汽車智能制造中的防錯(cuò)技術(shù)運(yùn)用

郭艷杰 呂宗敏 趙允蒸 張鵬

摘 要：汽車行業(yè)正在逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、現(xiàn)代化，多車型共線生產(chǎn)導(dǎo)致錯(cuò)漏裝的發(fā)生率升高，防錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用越來越重要。本文結(jié)合智能化生產(chǎn)闡述了新型防錯(cuò)技術(shù)，分析了焊裝白車身防錯(cuò)的分類及防錯(cuò)方案。

關(guān)鍵詞：信息化技術(shù);汽車行業(yè);防錯(cuò)技術(shù)

1 引言

工業(yè)4.0[1]是利用信息化技術(shù)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)代，智能化時(shí)代。工業(yè)4.0九大技術(shù)支柱包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)機(jī)器人、3D打印、知識(shí)工作自動(dòng)化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能。汽車制造借助工業(yè)4.0的平臺(tái)得到了快速的發(fā)展，定義了新的汽車制造。工業(yè)4.0中的自動(dòng)化制造系統(tǒng)（Automatic Manufacuring System，AMS）是一個(gè)有機(jī)整體，包含一定范圍的被加工對(duì)象、一定的制造柔性、一定的自動(dòng)化水平的各種設(shè)備和高素質(zhì)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)一定程度的柔性自動(dòng)化制造，最后輸出成品。柔性化生產(chǎn)才是智能制造的決勝點(diǎn)，柔性化生產(chǎn)必然會(huì)造成許多差異件同線生產(chǎn)，汽車的生產(chǎn)和裝配式需要頻繁的切換，導(dǎo)致車間的重復(fù)性操作出現(xiàn)錯(cuò)裝、漏裝、混裝的質(zhì)量問題，甚至造成汽車報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)，增加企業(yè)的生產(chǎn)成本。

本文主要結(jié)合智能化生產(chǎn)線闡述新型防錯(cuò)技術(shù)應(yīng)用，以提升同行業(yè)的過程生產(chǎn)能力。

2 防錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

（1）車型識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用。消費(fèi)者的日益?zhèn)€性化需求如何滿足？柔性化[2]多車型的生產(chǎn)線可以給出完美的答案。一條生產(chǎn)線上能制造出滿足不同需求的產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)定制化，滿足市場(chǎng)的需求，同時(shí)會(huì)帶來一個(gè)矛盾，對(duì)生產(chǎn)線的要求越來越高。目前公司生產(chǎn)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(shí)別，焊接機(jī)器人根據(jù)識(shí)別車型切換到相應(yīng)的焊接程序。

下部車身總成[3]由發(fā)艙總成、前地板總成、后地板總成，對(duì)某一車型要匹配相對(duì)應(yīng)的下部三段。車型A和B發(fā)艙的流水槽X方向坐標(biāo)有差異，在發(fā)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(hào)到傳感器，非所需發(fā)艙總成，小車不抓取件，報(bào)警提示現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員確認(rèn)發(fā)艙總成型號(hào)。

（2）視覺識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用。汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，人們對(duì)車身外觀的要求在隨之提高，逆向促使主機(jī)廠采用復(fù)雜的車身輪廓和型面，整車外觀匹配逐漸成為汽車生產(chǎn)企業(yè)首要解決的難題。在整車制造過程中，外觀匹配問題占比達(dá)到50%以上，很大程度上影響了DRR及AUDIT指標(biāo)達(dá)成。外觀匹配的核心就是車身骨架尺寸的穩(wěn)定與精準(zhǔn)，實(shí)際依賴于夾具的精度及先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)。視覺識(shí)別技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確、快速的檢測(cè)，并且實(shí)時(shí)分析反饋。本公司某車型的左右側(cè)圍主拼工位為生產(chǎn)中的關(guān)鍵工位，涉及后背門、車身頂蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等許多件的外觀匹配，左右側(cè)圍的拼接精準(zhǔn)關(guān)系到整個(gè)車身的外觀匹配。主拼工位運(yùn)用基于雙攝像頭的側(cè)圍拼接視覺識(shí)別系統(tǒng)[4]，采用雙攝像頭進(jìn)行采集圖像，可以有效的避免外界環(huán)境對(duì)攝像頭的干擾，保證采集圖像的清晰和準(zhǔn)確。依據(jù)雙目攝像頭采集的圖像并傳入中央信息系統(tǒng)，計(jì)算得到圖像所包含的數(shù)據(jù)對(duì)側(cè)圍的身份信息給出準(zhǔn)確的分析，側(cè)圍被EMS小車抓取運(yùn)送到主拼工位，固定于主拼工位兩側(cè)的攝像頭對(duì)側(cè)圍外板的特征位置進(jìn)行拍照，基于雙攝像頭的主拼工位視覺識(shí)別方法流程如圖1所示。當(dāng)提取的特征點(diǎn)與系統(tǒng)預(yù)留的特征點(diǎn)相似度低于85%時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)給出提示，提醒現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)人員，此時(shí)機(jī)器人不動(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)具體實(shí)施過程如圖1所示。

（3）生產(chǎn)信息提示系統(tǒng)的應(yīng)用。MES系統(tǒng)的生產(chǎn)過程監(jiān)視側(cè)重于生產(chǎn)流程和工藝過程之間的物流輸送，汽車制造的過程是一個(gè)逐漸拼接的過程，需要在生產(chǎn)的整個(gè)過程不斷的輸送單件或分總成給白車身，在每個(gè)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(chǎn)線的各上件工位使用的小屏幕就是對(duì)某車型的生產(chǎn)過程進(jìn)行跟蹤，可以反饋生產(chǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)員工上件起到提示防錯(cuò)作用，小屏提示結(jié)合夾具機(jī)械防錯(cuò)、感應(yīng)防錯(cuò)等交互作用保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。

3 結(jié)論

防錯(cuò)技術(shù)是一種通過系統(tǒng)的方法對(duì)可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行提前預(yù)防的技術(shù)，目前采用的防錯(cuò)技術(shù)隨著智能化工廠迅速發(fā)展會(huì)出現(xiàn)新的方法，比如各主機(jī)廠主流在用的自動(dòng)化操作、電磁感應(yīng)、條形碼識(shí)別系統(tǒng)、射頻識(shí)別系統(tǒng)。本文主要從智能化生產(chǎn)線闡述了新的防錯(cuò)系統(tǒng)的應(yīng)用，包括車型識(shí)別系統(tǒng)、視覺識(shí)別系統(tǒng)、生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息提示系統(tǒng)等，能夠有效的實(shí)現(xiàn)多車型共線柔性的生產(chǎn)防錯(cuò)，減少錯(cuò)漏裝、白車身返工、提升工廠生產(chǎn)能力。

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