生产线柔性定位与转载技术浅析

宋绍蕾,彭海峰

(安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230601)



生产线柔性定位与转载技术浅析

宋绍蕾,彭海峰

(安徽江淮汽车股份有限公司,安徽合肥 230601)

摘要：生产线柔性化精定位与转载技术是进行柔性化生产必须解决的首要问题，柔性化生产能够根据顾客的需求在同一条生产线上生产不同型号不同配置的产品。系统地介绍了某乘用车制造公司某车间多系列车型共线柔性精定位与转载技术的设计与应用，其中车身存储线滑橇定位技术、内饰生产线滑板马墩定位技术及适应不同轴距车型的可快速移动自定位的底盘生产线吊具定位技术，在国内处于领先水平。

关键词：柔性化；精定位；转载

0引言

当今汽车制造与装配具有多车型混线、自动化程度高、生产节拍快、生产工序多等特点。为满足多样化的市场需求，企业需要生产多车型，需要不断完善产品类型，探索多车型柔性化生产方式是现在也是未来汽车制造厂家主要研究的目标和方向。

某乘用车公司总装二厂目前内饰线马蹲和底盘线吊具均没有定位装置。在车辆运行(特别是起动或停止时)或装配过程中，车辆相对吊具会出现前行或后移的现象，这种小距离偏移将会在转接处得到集中体现，从而导致转接无法精确定位，当这种偏移达到一定值时，转接无法正常进行，车辆可能会从转接处掉落，存在重大安全隐患。文中主要对轿车生产线柔性定位和转载技术进行分析和应用。

1柔性精定位与转载技术概述

由于当今汽车生产线具有多车型混线生产、生产节拍高、生产操作自动化等特点，不仅要求转载机构具有柔性而且转载时还要进行精定位。因此转载机构需要综合机械设计与制造、检测和自动控制等技术，采用多层次、多阶段、多定位点等方法，实现转载的柔性精定位。文中只针对该公司某车间的生产线的柔性定位与转载技术进行分析和运用。

柔性精定位技术主要解决汽车轴距、宽度不同的多种车型同时进行混线生产时的定位问题。对不同的车型，不可能只固定地采用一套定位方法及相应的支撑点进行定位，因此需要设计多种定位方法，并根据车型不同进行相应的选择。

柔性精定位技术包括车型识别技术、定位支点与定位方法自动选择技术。车型识别技术是指要识别出要转载的具体车型。车型识别用2种技术来实现：利用射频技术来读取车载电子标签(射频芯片)中存储的信息，或者在建立车型特征信息库的基础上用外形特征识别技术进行识别。定位支点与定位方法自动选择技术是在识别出具体车型后根据预先确定的定位方法，从存储表中自动选择定位方法、定位支点和夹紧部件，控制相应的机构进行定位和夹紧，实现柔性定位。该公司轿车二期利用射频技术来读取车载电子标签(载码体)中存储的车型信息，利用定位支点与定位方法自动选择技术在识别出具体车型后根据预先确定的定位方法，从存储表中自动选择定位支点，控制相应的机构进行定位和夹紧，实现柔性定位。

2生产线柔性定位与转载所面临的问题

要想在一条生产线上生产多种车型，最先要实现的是这些车型都能在这条生产线流动，即输送设备能适配所有车型。文中涉及的总装车间混流生产的车型为2个平台，共4种车型。总装流水线车身柔性定位与转载面临以下的问题：

(1)汽车整体结构不同

不同车型的整车零部件在车身上的装配位置也不完全相同，因此在零部件装配过程中为避免与输送设备干涉，车身对设备的相对位置也不相同，这就对车身定位基准的选择提出了更高的要求。

(2)车身的定位基准不同

为实现多车型柔性定位与转载，必须所有的车身能在流水线上输送，定位基准是汽车输送线的设计依据，依据的不同是输送线设计面临的最主要问题。对车身输送系统进行设计，实现其柔性定位与转载，必须依据产品本身的结构工艺性和现生产线的工艺环境两大约束条件，产品本身的结构工艺也是跨平台车型实现混流生产的特点与难点，在确保方案可行的基础上，必须使产品结构工艺性、现生产工艺环境与经济性三者之间保持平衡。

3定位技术在总装车间的运用

3.1车身存储线

现代化的汽车装配工厂通常设有车身存储线(Painted Body Store，PBS),用于轿车焊装车间、涂装车间和总装车间的衔接，车身存储线的主要功能有：

(1)存储功能。尤其在焊装、涂装和总装班次不一致时，存储量必须超过其不一致的总量。即使班次不同，也存在着2个车间生产节拍不同的情况。所以，通常情况下，PBS是必备的存储系统。

(2)焊装、涂装和总装之间的缓冲功能。关联的2个车间中，后续车间不能因为前序车间的短暂停线而导致停线；同样前序车间也不能因为后序车间的停线而停线。因此。PBS的存在可维持各车间一个较高的设备开动率，平衡各车间生产部均衡问题。

(3)吊具的存储和分配功能。

(4)改变生产顺序的功能。根据生产管理的需要，总装生产的顺序往往与涂装车间输出的顺序不同。

(5)维持工作量平衡的功能。当多车型混线生产时，各车型工作量不相同，调整生产顺序有利于平衡工作量。

车身存储线主要由以下几个部分组成：

(1)滑橇输送系统，见图1。

滑橇输送系统依靠滑橇实现车身运输，其特点为：①能适应多变的工艺要求，可把一条线上的滑橇车身按工艺需要分成两线、三线；或将两线、三线合为一条线路输送等，分流合岔均比较方便。②可设置存储线，供午休或下班时设备排空用，以保证生产线的不间断生产。③滑橇可以实现堆垛储存，每垛可以放置3个滑橇，从而可大大减少空滑橇存储线的数量及占用面积。

(2)驱动滚道。驱动滚道是滑橇系统的动力源，它为线体的运动提供动力，可以根据工艺生产节拍的需要设定合适的线速。

(3)升降机。升降机将总装的空滑橇运送到涂装车身转接平台，再将载有车身的滑橇从涂装转接平台转接到涂装和总装衔接的输送轨道上。

(4)车身移载机。文中涉及的生产车间在车身存储线上有2条移行机：一条是将涂装进入总装车身存储线的车身按照生产安排进行排序之后放入相应的轨道。第二条移形机是对已经通过第一条移形机进行过生产排序的车身根据生产计划的临时变更对车身进入生产线进行最终的排序。移行机见图2。

(5)旋转滚床,实物图片如图3所示。

旋转滚床是在运送车身的滑橇需要转弯的时候必备的转接设备。旋转滚床可以在滑橇输送线上使滑橇根据输送线布置转弯，节约转弯空间。

3.1.1滑橇

滑橇是运送车身的载体，它在滚道上往返运动将车体按照一定的排序要求运送制定的轨道。为了生产线上车身转接更准确，一般在滑橇的一端设计2个定位，通常有销定位和孔定位2种，为了兼容不同的车型能共线生产，对滑橇的定位提出了更高的要求。如图4所示(滑橇定位图)，该滑橇采用销定位，可兼容该公司B926、A-Ⅱ、B-Ⅱ、S-Ⅱ 4种车型。B926和B-Ⅱ共用1、2和a、b 2组定位支撑；A-Ⅱ和S-Ⅱ共用3、4和c、d 2组定位支撑。

3.1.2滑橇输送系统概述

随着工业现代化的发展，对输送机功能需求越来越多，在汽车制造等行业中，常常需要一些地面柔性输送系统以提高制造过程的现代化程度，滑橇输送机能满足汽车制造的焊装、涂装、总装等生产过程的这些特殊需要，其优势是板式输送机和链式输送机无法替代的。

滑橇输送系统是由多种标准单元模块组合的复杂的组合式输送系统，输送物件的橇体依靠托滚或链条的摩擦力实现前进、后退、平移、举升、积放和旋转的功能，广泛应用于汽车的焊装、涂装和总装的车身输送。

滑橇输送系统主要由滚床、机架、滚子组、驱动装置等组成，由链或带来传动。

3.1.3滑橇定位原理

在轿车二期焊装、涂装和总装都用到了滑橇，滑橇作为各工艺之间车身转接和车身存储的主要输送设备，在汽车的生产过程中发挥着很重要的作用。滑橇与车身之间的准确定位主要依靠载码体、读写头和控制器的相互通信来完成。

首先通过扫码将整车的信息传送到载码体，在滑橇上装有载码体(焊装和总装的载码体是常温载码体，涂装的载码体是耐高温的载码体)，载码体附属在滑橇上，当滑橇在输送轨道上运行时，到滑橇经过线边的读写头时，读写头就会读取载码体中的信息，然后将信息传送给控制器，控制器根据事先设定的程序，控制滑橇相对移载机的位置，完成车身由移载机到滑橇的准确定位。

3.2内饰线定位技术

内饰装配线主要完成车身内外饰零部件和车门零部件的装配。为了减少车身在转接过程中的偏移，文中涉及的内饰生产线上采用了内饰马墩销定位(该车间的内饰生产线分前内饰线和后内饰线两部分，为了避免马墩和整车零部件之间的干涉，前后内饰的马墩结构不同)，见图5。

从PBS上线的车身通过升降机转移到内饰马墩上，为了减少车身在转接过程中的偏移，文中涉及的内饰马墩具有前定位销定位。由于该生产车间是多种乘用车型混线生产，因此在车身从PBS转移到内饰马墩过程中，为了满足混线车型在内饰马墩上的定位，此处根据车型长度不同设置不同停止位，通过行程开关实现，设置3个行程开关，第一个作为减速开关，检测到该信号后，滑板开始减速，可编程控制器处理车型信息，确定滑板定位在停止位1或停止位2，以此实现不同车型的转接精定位。

3.3底盘吊具定位技术

底盘线主要负责车身底盘段的装配工作，在内饰线端头由四柱升降机将车身提升到一定的高度，在转接工位外等待的空吊具进入转接区，升降机下降将车身放到吊具上完成内饰线至底盘线的转接。此处较以往的生产线增加了左右前定位销。在进行底盘件装配时，由于部分零部件在车体的下方，因此为了便于装配，该底盘线采用摩擦驱动，为了避免在输送线运行过程中因为车体相对吊具移动而导致在生产线之间转挂时出现错位甚至掉车(在未采用底盘吊具定位的生产线上曾经发生过几起由底盘线通过升降机转合装生产线时车体倾斜事件，造成生产线停线，同时也带来了很大的安全隐患)，在此次底盘吊具设计时增加了吊盘吊具前销定位，此方法可以避免车体相对吊具出现移动，保证定位的精确性。底盘吊具见图6。

对于吊具的精定位，一般分两步来实现，此处根据车型不同设置停止位，通过行程开关实现，设置3个行程开关，第一个作为减速开关，检测到该信号后，滑板开始减速，可编程控制器处理车型信息，确定滑板定位在哪个停止位，以此实现不同车型的转接精定位。

4结论

面对日益竞争的汽车市场，对于整车厂来讲，将多车型混线生产有利于大大减少生产成本投入，从而使产品在性价比方面更具有竞争力。文中重点论述了多车型混线生产的柔性定位与转载，同时结合某乘用车公司某总装车间的实际情况对柔性定位与转载技术的运用进行了分析。实际应用表明：柔性精定位与转载技术能充分满足现代化汽车生产的高节拍、多品种混流和自动化要求。

参考文献:

【1】张坤全.柔性化装配线平衡设计的研究与实践[D].武汉:华中科技大学,2006.

【2】吉建东.浅谈对汽车总装线柔性化的探讨[J].中小企业管理与科技,2010(22):30-31.

【3】杨宜，白如玉.汽车总装生产线的研究[J].科技致富向导,2011(6):213-213.

【4】颉谭成，赵强，南翔.汽车装配生产线规划及优化研究[C]//全国高等学校制造自动化研究会学术年会,2008.

【5】刘永辉，王卫，朱晓波.汽车装配工艺现状及发展趋势[J].客车技术与研究,2007,29(2):47-49.

Analysis on Flexible Positioning and Transfer Technology of Production Line

SONG Shaolei,PENG Haifeng

(Jianghuai Automobile Co.,Ltd., Hefei Anhui 230601,China)

Keywords:Flexibility;Precision positioning; Transfer

Abstract:Flexible precision as well as transfer technology of production line would be the prime problem to be solved when proceeding flexible production,which is capable to manufacture products with different models and configuration in same production line according to the customer. The design and application of united line precise positioning and transfer technology of car configuration of multiple series in one plant of some company were introduced systematically. Where in the body stores, slide positioning technology, interior production line petals Marton positioning technology and fast mobile localization chassis production line sling positioning technology to adapt to cars owned different distances, located in the leading level in domestic.

收稿日期：2016-01-04

作者简介：宋绍蕾，女，本科，研究方向为总装装配技术。E-mail：827727532@qq.com。

中图分类号:U468.2+1

文献标志码：B

文章编号：1674-1986(2016)04-045-04