汽車總裝生產線自動輸送控制系統的研究

張 震，王 赫

(1.華晨寶馬汽車有限公司涂裝規劃部，沈陽 110000； 2.華晨寶馬汽車有限公司涂裝車間工藝部，沈陽 110000)

?

汽車總裝生產線自動輸送控制系統的研究

張 震1，王 赫2

(1.華晨寶馬汽車有限公司涂裝規劃部，沈陽 110000； 2.華晨寶馬汽車有限公司涂裝車間工藝部，沈陽 110000)

近些年來，自動輸送控制系統越來越受到世界各國的重視。本文主要闡述了汽車總裝的各種工藝，同時也對汽車總裝自動輸送系統中的相關技術做出了細致的研究。

汽車生產線；自動輸送；控制系統；策略；廠商

中國的汽車制造有很多特點，最主要的就是引進了外國比較先進的汽車生產的科技，還有現代化的汽車制造管理理論。而計算機主要的技術也是吸收和借鑒了國外的現代控制論，使用PLC網絡技術，讓很多汽車生產線在自動化水平上得到了提升，同時安全技術方面也得到了保證，基本已經實現了很多種類的汽車生產線達到自動化標準。

1 汽車的主要構造和功能

1.1 輸送系統主要的設備

通常情況下，很多種類的機械與電器產品生產的過程中最重要的工序就是裝配，裝配主要有檢測以及對機械的調整，檢測和調整是為了保證每個零件可以很好的集成整體，這樣才可以發揮它本來的功能?？傃b是把不同的零件以及部件，根據相關的標準和規定形成一個比較完整的產品過程，或者也可以說是讓每個零部件在規定的位置進行組裝的整個過程。

汽車屬于比較復雜的工業制成品，根據汽車的具體構造將它分成發動機、底盤、車身以及電器設備四個主要的部分。在這里面底盤也有下面的幾個系統組成，分別是行駛、傳動、操縱、轉向、制動、供給等系統組成。如果在一個比較大的制造廠中，上面的總成通常都是在非常獨立的廠子中進行生產的，之后才會將它們送到一個總的裝配車間里面進行下一步的工作。依照相關的資料統計，中型卡車小的零部件有500種，2 000多件，一般的小型轎車由于現在制造的非常精密，很多電器設備變得很完善，它需要的零部件總成數量大大的超過了卡車的配件總成數量，所以對于汽車進行總裝是非常復雜的一個工作。

1.2 汽車輸送系統具體的流程

以上環節進行完之后，就開始了總裝的環節。由于汽車裝配的一些基礎的需求，汽車通常是使用了很多的輸送設備最終才完成裝配的操作，最后才可以推動全部裝配工作的進行，讓一輛成品汽車可以下線。當汽車的車身全部完成涂裝工作以后，從滑動式的輸送體系把整個的車身運到進行裝配的地方開始裝配的操作，升降段會非?？焖俚牡阶罡叩奈恢猛瑫r要進行信號的發射，然后把信號傳送到別的停止器，推動所有的推車機進行工作，迎接下一個汽車的車身完成具體的操作。

存儲區最大的功能就是清理。針對汽車生產的需要，在存儲區完成漆后，汽車的車身要按照生產的順序對總裝線做好輸送工作。存儲區有緩沖的功能，在進行涂裝汽車車身的時候，空吊具可以使用升降機送到緩沖區，可以實現總裝車間持續生產3h。要是存儲區里面的車身沒有達到生產標準，就必須要通過分道岔開始運到返回線，重新進行輸送。通常情況下，漆后的汽車車身能夠直接的朝總裝線輸送，不用經過存儲區。

輸送系統在汽車生產實現自動化的整個發展過程中有很關鍵的作用。利用先進的輸送設備和先進的電氣控制體系，可以很好地推動汽車的生產線在自動化方面的有力提升，確保整個系統可以持續安全的工作和運行。設計合理的電氣控制體系可以有效的實現汽車生產線的自動化，將生產發展成運行比較穩定，降低故障率的水平。這樣就可以將生產率提高，降低成本，實現持續化的安全生產。而且對于事故發生率的降低也很有效果，同時還可以將生產率提高，這樣就大大的節省成本，為企業產生更多更好的經濟利益。

2 組成自動化控制體系的主要部分

在現代汽車生產的領域中，比較傳統的電氣控制系統很多是集中式的模式，不過這種控制系統有很多的不足之處，如很多的現場導線以及配電盤的數量都會影響施工的質量，這樣的環節是比較煩瑣的，同時線路還非常長，會嚴重的影響操作，出現一些操作困難的情況。在20世紀90年代末，電腦的控制模式逐漸取代了比較傳統集中的控制體系，全新的體系使用的就是以PLC作為核心，和老舊的密集型電纜有著本質的不同。將工業以太網的形式進行監控，讓底層控制體系與中間控制體系之間組織成比較高效率的通訊。

2.1 目前汽車的輸送系統進行自動化控制主要的組成部分

當下這個時期的汽車自動輸送控制體系有以下幾個部分組成，分別是工業現場的總線，工業以太網還有PLC的控制體系三個部分。

工業的以太網屬于電腦網絡系統里局域網的分支，它作為工業基礎單元而出現，很好地將自動化系統進行連接，而且還給工作站以及個人電腦提供非常高效穩定的通訊，推動了不但很廣還有高度開放成功的網絡實施，在通信功能方面有很顯著的成就。

工業現場總線屬于雙向控制的數字體系，它作為通訊體系可以很好地與系統現場裝置進行連接，在控制方面有很好的效果。筆者在本文中進行研究的現場總線使用的是分布式網絡。

將制造汽車的每個環節進行有效的結合，利用工業現場總線的技術加上以太網體系，可以很好地實現汽車在生產中的自動管理控制，這樣可以獲得預期的效果。

2.2 汽車總裝生產線的自動化控制體系

需要在層次上把自動化的控制體系劃分三個主要的層次，分別是設備層、管理層以及控制層(見圖1)。上位機和下位機這些數據設備利用系統通信單元進行有機的連接，連接好控制層以及管理層，使用主控制器的PLC以及現場設備做好數據交換的工作。

圖1 總裝車間管理層，控制層，設備層，網絡結構圖Fig.1 Management layer, control layer, mechanical layer network structure diagram of assembly shop

組成這樣的網絡設備有以下幾個：PLC主機，數字量輸出模塊，工業以太網連接的處理器，網絡現場總線，IP67型輸出模塊和輸入模塊。能夠直接和工業現場總線進行連接，同時是可以連接24個開關模塊。包括了數據的專業載碼體以及讀寫處理器這些識別系統組件。進行終端顯示，就是在具體的制造中使用數值對可能出現的故障實行可視化的監控，在進行控制的具體過程中利用菜單體系進行。在選擇傳感器方面需要使用三線制的現場插件。最后就是選擇變頻器，它涉及的是標準的RS485穿行接口，可以讓31臺變頻器與PLC和PC進行連接。對它進行具體實際操作可以使用數字鍵盤和標的RS4接口實現。

3 結語

當下的汽車自動輸送與控制系統，構成它的主要部分分別是工業現場的總線、工業太網還有PLC自動化系統。利用主要的管理部門進行在線的監督控制以及具體的管理工作，實現底層也可以進行很好的有效果的控制。車間的數據管理體系必須要與中級的控制體系進行很好的結合，才可以發揮出真正的作用，加上實時通信現在已經非常高效，這就讓比較老舊的電纜被一些現場的總線以及控制箱進行取代，這樣就可以很好地減輕裝配的難度，確保裝配的工作質量。因此，以PLC技術為主的網絡控制體系有著很強的優勢，它在中國的汽車生產制造領域以及其他有關的領域都進行了非常廣泛的使用。

[1] 趙興亭.總裝廠混線生產模式分析及生產能力提升[D].吉林大學，2016.

[2] 肖超群.汽車內飾件成型生產線自動控制系統的研究與設計[D].湘潭大學，2016.

Study on automatic conveying control system of automobile assembly line

ZHANG Zhen1, WANG He2

(1.Department of Painting and Coating Planning, Huachen BMW Automotive Co., Ltd., Shenyang 110000, China; 2.Department of Painting Workshop, Huachen BMW Automotive Co., Ltd., Shenyang 110000, China)

In recent years, automatic conveying control system has been paid more and more attention in the world. This article mainly elaborated the various craft of automobile assemblage, and made research on related technology of automobile assembly automatic conveying system.

Automobile production line; Automatic conveying; Control system; Strategy; Manufacturer

2016-10-12

張震(1976-)，男，工學學士。

U466

B

1674-8646(2017)02-0034-02