汽車智能制造中的防錯技術運用

郭艷杰 呂宗敏 趙允蒸 張鵬

摘 要：汽車行業正在逐步實現自動化、現代化，多車型共線生產導致錯漏裝的發生率升高，防錯技術的應用越來越重要。本文結合智能化生產闡述了新型防錯技術，分析了焊裝白車身防錯的分類及防錯方案。

關鍵詞：信息化技術;汽車行業;防錯技術

1 引言

工業4.0[1]是利用信息化技術促進產業變革的時代，智能化時代。工業4.0九大技術支柱包括工業物聯網、云計算、工業大數據、工業機器人、3D打印、知識工作自動化、工業網絡安全、虛擬現實和人工智能。汽車制造借助工業4.0的平臺得到了快速的發展，定義了新的汽車制造。工業4.0中的自動化制造系統（Automatic Manufacuring System，AMS）是一個有機整體，包含一定范圍的被加工對象、一定的制造柔性、一定的自動化水平的各種設備和高素質的人。它接受外部信息、能源、資金、配套件和原材料等作為輸入，在人和計算機控制系統的共同作用下，實現一定程度的柔性自動化制造，最后輸出成品。柔性化生產才是智能制造的決勝點，柔性化生產必然會造成許多差異件同線生產，汽車的生產和裝配式需要頻繁的切換，導致車間的重復性操作出現錯裝、漏裝、混裝的質量問題，甚至造成汽車報廢的風險，增加企業的生產成本。

本文主要結合智能化生產線闡述新型防錯技術應用，以提升同行業的過程生產能力。

2 防錯技術的應用實例

（1）車型識別系統的應用。消費者的日益個性化需求如何滿足？柔性化[2]多車型的生產線可以給出完美的答案。一條生產線上能制造出滿足不同需求的產品，可以實現定制化，滿足市場的需求，同時會帶來一個矛盾，對生產線的要求越來越高。目前公司生產的主流車型為A和B，由其衍生出來的多款車型A1、A2、A3…、B1、B2、B3…、AB1、AB2、AB3…，這些衍生出來的車型采用的不同小焊接總成件，焊接程序，這就要求白車身地板總拼工位增加車型識別，焊接機器人根據識別車型切換到相應的焊接程序。

下部車身總成[3]由發艙總成、前地板總成、后地板總成，對某一車型要匹配相對應的下部三段。車型A和B發艙的流水槽X方向坐標有差異，在發艙EMS小車上安裝電感式傳感器，由下部工位PLC控制柜傳輸某車型的信號到傳感器，非所需發艙總成，小車不抓取件，報警提示現場維護人員確認發艙總成型號。

（2）視覺識別系統的應用。汽車行業的競爭愈演愈烈，人們對車身外觀的要求在隨之提高，逆向促使主機廠采用復雜的車身輪廓和型面，整車外觀匹配逐漸成為汽車生產企業首要解決的難題。在整車制造過程中，外觀匹配問題占比達到50%以上，很大程度上影響了DRR及AUDIT指標達成。外觀匹配的核心就是車身骨架尺寸的穩定與精準，實際依賴于夾具的精度及先進的檢測技術。視覺識別技術能夠實現準確、快速的檢測，并且實時分析反饋。本公司某車型的左右側圍主拼工位為生產中的關鍵工位，涉及后背門、車身頂蓋、發動機蓋等許多件的外觀匹配，左右側圍的拼接精準關系到整個車身的外觀匹配。主拼工位運用基于雙攝像頭的側圍拼接視覺識別系統[4]，采用雙攝像頭進行采集圖像，可以有效的避免外界環境對攝像頭的干擾，保證采集圖像的清晰和準確。依據雙目攝像頭采集的圖像并傳入中央信息系統，計算得到圖像所包含的數據對側圍的身份信息給出準確的分析，側圍被EMS小車抓取運送到主拼工位，固定于主拼工位兩側的攝像頭對側圍外板的特征位置進行拍照，基于雙攝像頭的主拼工位視覺識別方法流程如圖1所示。當提取的特征點與系統預留的特征點相似度低于85%時，報警系統就會給出提示，提醒現場設備維護人員，此時機器人不動作，現場具體實施過程如圖1所示。

（3）生產信息提示系統的應用。MES系統的生產過程監視側重于生產流程和工藝過程之間的物流輸送，汽車制造的過程是一個逐漸拼接的過程，需要在生產的整個過程不斷的輸送單件或分總成給白車身，在每個上件工位，都需要能夠明確該車型的具體配置，上什么樣的件。目前，公司在生產線的各上件工位使用的小屏幕就是對某車型的生產過程進行跟蹤，可以反饋生產的實時數據，對員工上件起到提示防錯作用，小屏提示結合夾具機械防錯、感應防錯等交互作用保證生產順利進行。

3 結論

防錯技術是一種通過系統的方法對可能出現的錯誤進行提前預防的技術，目前采用的防錯技術隨著智能化工廠迅速發展會出現新的方法，比如各主機廠主流在用的自動化操作、電磁感應、條形碼識別系統、射頻識別系統。本文主要從智能化生產線闡述了新的防錯系統的應用，包括車型識別系統、視覺識別系統、生產實時信息提示系統等，能夠有效的實現多車型共線柔性的生產防錯，減少錯漏裝、白車身返工、提升工廠生產能力。

參考文獻：

[1]張曙.工業4.0和智能制造[J].機械設計與制造工程，2014（08）：1-5.

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[3]張龍.基于某SUV白車身輕量化研究及應用[J].汽車應用技術，2016（05）：90-94.

[4]李陽，張平.基于機器視覺的輪胎快速識別分揀方法[J].機床與液壓，2017（23）：37-39.