孫輝，邱明安，強曉輝，李運成，李宇寧

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多車型VIN碼智能打印

孫輝，邱明安，強曉輝，李運成，李宇寧

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

文章主要要研究一種多車型VIN碼在線智能打印方案，改進現(xiàn)有工藝方案打印過程定位不準、位置一致性差等問題。該方案VIN碼打印機通過配備掃描設(shè)備獲取流水號，實現(xiàn)與企業(yè)MES系統(tǒng)車輛信息交互，在線控制系統(tǒng)驅(qū)動針頭自動定位到打印起始點，實現(xiàn)智能化VIN碼打印。

VIN打??；交互；自動；智能化

1 背景

近年來，隨著商用車企業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的單一車型批量生產(chǎn)已經(jīng)不滿足消費市場的需求，各個企業(yè)都在尋找新的增長點，加上近兩年商用車行業(yè)政策法規(guī)的密集發(fā)布和更改，對商用車行業(yè)發(fā)展起著深遠影響。同時，隨著用戶消費需求的升級，商用車市場的細分化成為整車廠差異化競爭的關(guān)鍵點之一，越來越多的細分車型出現(xiàn)在各個廠家的產(chǎn)品規(guī)劃中，因此各個企業(yè)在產(chǎn)品制造過程中越來越多的引入智能化制造模式，采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等先進的制造技術(shù)來進一步提升企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。

VIN（Vehicle Identification Number）車輛識別代碼，相當(dāng)于車輛的身份證代碼，是每輛汽車的唯一識別代碼，由17 位數(shù)字或字母組成，俗稱“十七位編碼”。它包含了車輛的生產(chǎn)廠家、年代、車型、車身形式、發(fā)動機及組裝地點等信息，是整臺車輛標識中最重要的車輛識別信息。由于其重要性，該主機廠要求VIN碼打印位置為：平頭駕駛室載貨車、非完整車輛的車輛識別代號應(yīng)打印在車架右縱梁前部外側(cè)面上，打印位置在距前橋中心線前0～600mm 的范圍內(nèi)，距離上、下翼面的距離均大于等于30mm”，且一次打印，不允許打磨掉重新打印。

2 現(xiàn)狀

該主機廠現(xiàn)有的VIN碼打印設(shè)在裝配車間，當(dāng)車架前段周邊零部件裝配完成后，再進行VIN碼打印，此時為避開已裝配的零部件，需在車架縱梁與已裝配零部件附近找尋空域地方進行打印操作，此工藝方案打印位置由人工隨機選取，所以VIN碼在車架縱梁上位置存在不一致性的情況，且打印工位安排在線體中間，需要占用寶貴的在線裝配時間。

近年來，商用車的配置逐步豐富，安全配置如：電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（ESC）、自動緊急制動系統(tǒng)（AEBS）、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）、TPMS輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)等的增加，導(dǎo)致車架縱梁上VIN碼打印區(qū)域周邊的空間逐步減少，留給VIN碼的位置也越來越小，如果依舊采用以前的工藝方案，VIN碼將無法正常進行打印操作，所以需要對VIN碼打印工藝進行重新規(guī)劃。

圖1 打印位置圖示

為了滿足細分市場的需要，該主機廠新產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃對新車型進行了詳細的分類規(guī)劃，涉及到VIN碼在車架縱梁上的位置主要有三種，后期隨著產(chǎn)品線的豐富將繼續(xù)增加；

同時，結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)車型，為滿足多車型混線生產(chǎn)，需要將VIN碼打印工位前移至車架及周邊零部件裝配之前進行，即在裸車架上面進行VIN碼打印，鑒于此，對VIN碼打印位置的確定提出了更精確的要求。

圖2 實車打印狀態(tài)

基于上面兩點原因，VIN碼打印機要適應(yīng)多種不同的車型的精準定位要求。

3 基于現(xiàn)有工藝的VIN碼智能化打印的改進方案

根據(jù)國家標準要求，車架上VIN碼打印深度必須為0.3mm，激光打碼機由于深度不夠不能滿足此要求，因此，在VIN碼打印機的類型選擇上仍然采用以前的針式打碼機，通過針頭在壓縮空氣下對工件表面做高速往復(fù)沖擊,形成許多針點,最終由這些針點組合成VIN碼字符。

為了實現(xiàn)VIN碼智能化打印，經(jīng)過分析研究，將以前的工藝流程進行了簡化，主要由以下3個步驟：

（1）掃描流水號；

（2）將打印設(shè)備吸附至車架縱梁對應(yīng)位置；

（3）啟動打印機，打印完畢。

為了實現(xiàn)該工藝流程，需要增加精準定位設(shè)置，即在車架縱梁上增加一個特殊位置孔（該孔位與車架其它孔位具有明顯區(qū)別且易于識別），作為VIN打碼機定位孔，該定位孔需要與車架縱梁原有的孔位錯開，且距離周邊孔位的距離符合標準要求。根據(jù)上述要求，定位孔的選擇位于車架縱梁四個標準組孔正中間，VIN碼打印機對應(yīng)位置采用彈性元件定位銷，定位銷前端采用錐面，且根據(jù)不同孔徑，當(dāng)定位銷插入到車架縱梁孔位中時，銷子錐面插入深度不一致，銷子后面距固定平面的間距差，通過接近開關(guān)與傳感器判斷其距離大小，并將其轉(zhuǎn)化為孔徑大小，與系統(tǒng)預(yù)設(shè)值進行對比，判斷插入的孔是否為定位孔，如果是則通過綠色提示燈提示，并且激活下一步操作。

當(dāng)打印機位置放置準確之后，通過掃描槍掃描車輛流水號獲取該輛車型的信息，與MES系統(tǒng)生產(chǎn)計劃進行比對，并通過該車輛的BOM信息識別該車型VIN碼信息，確認信息一致后，通過PLC控制VIN碼打印針頭，在對應(yīng)位置進行VIN碼打印。

VIN碼打印位置設(shè)置在距定位孔70mm-80mm的間隔之內(nèi)，打印位置可以根據(jù)不同的車型選擇不同的起始點進行VIN碼打印。通過對多種車型的數(shù)據(jù)進行分析整理，現(xiàn)階段將打印位置簡化為3種形式。

VIN碼智能化打印機工作邏輯原理如下：

圖3

該方案的核心點在于通過定位銷插入深度不同獲取電信號的通斷來判斷找尋的孔位是否為定位特征孔，來保證VIN碼打印機進行準確定位；并且及時通過外接輸出進行反饋，由計算機來判斷打印機位置是否準確，達到智能防錯的目的，進一步降低人工操作帶來的失誤。

另一方面，結(jié)合信息化系統(tǒng)及智能識別技術(shù)，將該主機廠現(xiàn)有的MES系統(tǒng)、車輛流水號信息與BOM信息對應(yīng)起來，通過掃描槍掃描車輛流水號，自動獲取車型信息，并查找預(yù)先定義的車型信息與打印位置的關(guān)系信息，如果未找到，停止打印并進入提示界面，由技術(shù)人員介入對車型信息進行確認；如果找到，則通過信息匹配確認打印位置，驅(qū)動PLC實施VIN碼打印動作，進行精確打印。

該方案可以在打印針頭行走的有效范圍內(nèi)，自定義多組對應(yīng)關(guān)系（對于實際應(yīng)用來說，趨于無限），避免后期車型系列拓展過程受到的限制，且隨著企業(yè)信息化系統(tǒng)、制造運營系統(tǒng)的不斷完善，掃描車輛流水號這一步則可以由MES系統(tǒng)按照計劃直接獲取，或者通過RFID，自動感應(yīng)識別等技術(shù)自動獲取，進一步提升工作效率。

圖4 定位點固定針頭多點選擇的方案

驗證

該工藝方案通過技術(shù)改造，制作工裝，并購買新的智能化VIN碼打印機，并在裝配車間完成安裝。經(jīng)過驗證，其打印質(zhì)量、精度均滿足設(shè)計要求，整個VIN碼打印操作的節(jié)拍快于現(xiàn)有工藝，極大程度的保證了VIN碼打印的準確性、一致性。

4 結(jié)論

智能制造是裝配工藝規(guī)劃發(fā)展的重要方向之一，該VIN碼智能化打印改進方案的確定是從最初的類比套用，到定位工裝以及智能化打印設(shè)備的引入，最終使問題得到解決，使得工具化、流程化、自動化、測量化在工藝方案確定過程中得以體現(xiàn)。

隨著國家智能制造戰(zhàn)略的提出，以及公司對產(chǎn)品邁高端的要求，多品種、個性化定制車型，細分化市場逐漸替代了大批量單一品種的生產(chǎn)模式，這要求我們在今后工藝方案的確定過程中，不但要提高產(chǎn)品裝配的一致性以及防錯的需求，并且也要適用于滿足多品種的柔性生產(chǎn)，同時對裝配過程進行實時的數(shù)據(jù)采集和分析，保證制造過程可控、質(zhì)量可控。智能化制造的工藝規(guī)劃方案將會占據(jù)越來越大的比重。該VIN碼智能化打印改進方案對后期我們進行其他工藝規(guī)劃也提供了很大程度的參考。

[1] 趙寶平.車輛識別代碼（VIN）詳解.汽車維修,2016（8）.

[2] 譚建榮.智能制造關(guān)鍵技術(shù)與企業(yè)應(yīng)用.

[3] 陳秀寧.機械設(shè)計基礎(chǔ).第四版.

Multi-Model Intelligent Process of VINPrint

Sun Hui, Qiu Mingan, Qiang Xiaohui, Li Yuncheng, Li Yuning

( Shaanxi Heavy Duty Automobile CO., Ltd, Shaanxi Xi’an 710200 )

This passage mainly studies a multi-model online VIN code intelligent printing scheme, which improves the inaccurate positioning and poor consistency of the printing process in the existing process scheme. This scheme VIN code printer obtains the serial number by equips the scanning equipment, realizes the vehicle information interaction with the enterprise MES system, and the online control system drives the needle to be automatically positioned to the print starting point and achieve intelligent printing.

VIN Print; Interaction; Automation; Intelligence

U466

B

1671-7988(2018)21-208-03

U466

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1671-7988(2018)21-208-03

孫輝（1984.01-），男，助理工程師，學(xué)士學(xué)位，主要從事整車裝配工藝的研究。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.070