汽车总装生产线自动输送控制系统的研究

张 震，王 赫

(1.华晨宝马汽车有限公司涂装规划部，沈阳 110000； 2.华晨宝马汽车有限公司涂装车间工艺部，沈阳 110000)



汽车总装生产线自动输送控制系统的研究

张 震1，王 赫2

(1.华晨宝马汽车有限公司涂装规划部，沈阳 110000； 2.华晨宝马汽车有限公司涂装车间工艺部，沈阳 110000)

近些年来，自动输送控制系统越来越受到世界各国的重视。本文主要阐述了汽车总装的各种工艺，同时也对汽车总装自动输送系统中的相关技术做出了细致的研究。

汽车生产线；自动输送；控制系统；策略；厂商

中国的汽车制造有很多特点，最主要的就是引进了外国比较先进的汽车生产的科技，还有现代化的汽车制造管理理论。而计算机主要的技术也是吸收和借鉴了国外的现代控制论，使用PLC网络技术，让很多汽车生产线在自动化水平上得到了提升，同时安全技术方面也得到了保证，基本已经实现了很多种类的汽车生产线达到自动化标准。

1 汽车的主要构造和功能

1.1 输送系统主要的设备

通常情况下，很多种类的机械与电器产品生产的过程中最重要的工序就是装配，装配主要有检测以及对机械的调整，检测和调整是为了保证每个零件可以很好的集成整体，这样才可以发挥它本来的功能。总装是把不同的零件以及部件，根据相关的标准和规定形成一个比较完整的产品过程，或者也可以说是让每个零部件在规定的位置进行组装的整个过程。

汽车属于比较复杂的工业制成品，根据汽车的具体构造将它分成发动机、底盘、车身以及电器设备四个主要的部分。在这里面底盘也有下面的几个系统组成，分别是行驶、传动、操纵、转向、制动、供给等系统组成。如果在一个比较大的制造厂中，上面的总成通常都是在非常独立的厂子中进行生产的，之后才会将它们送到一个总的装配车间里面进行下一步的工作。依照相关的资料统计，中型卡车小的零部件有500种，2 000多件，一般的小型轿车由于现在制造的非常精密，很多电器设备变得很完善，它需要的零部件总成数量大大的超过了卡车的配件总成数量，所以对于汽车进行总装是非常复杂的一个工作。

1.2 汽车输送系统具体的流程

以上环节进行完之后，就开始了总装的环节。由于汽车装配的一些基础的需求，汽车通常是使用了很多的输送设备最终才完成装配的操作，最后才可以推动全部装配工作的进行，让一辆成品汽车可以下线。当汽车的车身全部完成涂装工作以后，从滑动式的输送体系把整个的车身运到进行装配的地方开始装配的操作，升降段会非常快速的到最高的位置同时要进行信号的发射，然后把信号传送到别的停止器，推动所有的推车机进行工作，迎接下一个汽车的车身完成具体的操作。

存储区最大的功能就是清理。针对汽车生产的需要，在存储区完成漆后，汽车的车身要按照生产的顺序对总装线做好输送工作。存储区有缓冲的功能，在进行涂装汽车车身的时候，空吊具可以使用升降机送到缓冲区，可以实现总装车间持续生产3h。要是存储区里面的车身没有达到生产标准，就必须要通过分道岔开始运到返回线，重新进行输送。通常情况下，漆后的汽车车身能够直接的朝总装线输送，不用经过存储区。

输送系统在汽车生产实现自动化的整个发展过程中有很关键的作用。利用先进的输送设备和先进的电气控制体系，可以很好地推动汽车的生产线在自动化方面的有力提升，确保整个系统可以持续安全的工作和运行。设计合理的电气控制体系可以有效的实现汽车生产线的自动化，将生产发展成运行比较稳定，降低故障率的水平。这样就可以将生产率提高，降低成本，实现持续化的安全生产。而且对于事故发生率的降低也很有效果，同时还可以将生产率提高，这样就大大的节省成本，为企业产生更多更好的经济利益。

2 组成自动化控制体系的主要部分

在现代汽车生产的领域中，比较传统的电气控制系统很多是集中式的模式，不过这种控制系统有很多的不足之处，如很多的现场导线以及配电盘的数量都会影响施工的质量，这样的环节是比较烦琐的，同时线路还非常长，会严重的影响操作，出现一些操作困难的情况。在20世纪90年代末，电脑的控制模式逐渐取代了比较传统集中的控制体系，全新的体系使用的就是以PLC作为核心，和老旧的密集型电缆有着本质的不同。将工业以太网的形式进行监控，让底层控制体系与中间控制体系之间组织成比较高效率的通讯。

2.1 目前汽车的输送系统进行自动化控制主要的组成部分

当下这个时期的汽车自动输送控制体系有以下几个部分组成，分别是工业现场的总线，工业以太网还有PLC的控制体系三个部分。

工业的以太网属于电脑网络系统里局域网的分支，它作为工业基础单元而出现，很好地将自动化系统进行连接，而且还给工作站以及个人电脑提供非常高效稳定的通讯，推动了不但很广还有高度开放成功的网络实施，在通信功能方面有很显著的成就。

工业现场总线属于双向控制的数字体系，它作为通讯体系可以很好地与系统现场装置进行连接，在控制方面有很好的效果。笔者在本文中进行研究的现场总线使用的是分布式网络。

将制造汽车的每个环节进行有效的结合，利用工业现场总线的技术加上以太网体系，可以很好地实现汽车在生产中的自动管理控制，这样可以获得预期的效果。

2.2 汽车总装生产线的自动化控制体系

需要在层次上把自动化的控制体系划分三个主要的层次，分别是设备层、管理层以及控制层(见图1)。上位机和下位机这些数据设备利用系统通信单元进行有机的连接，连接好控制层以及管理层，使用主控制器的PLC以及现场设备做好数据交换的工作。

图1 总装车间管理层，控制层，设备层，网络结构图Fig.1 Management layer, control layer, mechanical layer network structure diagram of assembly shop

组成这样的网络设备有以下几个：PLC主机，数字量输出模块，工业以太网连接的处理器，网络现场总线，IP67型输出模块和输入模块。能够直接和工业现场总线进行连接，同时是可以连接24个开关模块。包括了数据的专业载码体以及读写处理器这些识别系统组件。进行终端显示，就是在具体的制造中使用数值对可能出现的故障实行可视化的监控，在进行控制的具体过程中利用菜单体系进行。在选择传感器方面需要使用三线制的现场插件。最后就是选择变频器，它涉及的是标准的RS485穿行接口，可以让31台变频器与PLC和PC进行连接。对它进行具体实际操作可以使用数字键盘和标的RS4接口实现。

3 结语

当下的汽车自动输送与控制系统，构成它的主要部分分别是工业现场的总线、工业太网还有PLC自动化系统。利用主要的管理部门进行在线的监督控制以及具体的管理工作，实现底层也可以进行很好的有效果的控制。车间的数据管理体系必须要与中级的控制体系进行很好的结合，才可以发挥出真正的作用，加上实时通信现在已经非常高效，这就让比较老旧的电缆被一些现场的总线以及控制箱进行取代，这样就可以很好地减轻装配的难度，确保装配的工作质量。因此，以PLC技术为主的网络控制体系有着很强的优势，它在中国的汽车生产制造领域以及其他有关的领域都进行了非常广泛的使用。

[1] 赵兴亭.总装厂混线生产模式分析及生产能力提升[D].吉林大学，2016.

[2] 肖超群.汽车内饰件成型生产线自动控制系统的研究与设计[D].湘潭大学，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

张震(1976-)，男，工学学士。

U466

B

1674-8646(2017)02-0034-02