汽車涂裝生產(chǎn)線上的車體識別系統(tǒng)

1、汽車涂裝生產(chǎn)線上的車體識別系統(tǒng)2007-12-13在汽車各類生產(chǎn)線上采用車體識別系統(tǒng)（AVI）,可以對不同生產(chǎn)數(shù) 據(jù)的統(tǒng)計、質(zhì)量監(jiān)控數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行實時采集，并可以及時向物料管理、 生產(chǎn)調(diào)度、質(zhì)量保證以及其它相關(guān)各部門傳送，這對原材料供應(yīng)、生產(chǎn) 調(diào)度、銷售服務(wù)、質(zhì)量監(jiān)控以及整車的終身質(zhì)量跟蹤等都起著非常重要 的作用。車體識別系統(tǒng)的種類1 .條形碼識別系統(tǒng)采用條形碼識別系統(tǒng)時，要求從焊裝車間輸送到涂裝車間的白車身上須 粘貼有代表該工件特征信息（車型、顏色等）的唯一性編碼條碼，同時，由于涂裝車間生產(chǎn)設(shè)備的特殊性，比如車身要經(jīng)過前處理、電泳、 烘干等工藝過程，因此要求該條碼必須具備耐腐蝕、耐高溫等特性

2、。在涂裝車間通過設(shè)置掃描站來讀取車身上的條碼信息，掃描站主要由工 件位置檢測開關(guān)、掃描器、通信接口、人機界面組成，掃描包括自動掃 描與手動掃描兩種形式。掃描過程如下：工件位置檢測開關(guān)檢測到工件 到位信號后，條形碼掃描器自動掃描車體上的條形碼，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給 PLC;如果自動掃讀失敗，輸送設(shè)備暫停并發(fā)出聲光報警，提示操作員手 動掃描，掃描結(jié)果顯示在人機界面上；PLC將掃描得到的條形碼信息進(jìn)行處理，以決定下一步的工序流程，同時將此信息上傳給車間生產(chǎn)過程 監(jiān)控系統(tǒng) PMC （Process Monitor & Control System）進(jìn)行進(jìn)一步的處理、 運算，實現(xiàn)對整個車間工件物流的跟

3、蹤和生產(chǎn)過程控制。一般情況下，可在涂裝車間入口處、工件物流的分岔處、重要的工藝過程（如噴漆室、烘干室、儲存區(qū)等）入口處設(shè)置掃描站；另外，在涂裝車間出口處設(shè)置掃描站可將車體的最終信息發(fā)送給總裝車間的識別系 統(tǒng)?？梢钥闯觯捎脳l碼識別系統(tǒng)時，車身上所粘貼的條碼也僅僅是代表該車身的一個唯一性編碼（相當(dāng)于車身的“身份證 ”編碼），每個車身真正的信息（如車型、顏色等）都存儲在PLC 或 PMC 數(shù)據(jù)庫里。由于條碼本身成本極低，整個車間設(shè)置多少掃描站完全取決于工藝需要，因此這種識別方式的優(yōu)點是配置靈活、系統(tǒng)成本較低。也正是由于車身信息都存儲在PLC 或 PMC 數(shù)據(jù)庫里，因此這種識別方式有著顯而易見的缺點

4、，比如它對網(wǎng)絡(luò)通信的速率、可靠性等要求很高，任何通信線路的故障將可能導(dǎo)致生產(chǎn)信息的紊亂和生產(chǎn)的停止。此外，由于所有的信息都存儲在PLC 或 PMC 的數(shù)據(jù)庫里，因此要求有高性能的PLC、大容量的數(shù)據(jù)庫和高速度的 PMC主機。2 . 射頻識別系統(tǒng)（RFID）一個典型的 RFID （Radio Frequency Identification）系統(tǒng)包括載碼體 TAG（即數(shù)據(jù)載體或數(shù)據(jù)存儲器）、載碼體讀/寫裝置、接口模塊。載有工件的滑橇上，自始至終隨工件運行，這實際上就形成了一個隨工件運動的移動數(shù)據(jù)庫，工件由此變成了在整個生產(chǎn)流程中隨身攜帶數(shù)據(jù)庫的 “智能工件 ”。根據(jù)工藝及生產(chǎn)管理需要，可在涂裝車

5、間出入口處、工件物流的分岔處、重要的工藝過程（如噴漆室、烘干室、儲存區(qū)等）入口處設(shè)置載碼體讀/寫站。載碼體讀/寫站由工件位置檢測開關(guān)、載碼體讀/寫裝置、通信接口模塊和人機界面所組成。讀取載碼體數(shù)據(jù)的過程為：工件位置檢測開關(guān)檢測到工件到位信號后，載碼體讀/寫裝置開始自動讀取安裝在滑橇上的載碼體中所存儲的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給 PLC,同時顯示在人機界面上； PLC 將得到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，以決定下一步的工序流程。向載碼體中寫入數(shù)據(jù)的過程為：工件位置檢測開關(guān)檢測到工件到位信號后，發(fā)出控制信號使工件暫停，在人機界面上輸入要寫入載碼體的數(shù)據(jù)，確認(rèn)后執(zhí)行 寫入”操作，該數(shù)據(jù)通過PLC及網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到載碼體讀

6、/寫裝置，自動寫入安裝在滑橇上的載碼體數(shù)據(jù)庫中，同時將此次操作的結(jié)果顯示在人機界面上。通過上述對安裝在滑橇上的載碼體的讀/寫操作，所有信息均通過PLC 上傳給車間生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)PMC 進(jìn)行進(jìn)一步的處理和運算，從而實現(xiàn)對整個車間工件物流的跟蹤和生產(chǎn)過程控制。可以看出，是一種分散式的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。在整個工藝流程中，全部或部分的工件信息存儲在載碼體里面，通過設(shè)置載碼體讀/寫裝置來讀取工件信息即可進(jìn)行相關(guān)的操作。這種方式的優(yōu)點是配置靈活、響應(yīng)速度快、對系統(tǒng)通信的要求較低。另外，采用這種方式，不需要所有的讀/寫裝置都和主數(shù)據(jù)庫通信，因此與主數(shù)據(jù)庫通信的失敗不會導(dǎo)致生產(chǎn)的停止。射頻識別系統(tǒng)的性能在涂裝車

7、間選用射頻識別系統(tǒng)時一般需考慮5 個方面的性能：載碼體存儲容量從幾十字節(jié)到幾十K 字節(jié)不等，存儲容量越大，其成本越高。在涂裝車間應(yīng)用時，一般情況下，載碼體存儲容量選擇幾個K 左右即能滿足要求； 讀寫距離即載碼體讀/寫裝置表面到載碼體表面的正常工作距離，一般在滑橇輸送機上使用時，選取 30150mm即可；數(shù)據(jù)傳送速率包括載碼體讀/寫裝置的讀寫速率以及讀/寫裝置與PLC 的通信速率；涂裝車間烘干爐的溫度大約在180c210c之間，因此載碼體應(yīng)能夠耐 220c 的環(huán)境溫度；接口形式應(yīng)選擇能夠方便與 PLC、總線等聯(lián)接的接口形式， 目前主要有RS422/48S現(xiàn)場總線等接口形式。射頻識別系統(tǒng)的配置目前

8、在涂裝生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用的射頻識別系統(tǒng)主要有兩種產(chǎn)品：美國EMS公司的 HMS 系列產(chǎn)品 （載碼體為HMS150HT） 和西門子公司的MOBY-I系列產(chǎn)品。下面著重介紹西門子的MOBY-I 識別系統(tǒng)在涂裝生產(chǎn)線上的配置，其載碼體可耐220高溫。1. 系統(tǒng)概述系統(tǒng)以西門子S7-300PLC作為主控單元、TP37為數(shù)據(jù)操作人機界面， MOBY-I 、 TP37 通過PLC 的 DP 接口組成相對獨立的Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)。識別系統(tǒng)PLC 通過工業(yè)以太網(wǎng)將識別系統(tǒng)的所有信息傳送給滑橇輸送系統(tǒng) PLC 以及車間PMC 系統(tǒng)，以實現(xiàn)整個涂裝車間的生產(chǎn)信息管理。2. 系統(tǒng)硬件組成（1）車體識別系統(tǒng)PL

9、C：通過Pro巾bus-DP網(wǎng)絡(luò)完成車體識別系統(tǒng)內(nèi)部 的控制，并通過工業(yè)以太網(wǎng)將有關(guān)數(shù)據(jù)和車體信息傳送到滑橇輸送機各區(qū)域的控制系統(tǒng)，參與相應(yīng)區(qū)域的控制。同時把這些信息送到中央控制室的監(jiān)控系統(tǒng)，用于顯示、打印。（ 2） 現(xiàn)場讀寫站：每個現(xiàn)場讀寫站都安裝有觸摸屏（ HMI ） 和接口模塊，觸摸屏主要完成車體滑橇信息（滑橇號、車體顏色、噴涂次數(shù)、大小修信息等）的寫入、讀出顯示和修改。接口模塊（ASM451 ）主要處理讀寫頭 SLG43 要寫入或讀出的信息，并把此信息通過Profibus-DP 送到 PLC的 CPU 中進(jìn)行處理。（ 3）現(xiàn)場設(shè)置的讀寫站1 號讀寫站：設(shè)置在車體上到滑橇上的初始工位，當(dāng)

10、檢測開關(guān)發(fā)出橇體到位信號時，讀寫頭首先進(jìn)行讀操作，讀出橇體號和噴涂次數(shù)，再進(jìn)行寫操作，清除上一循環(huán)的車體顏色、車型、噴涂次數(shù)等信息，然后寫入新的車體型號、顏色等信息。寫操作是通過觸摸屏完成的，而讀操作是自動完成的。修改后的數(shù)據(jù)通過 Profibus-DP傳送到PLC,再通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)送到滑橇輸送機的PLC。2 號讀寫站：設(shè)置在鈑金修正工位前，首先讀出橇體號、車體顏色、車型等信息。然后寫入鈑金修正信息，以決定工件是否需要進(jìn)行鈑金修正。3 號讀寫站：設(shè)置在自動擦凈機和自動噴涂機前，當(dāng)檢測開關(guān)發(fā)出橇體到位信號時，讀寫頭進(jìn)行讀操作，讀出橇體號、顏色、車型等信息，確認(rèn)噴涂顏色，給自動擦凈機、自動噴涂機

11、發(fā)出正確的車型及噴涂顏色信息，然后進(jìn)行寫操作，寫入工件噴涂次數(shù)，橇體噴涂次數(shù)自動加1。4 號讀寫站：設(shè)置在存儲區(qū)前，讀寫頭讀出橇體號、顏色、車型等信息，確認(rèn)噴涂顏色，發(fā)出編組信息，把相同類型的車體送到指定的存儲區(qū)域。5 號讀寫站：設(shè)置在噴涂質(zhì)量檢查工位，將檢查結(jié)果（合格、需小修、需大修等）通過觸摸屏寫入載碼體。此質(zhì)量信息通過以太網(wǎng)傳送到滑橇PLC,以決定工件下一步的走向。6 號讀寫站：設(shè)置在車間下線工位，讀寫頭讀出車體的最終信息，通過工業(yè)以太網(wǎng)送到車間PMC 系統(tǒng)，同時送到總裝車間，作為總裝車間工件識別系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)。另外，這個讀寫站還要讀出橇體噴涂次數(shù)，以決定 是否對滑橇進(jìn)行清洗。當(dāng)橇體噴涂次數(shù)達(dá)到設(shè)定值時，將發(fā)出報警信號，警告該橇體需要清洗。（ 4）載碼體載碼體采用可耐220c高溫的MDS439E,存儲車體的所有信息。載碼體 安裝在每一個滑橇上，隨著工藝流程在涂裝車間循環(huán)使用。此外， 在有些生產(chǎn)線上RFID 系統(tǒng)采用只讀型載碼體，這種系統(tǒng)的運行方式類似于條碼識別系統(tǒng)，但數(shù)據(jù)讀取的準(zhǔn)確性比條碼識別系統(tǒng)要高, 并且更能夠耐受惡劣的環(huán)境，優(yōu)點是系統(tǒng)成本比可讀寫識別系統(tǒng)低,可靠性和準(zhǔn)確性卻大大高于條碼識別系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，受環(huán)境因素及維護(hù)情況的影響， 條碼識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取的準(zhǔn)確性只有不到90%， 而 RFID 系統(tǒng)