一種新的承載式門分裝線

駱華泰

摘 要：車門分裝線在降低內飾和終線工位密度、避免崗位相互干涉、減少下線車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門分裝線，在保證車門分裝線的裝配質量的同時，又使車門線不受各種實際廠房條件約束。

關鍵詞：車門分裝線;柔性;裝配質量;約束

1 車門分裝線的現(xiàn)狀及存在的問題

車門裝配在決定整個總裝工藝品質中占有很重要作用。首先，幾乎每一道每一道內飾裝配流程都涉及到對車門的開關、布線、裝配等操作要素，都有可能對車門產生不必要的干擾;第二，車門精度在整個車身精度中占有重要作用，直接決定著整車的靜態(tài)感知質量;第三，對于市場的激烈競爭和車主對于車內配置要求的不斷提高，諸如儀表板、座椅等各項配置都充滿個性化和升級需求，其中不乏體積較大的部件總成。為很好的應對上述問題，現(xiàn)今各主流汽車廠商普遍引入了模塊化分裝生產線，例如車門分裝生產線、儀表分裝生產線、發(fā)動機分裝線等，它們都能很好的在完成本總成裝配質量的同時，將總裝工藝流程劃分為幾個關鍵點。車門分裝線就起到了很好的作用，比如精簡了總裝工藝流程，提高了總裝工藝流程運行效率，為多車型生產創(chuàng)造條件，提升了車門和整車裝配質量，降低了由于員工在車門作業(yè)時產生無意識質量問題的概率，同時，通過車門分裝線進行單獨車門的批量裝配也有力確保了車門的裝配質量。

目前大部分的車門分裝線都是將由內飾工段拆下來的門裝夾在車門吊具上，通過機運鏈輸送到車門工段線進行裝配，在車門工段完成裝配后通過舉升機輸送至車門buffer區(qū)進行排序緩存，最后在最終線與車門完成裝配。現(xiàn)有的車門分裝線裝配段仍是用摩擦線進行輸送，車門工段的線頭和線尾分別有一個舉升機以實現(xiàn)載有車門的車門吊具和整個車門線機運鏈的對接;這兩個升降機也限定了車門工段的長度，當車門裝配提速、節(jié)拍加快時，由于無法通過擴展工位來分解每個工位的操作要素，員工之間就會干涉。還要考慮車門SPS的撿料區(qū)，門線AGV小車的行走路線，以及車門線SPS料車在門線工段的上下線等因素;就經(jīng)常會出現(xiàn)門線AGV小車行走路線占用物流通道，存在很大的安全隱患，而且料車上下線時會與AGV小車分離，也增加了不確定性。由此可見，現(xiàn)在通用的車門分裝線仍然存在著不少問題，需要一種更加靈活、便捷的車門分裝線。自動化、數(shù)據(jù)化、智能化是市場形勢下對于所有汽車整車廠的新要求，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的車門分裝線

首先，本車門線AGV不僅能夠帶動SPS物料小車往返于SPS物料區(qū)和車門線裝配工段，還能承載車門吊具，巧妙地將車門由機運鏈輸送轉化為地面的AGV輸送。由于車門改為由AGV進行輸送，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，靈活性和適應性大大增強。而且該新型柔性車門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，效率和設備的利用率也得到了提升。其次，如果設備故障停線，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，不至于整個流水線癱瘓，停線時間也能大幅降低。再者，如果流水線提速，生產節(jié)拍加快，只需通過AGV程序參數(shù)的修改就可以了，而傳統(tǒng)的車門線卻沒有這么方便。最后，承載式的AGV車門線工位的擴展也極易實現(xiàn)，不會受制于傳統(tǒng)車門線首尾升降機的空間限制，見圖1。

系統(tǒng)由30臺AGV組成，正常情況線上運行27臺AGV，另外3臺備用。如有特殊情況，線上運行AGV數(shù)可最小減至25臺。AGV電能由車載電池提供，并配備4處線上充電站，以防止每個運行循環(huán)內電池電量虧損。充電過程由安裝于地面的充電板及AGV車載電刷共同完成，同時充電機及電池具有短路保護功能，安全可靠。自動導航、讀取地標等功能由AGV本體獨立完成，系統(tǒng)調度、運行控制及信號聯(lián)鎖等功能由調度系統(tǒng)服務器與主控柜（MCP）配合實現(xiàn)。MCP及每臺AGV各配備1套PLC作為控制器，均選用Allen-Bradley品牌：AGV車載控制器選用1769-L24ER-QBFC1B小型PLC，主控制系統(tǒng)選用1756-L72大型PLC，通過用戶程序，實現(xiàn)AGV的自動行走、調度、線體聯(lián)鎖等功能。系統(tǒng)網(wǎng)絡采用工業(yè)以太網(wǎng)連接，并通過無線AP系統(tǒng)與每臺AGV實時傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)監(jiān)控、管理等功能。AGV本體主要驅動機構為舵機，由兩個直流電機組成，分別用于實現(xiàn)行走及轉舵功能。AGV行走、轉舵電機的控制采用Robteq品牌的MDC2230驅動器，具有運行可靠、維護方便等優(yōu)點。

每臺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)，并進行設置、急停、復位、手自動切換等操作。另外，為了方便手動狀態(tài)下調整AGV的位置及姿態(tài)，共配備4個可插拔式按鈕操作手柄。主控柜配備了一個觸摸屏，用于對AGV狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)、聯(lián)鎖信號、故障報警等信息的顯示，及轉接點設備的手動操作?？梢苑奖憧旖莸亓私庠O備狀態(tài)并進行手自動切換、故障復位等操作。每臺AGV配置了急停、安全雷達等安全防護設備，確保設備和人身的安全，見圖2。

AGV軌道成一個環(huán)線，包括2個工藝段、2個物料區(qū)和上下件轉接點。工藝段共設置15個工位，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)共設置了6個無線急停按鈕盒、6個無線Andon按鈕盒，用于線體的暫?；蛘の煌Ｖ?。在轉接點及物料區(qū)域共設置4個充電站，用于周期性為AGV電池進行充電，從而避免電池電量虧損。

車門吊具在工藝段的首尾進行上線、下線轉接時，通過兩臺機器人實現(xiàn)了自動轉接。在上件轉接點處，由機器人從車門線將吊具抓起，放置在AGV上;在下件轉接點處，從AGV將吊具抓起，放置在門線一次吊具上。這一過程中，AGV通過硬接線的形式與車門線傳遞聯(lián)鎖信號，并由車門線將信號傳遞至機器人，實現(xiàn)信號交互。

整個系統(tǒng)的27臺AGV的運行狀態(tài)都能在中央控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)控顯示，MCP也能自動分配指令給每臺AGV，實現(xiàn)信息實時交互，所有的AGV都相當于有了一個統(tǒng)一的“大腦”，更加智能化。

3 新舊車門線對比

為了更加直觀的展現(xiàn)承載式AGV車門分裝線在裝配質量、運行效率、靈活性等方面較傳統(tǒng)車門線的優(yōu)勢，下面將以近4個月的車門劃傷統(tǒng)計、停線時間、班組長頂崗時間等方面來進行數(shù)據(jù)對比，見圖3：

通過上述數(shù)據(jù)可以看出，在新線剛開始生產時由于門線AGV與上下線轉接機器人之間還處于磨合階段，新線的停線時間多于舊線;但隨著時間的推移，設備故障率逐漸降低，停線時間呈逐月下降趨勢，且少于舊線，最終趨于穩(wěn)定。從劃傷臺量也可以得出類似的結論，可以看出，在新線穩(wěn)定運行階段，其劃傷臺量是明顯低于舊線的，這也有效保障了咱們的整車裝配質量，提升了靜態(tài)感知水平。這也表明了承載式AGV車門分裝線較傳統(tǒng)的車門線具有比較明顯的優(yōu)勢，相信該承載式車門分裝線在不久的將來也一定會運用到其他生產基地。

4 小結

該AGV分布式生產系統(tǒng)裝配島分裝工藝模式乃國內首創(chuàng)，滿足上汽集團AGV安全標準，通過自主集成研發(fā)，將SPS輸送設備和車門吊具輸送設備合二為一，實現(xiàn)投資成本節(jié)約20%。首次實現(xiàn)總成件空中機運—轉接機器人—地面移動AGV的全自動集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)極大提高總裝工藝布局靈活性，有效減少對廠房場地的改造需求，為后續(xù)多點制造模式快速部署奠定了基礎。

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