駱華泰

摘 要：車(chē)門(mén)分裝線在降低內(nèi)飾和終線工位密度、避免崗位相互干涉、減少下線車(chē)輛劃傷比例方面有著舉足輕重的地位，基于此本文介紹了一種新的柔性車(chē)門(mén)分裝線，在保證車(chē)門(mén)分裝線的裝配質(zhì)量的同時(shí)，又使車(chē)門(mén)線不受各種實(shí)際廠房條件約束。

關(guān)鍵詞：車(chē)門(mén)分裝線;柔性;裝配質(zhì)量;約束

1 車(chē)門(mén)分裝線的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

車(chē)門(mén)裝配在決定整個(gè)總裝工藝品質(zhì)中占有很重要作用。首先，幾乎每一道每一道內(nèi)飾裝配流程都涉及到對(duì)車(chē)門(mén)的開(kāi)關(guān)、布線、裝配等操作要素，都有可能對(duì)車(chē)門(mén)產(chǎn)生不必要的干擾;第二，車(chē)門(mén)精度在整個(gè)車(chē)身精度中占有重要作用，直接決定著整車(chē)的靜態(tài)感知質(zhì)量;第三，對(duì)于市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)和車(chē)主對(duì)于車(chē)內(nèi)配置要求的不斷提高，諸如儀表板、座椅等各項(xiàng)配置都充滿個(gè)性化和升級(jí)需求，其中不乏體積較大的部件總成。為很好的應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)今各主流汽車(chē)廠商普遍引入了模塊化分裝生產(chǎn)線，例如車(chē)門(mén)分裝生產(chǎn)線、儀表分裝生產(chǎn)線、發(fā)動(dòng)機(jī)分裝線等，它們都能很好的在完成本總成裝配質(zhì)量的同時(shí)，將總裝工藝流程劃分為幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。車(chē)門(mén)分裝線就起到了很好的作用，比如精簡(jiǎn)了總裝工藝流程，提高了總裝工藝流程運(yùn)行效率，為多車(chē)型生產(chǎn)創(chuàng)造條件，提升了車(chē)門(mén)和整車(chē)裝配質(zhì)量，降低了由于員工在車(chē)門(mén)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生無(wú)意識(shí)質(zhì)量問(wèn)題的概率，同時(shí)，通過(guò)車(chē)門(mén)分裝線進(jìn)行單獨(dú)車(chē)門(mén)的批量裝配也有力確保了車(chē)門(mén)的裝配質(zhì)量。

目前大部分的車(chē)門(mén)分裝線都是將由內(nèi)飾工段拆下來(lái)的門(mén)裝夾在車(chē)門(mén)吊具上，通過(guò)機(jī)運(yùn)鏈輸送到車(chē)門(mén)工段線進(jìn)行裝配，在車(chē)門(mén)工段完成裝配后通過(guò)舉升機(jī)輸送至車(chē)門(mén)buffer區(qū)進(jìn)行排序緩存，最后在最終線與車(chē)門(mén)完成裝配。現(xiàn)有的車(chē)門(mén)分裝線裝配段仍是用摩擦線進(jìn)行輸送，車(chē)門(mén)工段的線頭和線尾分別有一個(gè)舉升機(jī)以實(shí)現(xiàn)載有車(chē)門(mén)的車(chē)門(mén)吊具和整個(gè)車(chē)門(mén)線機(jī)運(yùn)鏈的對(duì)接;這兩個(gè)升降機(jī)也限定了車(chē)門(mén)工段的長(zhǎng)度，當(dāng)車(chē)門(mén)裝配提速、節(jié)拍加快時(shí)，由于無(wú)法通過(guò)擴(kuò)展工位來(lái)分解每個(gè)工位的操作要素，員工之間就會(huì)干涉。還要考慮車(chē)門(mén)SPS的撿料區(qū)，門(mén)線AGV小車(chē)的行走路線，以及車(chē)門(mén)線SPS料車(chē)在門(mén)線工段的上下線等因素;就經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)門(mén)線AGV小車(chē)行走路線占用物流通道，存在很大的安全隱患，而且料車(chē)上下線時(shí)會(huì)與AGV小車(chē)分離，也增加了不確定性。由此可見(jiàn)，現(xiàn)在通用的車(chē)門(mén)分裝線仍然存在著不少問(wèn)題，需要一種更加靈活、便捷的車(chē)門(mén)分裝線。自動(dòng)化、數(shù)據(jù)化、智能化是市場(chǎng)形勢(shì)下對(duì)于所有汽車(chē)整車(chē)廠的新要求，我們必須求新、求變、求極限才能在新的環(huán)境中占有一席之地。

2 基于承載式AGV的車(chē)門(mén)分裝線

首先，本車(chē)門(mén)線AGV不僅能夠帶動(dòng)SPS物料小車(chē)往返于SPS物料區(qū)和車(chē)門(mén)線裝配工段，還能承載車(chē)門(mén)吊具，巧妙地將車(chē)門(mén)由機(jī)運(yùn)鏈輸送轉(zhuǎn)化為地面的AGV輸送。由于車(chē)門(mén)改為由AGV進(jìn)行輸送，其路徑就不局限于固定廠房布局，可以隨AGV的行走路徑而隨意改動(dòng)，靈活性和適應(yīng)性大大增強(qiáng)。而且該新型柔性車(chē)門(mén)分裝線建造工期縮短，后續(xù)如遇改造只需要整齊遷移即可，效率和設(shè)備的利用率也得到了提升。其次，如果設(shè)備故障停線，只需要將功能損壞的AGV移除線體，替換為功能完好的AGV就可繼續(xù)走線，不至于整個(gè)流水線癱瘓，停線時(shí)間也能大幅降低。再者，如果流水線提速，生產(chǎn)節(jié)拍加快，只需通過(guò)AGV程序參數(shù)的修改就可以了，而傳統(tǒng)的車(chē)門(mén)線卻沒(méi)有這么方便。最后，承載式的AGV車(chē)門(mén)線工位的擴(kuò)展也極易實(shí)現(xiàn)，不會(huì)受制于傳統(tǒng)車(chē)門(mén)線首尾升降機(jī)的空間限制，見(jiàn)圖1。

系統(tǒng)由30臺(tái)AGV組成，正常情況線上運(yùn)行27臺(tái)AGV，另外3臺(tái)備用。如有特殊情況，線上運(yùn)行AGV數(shù)可最小減至25臺(tái)。AGV電能由車(chē)載電池提供，并配備4處線上充電站，以防止每個(gè)運(yùn)行循環(huán)內(nèi)電池電量虧損。充電過(guò)程由安裝于地面的充電板及AGV車(chē)載電刷共同完成，同時(shí)充電機(jī)及電池具有短路保護(hù)功能，安全可靠。自動(dòng)導(dǎo)航、讀取地標(biāo)等功能由AGV本體獨(dú)立完成，系統(tǒng)調(diào)度、運(yùn)行控制及信號(hào)聯(lián)鎖等功能由調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器與主控柜（MCP）配合實(shí)現(xiàn)。MCP及每臺(tái)AGV各配備1套PLC作為控制器，均選用Allen-Bradley品牌：AGV車(chē)載控制器選用1769-L24ER-QBFC1B小型PLC，主控制系統(tǒng)選用1756-L72大型PLC，通過(guò)用戶(hù)程序，實(shí)現(xiàn)AGV的自動(dòng)行走、調(diào)度、線體聯(lián)鎖等功能。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)連接，并通過(guò)無(wú)線AP系統(tǒng)與每臺(tái)AGV實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、管理等功能。AGV本體主要驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為舵機(jī)，由兩個(gè)直流電機(jī)組成，分別用于實(shí)現(xiàn)行走及轉(zhuǎn)舵功能。AGV行走、轉(zhuǎn)舵電機(jī)的控制采用Robteq品牌的MDC2230驅(qū)動(dòng)器，具有運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

每臺(tái)AGV配備了操作面板，包括觸摸屏顯示及按鈕操作，用于監(jiān)控AGV本體狀態(tài)，并進(jìn)行設(shè)置、急停、復(fù)位、手自動(dòng)切換等操作。另外，為了方便手動(dòng)狀態(tài)下調(diào)整AGV的位置及姿態(tài)，共配備4個(gè)可插拔式按鈕操作手柄。主控柜配備了一個(gè)觸摸屏，用于對(duì)AGV狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)、聯(lián)鎖信號(hào)、故障報(bào)警等信息的顯示，及轉(zhuǎn)接點(diǎn)設(shè)備的手動(dòng)操作?？梢苑奖憧旖莸亓私庠O(shè)備狀態(tài)并進(jìn)行手自動(dòng)切換、故障復(fù)位等操作。每臺(tái)AGV配置了急停、安全雷達(dá)等安全防護(hù)設(shè)備，確保設(shè)備和人身的安全，見(jiàn)圖2。

AGV軌道成一個(gè)環(huán)線，包括2個(gè)工藝段、2個(gè)物料區(qū)和上下件轉(zhuǎn)接點(diǎn)。工藝段共設(shè)置15個(gè)工位，線體兩邊均勻分布了急停按鈕盒及Andon拉繩（Andon拉繩功能隸屬于Andon系統(tǒng)）;物料區(qū)共設(shè)置了6個(gè)無(wú)線急停按鈕盒、6個(gè)無(wú)線Andon按鈕盒，用于線體的暫?；蛘の煌Ｖ?。在轉(zhuǎn)接點(diǎn)及物料區(qū)域共設(shè)置4個(gè)充電站，用于周期性為AGV電池進(jìn)行充電，從而避免電池電量虧損。

車(chē)門(mén)吊具在工藝段的首尾進(jìn)行上線、下線轉(zhuǎn)接時(shí)，通過(guò)兩臺(tái)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)接。在上件轉(zhuǎn)接點(diǎn)處，由機(jī)器人從車(chē)門(mén)線將吊具抓起，放置在AGV上;在下件轉(zhuǎn)接點(diǎn)處，從AGV將吊具抓起，放置在門(mén)線一次吊具上。這一過(guò)程中，AGV通過(guò)硬接線的形式與車(chē)門(mén)線傳遞聯(lián)鎖信號(hào)，并由車(chē)門(mén)線將信號(hào)傳遞至機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)信號(hào)交互。

整個(gè)系統(tǒng)的27臺(tái)AGV的運(yùn)行狀態(tài)都能在中央控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示，MCP也能自動(dòng)分配指令給每臺(tái)AGV，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)交互，所有的AGV都相當(dāng)于有了一個(gè)統(tǒng)一的“大腦”，更加智能化。

3 新舊車(chē)門(mén)線對(duì)比

為了更加直觀的展現(xiàn)承載式AGV車(chē)門(mén)分裝線在裝配質(zhì)量、運(yùn)行效率、靈活性等方面較傳統(tǒng)車(chē)門(mén)線的優(yōu)勢(shì)，下面將以近4個(gè)月的車(chē)門(mén)劃傷統(tǒng)計(jì)、停線時(shí)間、班組長(zhǎng)頂崗時(shí)間等方面來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，見(jiàn)圖3：

通過(guò)上述數(shù)據(jù)可以看出，在新線剛開(kāi)始生產(chǎn)時(shí)由于門(mén)線AGV與上下線轉(zhuǎn)接機(jī)器人之間還處于磨合階段，新線的停線時(shí)間多于舊線;但隨著時(shí)間的推移，設(shè)備故障率逐漸降低，停線時(shí)間呈逐月下降趨勢(shì)，且少于舊線，最終趨于穩(wěn)定。從劃傷臺(tái)量也可以得出類(lèi)似的結(jié)論，可以看出，在新線穩(wěn)定運(yùn)行階段，其劃傷臺(tái)量是明顯低于舊線的，這也有效保障了咱們的整車(chē)裝配質(zhì)量，提升了靜態(tài)感知水平。這也表明了承載式AGV車(chē)門(mén)分裝線較傳統(tǒng)的車(chē)門(mén)線具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，相信該承載式車(chē)門(mén)分裝線在不久的將來(lái)也一定會(huì)運(yùn)用到其他生產(chǎn)基地。

4 小結(jié)

該AGV分布式生產(chǎn)系統(tǒng)裝配島分裝工藝模式乃國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，滿足上汽集團(tuán)AGV安全標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)自主集成研發(fā)，將SPS輸送設(shè)備和車(chē)門(mén)吊具輸送設(shè)備合二為一，實(shí)現(xiàn)投資成本節(jié)約20%。首次實(shí)現(xiàn)總成件空中機(jī)運(yùn)—轉(zhuǎn)接機(jī)器人—地面移動(dòng)AGV的全自動(dòng)集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)極大提高總裝工藝布局靈活性，有效減少對(duì)廠房場(chǎng)地的改造需求，為后續(xù)多點(diǎn)制造模式快速部署奠定了基礎(chǔ)。

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