行相應(yīng)的選擇。

柔性精定位技術(shù)包括車型識(shí)別技術(shù)、定位支點(diǎn)與定位方法自動(dòng)選擇技術(shù)。車型識(shí)別技術(shù)是指要識(shí)別出要轉(zhuǎn)載的具體車型。車型識(shí)別用2種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)：利用射頻技術(shù)來讀取車載電子標(biāo)簽(射頻芯片)中存儲(chǔ)的信息，或者在建立車型特征信息庫的基礎(chǔ)上用外形特征識(shí)別技術(shù)進(jìn)行識(shí)別。定位支點(diǎn)與定位方法自動(dòng)選擇技術(shù)是在識(shí)別出具體車型后根據(jù)預(yù)先確定的定位方法，從存儲(chǔ)表中自動(dòng)選擇定位方法、定位支點(diǎn)和夾緊部件，控制相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位和夾緊，實(shí)現(xiàn)柔性定位。該公司轎車二期利用射頻技術(shù)來讀取車載電子標(biāo)簽(載碼體)中存儲(chǔ)的車型信息，利用定位支點(diǎn)與定位方法自動(dòng)選擇技術(shù)在識(shí)別出具體車型后根據(jù)預(yù)先確定的定位方法，從存儲(chǔ)表中自動(dòng)選擇定位支點(diǎn)，控制相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位和夾緊，實(shí)現(xiàn)柔性定位。

2生產(chǎn)線柔性定位與轉(zhuǎn)載所面臨的問題

要想在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)多種車型，最先要實(shí)現(xiàn)的是這些車型都能在這條生產(chǎn)線流動(dòng)，即輸送設(shè)備能適配所有車型。文中涉及的總裝車間混流生產(chǎn)的車型為2個(gè)平臺(tái)，共4種車型?？傃b流水線車身柔性定位與轉(zhuǎn)載面臨以下的問題：

(1)汽車整體結(jié)構(gòu)不同

不同車型的整車零部件在車身上的裝配位置也不完全相同，因此在零部件裝配過程中為避免與輸送設(shè)備干涉，車身對設(shè)備的相對位置也不相同，這就對車身定位基準(zhǔn)的選擇提出了更高的要求。

(2)車身的定位基準(zhǔn)不同

為實(shí)現(xiàn)多車型柔性定位與轉(zhuǎn)載，必須所有的車身能在流水線上輸送，定位基準(zhǔn)是汽車輸送線的設(shè)計(jì)依據(jù)，依據(jù)的不同是輸送線設(shè)計(jì)面臨的最主要問題。對車身輸送系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)其柔性定位與轉(zhuǎn)載，必須依據(jù)產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)工藝性和現(xiàn)生產(chǎn)線的工藝環(huán)境兩大約束條件，產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)工藝也是跨平臺(tái)車型實(shí)現(xiàn)混流生產(chǎn)的特點(diǎn)與難點(diǎn)，在確保方案可行的基礎(chǔ)上，必須使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性、現(xiàn)生產(chǎn)工藝環(huán)境與經(jīng)濟(jì)性三者之間保持平衡。

3定位技術(shù)在總裝車間的運(yùn)用

3.1車身存儲(chǔ)線

現(xiàn)代化的汽車裝配工廠通常設(shè)有車身存儲(chǔ)線(Painted Body Store，PBS),用于轎車焊裝車間、涂裝車間和總裝車間的銜接，車身存儲(chǔ)線的主要功能有：

(1)存儲(chǔ)功能。尤其在焊裝、涂裝和總裝班次不一致時(shí)，存儲(chǔ)量必須超過其不一致的總量。即使班次不同，也存在著2個(gè)車間生產(chǎn)節(jié)拍不同的情況。所以，通常情況下，PBS是必備的存儲(chǔ)系統(tǒng)。

(2)焊裝、涂裝和總裝之間的緩沖功能。關(guān)聯(lián)的2個(gè)車間中，后續(xù)車間不能因?yàn)榍靶蜍囬g的短暫停線而導(dǎo)致停線；同樣前序車間也不能因?yàn)楹笮蜍囬g的停線而停線。因此。PBS的存在可維持各車間一個(gè)較高的設(shè)備開動(dòng)率，平衡各車間生產(chǎn)部均衡問題。

(3)吊具的存儲(chǔ)和分配功能。

(4)改變生產(chǎn)順序的功能。根據(jù)生產(chǎn)管理的需要，總裝生產(chǎn)的順序往往與涂裝車間輸出的順序不同。

(5)維持工作量平衡的功能。當(dāng)多車型混線生產(chǎn)時(shí)，各車型工作量不相同，調(diào)整生產(chǎn)順序有利于平衡工作量。

車身存儲(chǔ)線主要由以下幾個(gè)部分組成：

(1)滑橇輸送系統(tǒng)，見圖1。

滑橇輸送系統(tǒng)依靠滑橇實(shí)現(xiàn)車身運(yùn)輸，其特點(diǎn)為：①能適應(yīng)多變的工藝要求，可把一條線上的滑橇車身按工藝需要分成兩線、三線；或?qū)删€、三線合為一條線路輸送等，分流合岔均比較方便。②可設(shè)置存儲(chǔ)線，供午休或下班時(shí)設(shè)備排空用，以保證生產(chǎn)線的不間斷生產(chǎn)。③滑橇可以實(shí)現(xiàn)堆垛儲(chǔ)存，每垛可以放置3個(gè)滑橇，從而可大大減少空滑橇存儲(chǔ)線的數(shù)量及占用面積。

(2)驅(qū)動(dòng)滾道。驅(qū)動(dòng)滾道是滑橇系統(tǒng)的動(dòng)力源，它為線體的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，可以根據(jù)工藝生產(chǎn)節(jié)拍的需要設(shè)定合適的線速。

(3)升降機(jī)。升降機(jī)將總裝的空滑橇運(yùn)送到涂裝車身轉(zhuǎn)接平臺(tái)，再將載有車身的滑橇從涂裝轉(zhuǎn)接平臺(tái)轉(zhuǎn)接到涂裝和總裝銜接的輸送軌道上。

(4)車身移載機(jī)。文中涉及的生產(chǎn)車間在車身存儲(chǔ)線上有2條移行機(jī)：一條是將涂裝進(jìn)入總裝車身存儲(chǔ)線的車身按照生產(chǎn)安排進(jìn)行排序之后放入相應(yīng)的軌道。第二條移形機(jī)是對已經(jīng)通過第一條移形機(jī)進(jìn)行過生產(chǎn)排序的車身根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃的臨時(shí)變更對車身進(jìn)入生產(chǎn)線進(jìn)行最終的排序。移行機(jī)見圖2。

(5)旋轉(zhuǎn)滾床,實(shí)物圖片如圖3所示。

旋轉(zhuǎn)滾床是在運(yùn)送車身的滑橇需要轉(zhuǎn)彎的時(shí)候必備的轉(zhuǎn)接設(shè)備。旋轉(zhuǎn)滾床可以在滑橇輸送線上使滑橇根據(jù)輸送線布置轉(zhuǎn)彎，節(jié)約轉(zhuǎn)彎空間。

3.1.1滑橇

滑橇是運(yùn)送車身的載體，它在滾道上往返運(yùn)動(dòng)將車體按照一定的排序要求運(yùn)送制定的軌道。為了生產(chǎn)線上車身轉(zhuǎn)接更準(zhǔn)確，一般在滑橇的一端設(shè)計(jì)2個(gè)定位，通常有銷定位和孔定位2種，為了兼容不同的車型能共線生產(chǎn)，對滑橇的定位提出了更高的要求。如圖4所示(滑橇定位圖)，該滑橇采用銷定位，可兼容該公司B926、A-Ⅱ、B-Ⅱ、S-Ⅱ 4種車型。B926和B-Ⅱ共用1、2和a、b 2組定位支撐；A-Ⅱ和S-Ⅱ共用3、4和c、d 2組定位支撐。

3.1.2滑橇輸送系統(tǒng)概述

隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，對輸送機(jī)功能需求越來越多，在汽車制造等行業(yè)中，常常需要一些地面柔性輸送系統(tǒng)以提高制造過程的現(xiàn)代化程度，滑橇輸送機(jī)能滿足汽車制造的焊裝、涂裝、總裝等生產(chǎn)過程的這些特殊需要，其優(yōu)勢是板式輸送機(jī)和鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)無法替代的。

滑橇輸送系統(tǒng)是由多種標(biāo)準(zhǔn)單元模塊組合的復(fù)雜的組合式輸送系統(tǒng)，輸送物件的橇體依靠托滾或鏈條的摩擦力實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、平移、舉升、積放和旋轉(zhuǎn)的功能，廣泛應(yīng)用于汽車的焊裝、涂裝和總裝的車身輸送。

滑橇輸送系統(tǒng)主要由滾床、機(jī)架、滾子組、驅(qū)動(dòng)裝置等組成，由鏈或帶來傳動(dòng)。

3.1.3滑橇定位原理

在轎車二期焊裝、涂裝和總裝都用到了滑橇，滑橇作為各工藝之間車身轉(zhuǎn)接和車身存儲(chǔ)的主要輸送設(shè)備，在汽車的生產(chǎn)過程中發(fā)揮著很重要的作用?；僚c車身之間的準(zhǔn)確定位主要依靠載碼體、讀寫頭和控制器的相互通信來完成。

首先通過掃碼將整車的信息傳送到載碼體，在滑橇上裝有載碼體(焊裝和總裝的載碼體是常溫載碼體，涂裝的載碼體是耐高溫的載碼體)，載碼體附屬在滑橇上，當(dāng)滑橇在輸送軌道上運(yùn)行時(shí)，到滑橇經(jīng)過線邊的讀寫頭時(shí)，讀寫頭就會(huì)讀取載碼體中的信息，然后將信息傳送給控制器，控制器根據(jù)事先設(shè)定的程序，控制滑橇相對移載機(jī)的位置，完成車身由移載機(jī)到滑橇的準(zhǔn)確定位。

3.2內(nèi)飾線定位技術(shù)

內(nèi)飾裝配線主要完成車身內(nèi)外飾零部件和車門零部件的裝配。為了減少車身在轉(zhuǎn)接過程中的偏移，文中涉及的內(nèi)飾生產(chǎn)線上采用了內(nèi)飾馬墩銷定位(該車間的內(nèi)飾生產(chǎn)線分前內(nèi)飾線和后內(nèi)飾線兩部分，為了避免馬墩和整車零部件之間的干涉，前后內(nèi)飾的馬墩結(jié)構(gòu)不同)，見圖5。

從PBS上線的車身通過升降機(jī)轉(zhuǎn)移到內(nèi)飾馬墩上，為了減少車身在轉(zhuǎn)接過程中的偏移，文中涉及的內(nèi)飾馬墩具有前定位銷定位。由于該生產(chǎn)車間是多種乘用車型混線生產(chǎn)，因此在車身從PBS轉(zhuǎn)移到內(nèi)飾馬墩過程中，為了滿足混線車型在內(nèi)飾馬墩上的定位，此處根據(jù)車型長度不同設(shè)置不同停止位，通過行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)，設(shè)置3個(gè)行程開關(guān)，第一個(gè)作為減速開關(guān)，檢測到該信號后，滑板開始減速，可編程控制器處理車型信息，確定滑板定位在停止位1或停止位2，以此實(shí)現(xiàn)不同車型的轉(zhuǎn)接精定位。

3.3底盤吊具定位技術(shù)

底盤線主要負(fù)責(zé)車身底盤段的裝配工作，在內(nèi)飾線端頭由四柱升降機(jī)將車身提升到一定的高度，在轉(zhuǎn)接工位外等待的空吊具進(jìn)入轉(zhuǎn)接區(qū)，升降機(jī)下降將車身放到吊具上完成內(nèi)飾線至底盤線的轉(zhuǎn)接。此處較以往的生產(chǎn)線增加了左右前定位銷。在進(jìn)行底盤件裝配時(shí)，由于部分零部件在車體的下方，因此為了便于裝配，該底盤線采用摩擦驅(qū)動(dòng)，為了避免在輸送線運(yùn)行過程中因?yàn)檐圀w相對吊具移動(dòng)而導(dǎo)致在生產(chǎn)線之間轉(zhuǎn)掛時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)位甚至掉車(在未采用底盤吊具定位的生產(chǎn)線上曾經(jīng)發(fā)生過幾起由底盤線通過升降機(jī)轉(zhuǎn)合裝生產(chǎn)線時(shí)車體傾斜事件，造成生產(chǎn)線停線，同時(shí)也帶來了很大的安全隱患)，在此次底盤吊具設(shè)計(jì)時(shí)增加了吊盤吊具前銷定位，此方法可以避免車體相對吊具出現(xiàn)移動(dòng)，保證定位的精確性。底盤吊具見圖6。

對于吊具的精定位，一般分兩步來實(shí)現(xiàn)，此處根據(jù)車型不同設(shè)置停止位，通過行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)，設(shè)置3個(gè)行程開關(guān)，第一個(gè)作為減速開關(guān)，檢測到該信號后，滑板開始減速，可編程控制器處理車型信息，確定滑板定位在哪個(gè)停止位，以此實(shí)現(xiàn)不同車型的轉(zhuǎn)接精定位。

4結(jié)論

面對日益競爭的汽車市場，對于整車廠來講，將多車型混線生產(chǎn)有利于大大減少生產(chǎn)成本投入，從而使產(chǎn)品在性價(jià)比方面更具有競爭力。文中重點(diǎn)論述了多車型混線生產(chǎn)的柔性定位與轉(zhuǎn)載，同時(shí)結(jié)合某乘用車公司某總裝車間的實(shí)際情況對柔性定位與轉(zhuǎn)載技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了分析。實(shí)際應(yīng)用表明：柔性精定位與轉(zhuǎn)載技術(shù)能充分滿足現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)的高節(jié)拍、多品種混流和自動(dòng)化要求。

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Analysis on Flexible Positioning and Transfer Technology of Production Line

SONG Shaolei,PENG Haifeng

(Jianghuai Automobile Co.,Ltd., Hefei Anhui 230601,China)

Keywords:Flexibility;Precision positioning; Transfer

Abstract:Flexible precision as well as transfer technology of production line would be the prime problem to be solved when proceeding flexible production,which is capable to manufacture products with different models and configuration in same production line according to the customer. The design and application of united line precise positioning and transfer technology of car configuration of multiple series in one plant of some company were introduced systematically. Where in the body stores, slide positioning technology, interior production line petals Marton positioning technology and fast mobile localization chassis production line sling positioning technology to adapt to cars owned different distances, located in the leading level in domestic.

收稿日期：2016-01-04

作者簡介：宋紹蕾，女，本科，研究方向?yàn)榭傃b裝配技術(shù)。E-mail：827727532@qq.com。

中圖分類號:U468.2+1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1674-1986(2016)04-045-04