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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各部門傳送,這對原材料供應、生產(chǎn) 調(diào)度、銷售服務、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、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,輸送設備暫停并發(fā)出聲光報警,提示操作員手 動掃描,掃描結果顯示在人機界面上;PLC將掃描得到的條形碼信息進行處理,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)進行進一步的處理、 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)入口處設置掃描站;另外,在涂裝車間出口處設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?,采用條碼識別系統(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)入口處設置載碼體讀/寫站。載碼體讀/寫站由工件位置檢測開關、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),確認后執(zhí)行 寫入”操作,該數(shù)據(jù)通過PLC及網(wǎng)絡發(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 進行進一步的處理和運算,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??梢钥闯觯且环N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,通過設置載碼體讀/寫裝置來讀取工件信息即可進行相關的操作。這種方式的優(yōu)點是配置靈活、響應速度快、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,因此載碼體應能夠耐 220c 的環(huán)境溫度;接口形式應選擇能夠方便與 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。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 中進行處理。( 3)現(xiàn)場設置的讀寫站1 號讀寫站:設置在車體上到滑橇上的初始工位,當
10、檢測開關發(fā)出橇體到位信號時,讀寫頭首先進行讀操作,讀出橇體號和噴涂次數(shù),再進行寫操作,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行鈑金修正。3 號讀寫站:設置在自動擦凈機和自動噴涂機前,當檢測開關發(fā)出橇體到位信號時,讀寫頭進行讀操作,讀出橇體號、顏色、車型等信息,確認噴涂顏色,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:設置在存儲區(qū)前,讀寫頭讀出橇體號、顏色、車型等信息,確認噴涂顏色,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:設置在噴涂質(zhì)量檢查工位,將檢查結果(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 是否對滑橇進行清洗。當橇體噴涂次數(shù)達到設定值時,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)境因素及維護情況的影響, 條碼識別系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取的準確性只有不到90%, 而 RFID 系統(tǒng)
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