一种新的承载式门分装线

骆华泰

摘 要：车门分装线在降低内饰和终线工位密度、避免岗位相互干涉、减少下线车辆划伤比例方面有着举足轻重的地位，基于此本文介绍了一种新的柔性车门分装线，在保证车门分装线的装配质量的同时，又使车门线不受各种实际厂房条件约束。

关键词：车门分装线;柔性;装配质量;约束

1 车门分装线的现状及存在的问题

车门装配在决定整个总装工艺品质中占有很重要作用。首先，几乎每一道每一道内饰装配流程都涉及到对车门的开关、布线、装配等操作要素，都有可能对车门产生不必要的干扰;第二，车门精度在整个车身精度中占有重要作用，直接决定着整车的静态感知质量;第三，对于市场的激烈竞争和车主对于车内配置要求的不断提高，诸如仪表板、座椅等各项配置都充满个性化和升级需求，其中不乏体积较大的部件总成。为很好的应对上述问题，现今各主流汽车厂商普遍引入了模块化分装生产线，例如车门分装生产线、仪表分装生产线、发动机分装线等，它们都能很好的在完成本总成装配质量的同时，将总装工艺流程划分为几个关键点。车门分装线就起到了很好的作用，比如精简了总装工艺流程，提高了总装工艺流程运行效率，为多车型生产创造条件，提升了车门和整车装配质量，降低了由于员工在车门作业时产生无意识质量问题的概率，同时，通过车门分装线进行单独车门的批量装配也有力确保了车门的装配质量。

目前大部分的车门分装线都是将由内饰工段拆下来的门装夹在车门吊具上，通过机运链输送到车门工段线进行装配，在车门工段完成装配后通过举升机输送至车门buffer区进行排序缓存，最后在最终线与车门完成装配。现有的车门分装线装配段仍是用摩擦线进行输送，车门工段的线头和线尾分别有一个举升机以实现载有车门的车门吊具和整个车门线机运链的对接;这两个升降机也限定了车门工段的长度，当车门装配提速、节拍加快时，由于无法通过扩展工位来分解每个工位的操作要素，员工之间就会干涉。还要考虑车门SPS的捡料区，门线AGV小车的行走路线，以及车门线SPS料车在门线工段的上下线等因素;就经常会出现门线AGV小车行走路线占用物流通道，存在很大的安全隐患，而且料车上下线时会与AGV小车分离，也增加了不确定性。由此可见，现在通用的车门分装线仍然存在着不少问题，需要一种更加灵活、便捷的车门分装线。自动化、数据化、智能化是市场形势下对于所有汽车整车厂的新要求，我们必须求新、求变、求极限才能在新的环境中占有一席之地。

2 基于承载式AGV的车门分装线

首先，本车门线AGV不仅能够带动SPS物料小车往返于SPS物料区和车门线装配工段，还能承载车门吊具，巧妙地將车门由机运链输送转化为地面的AGV输送。由于车门改为由AGV进行输送，其路径就不局限于固定厂房布局，可以随AGV的行走路径而随意改动，灵活性和适应性大大增强。而且该新型柔性车门分装线建造工期缩短，后续如遇改造只需要整齐迁移即可，效率和设备的利用率也得到了提升。其次，如果设备故障停线，只需要将功能损坏的AGV移除线体，替换为功能完好的AGV就可继续走线，不至于整个流水线瘫痪，停线时间也能大幅降低。再者，如果流水线提速，生产节拍加快，只需通过AGV程序参数的修改就可以了，而传统的车门线却没有这么方便。最后，承载式的AGV车门线工位的扩展也极易实现，不会受制于传统车门线首尾升降机的空间限制，见图1。

系统由30台AGV组成，正常情况线上运行27台AGV，另外3台备用。如有特殊情况，线上运行AGV数可最小减至25台。AGV电能由车载电池提供，并配备4处线上充电站，以防止每个运行循环内电池电量亏损。充电过程由安装于地面的充电板及AGV车载电刷共同完成，同时充电机及电池具有短路保护功能，安全可靠。自动导航、读取地标等功能由AGV本体独立完成，系统调度、运行控制及信号联锁等功能由调度系统服务器与主控柜（MCP）配合实现。MCP及每台AGV各配备1套PLC作为控制器，均选用Allen-Bradley品牌：AGV车载控制器选用1769-L24ER-QBFC1B小型PLC，主控制系统选用1756-L72大型PLC，通过用户程序，实现AGV的自动行走、调度、线体联锁等功能。系统网络采用工业以太网连接，并通过无线AP系统与每台AGV实时传送数据，实现监控、管理等功能。AGV本体主要驱动机构为舵机，由两个直流电机组成，分别用于实现行走及转舵功能。AGV行走、转舵电机的控制采用Robteq品牌的MDC2230驱动器，具有运行可靠、维护方便等优点。

每台AGV配备了操作面板，包括触摸屏显示及按钮操作，用于监控AGV本体状态，并进行设置、急停、复位、手自动切换等操作。另外，为了方便手动状态下调整AGV的位置及姿态，共配备4个可插拔式按钮操作手柄。主控柜配备了一个触摸屏，用于对AGV状态、系统状态、联锁信号、故障报警等信息的显示，及转接点设备的手动操作。可以方便快捷地了解设备状态并进行手自动切换、故障复位等操作。每台AGV配置了急停、安全雷达等安全防护设备，确保设备和人身的安全，见图2。

AGV轨道成一个环线，包括2个工艺段、2个物料区和上下件转接点。工艺段共设置15个工位，线体两边均匀分布了急停按钮盒及Andon拉绳（Andon拉绳功能隶属于Andon系统）;物料区共设置了6个无线急停按钮盒、6个无线Andon按钮盒，用于线体的暂停或整工位停止。在转接点及物料区域共设置4个充电站，用于周期性为AGV电池进行充电，从而避免电池电量亏损。

车门吊具在工艺段的首尾进行上线、下线转接时，通过两台机器人实现了自动转接。在上件转接点处，由机器人从车门线将吊具抓起，放置在AGV上;在下件转接点处，从AGV将吊具抓起，放置在门线一次吊具上。这一过程中，AGV通过硬接线的形式与车门线传递联锁信号，并由车门线将信号传递至机器人，实现信号交互。

整个系统的27台AGV的运行状态都能在中央控制系统进行实时监控显示，MCP也能自动分配指令给每台AGV，实现信息实时交互，所有的AGV都相当于有了一个统一的“大脑”，更加智能化。

3 新旧车门线对比

为了更加直观的展现承载式AGV车门分装线在装配质量、运行效率、灵活性等方面较传统车门线的优势，下面将以近4个月的车门划伤统计、停线时间、班组长顶岗时间等方面来进行数据对比，见图3：

通过上述数据可以看出，在新线刚开始生产时由于门线AGV与上下线转接机器人之间还处于磨合阶段，新线的停线时间多于旧线;但随着时间的推移，设备故障率逐渐降低，停线时间呈逐月下降趋势，且少于旧线，最终趋于稳定。从划伤台量也可以得出类似的结论，可以看出，在新线稳定运行阶段，其划伤台量是明显低于旧线的，这也有效保障了咱们的整车装配质量，提升了静态感知水平。这也表明了承载式AGV车门分装线较传统的车门线具有比较明显的优势，相信该承载式车门分装线在不久的将来也一定会运用到其他生产基地。

4 小结

该AGV分布式生产系统装配岛分装工艺模式乃国内首创，满足上汽集团AGV安全标准，通过自主集成研发，将SPS输送设备和车门吊具输送设备合二为一，实现投资成本节约20%。首次实现总成件空中机运—转接机器人—地面移动AGV的全自动集成系统，该系统极大提高总装工艺布局灵活性，有效减少对厂房场地的改造需求，为后续多点制造模式快速部署奠定了基础。

参考文献：

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