CN109552451B - 车辆总成装配生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆总成装配生产线，通过电控系统与滑板线、底盘合装线、空中传输线电性连接，显示及控制所述滑板线、底盘合装线、空中传输线的工作状态参数；通过生产线及系统的有效配合实现车辆总装作业，针对产品设计和订单的变化，自动调整加工、装配环节的任务、工艺流程、路径规划与控制参数以及生产系统的结构和控制程序，大幅缩短生产系统软硬件调整以及产品的交付周期，使其快速响应高度定制化产品规模化生产的需求，实现小批量甚至单件化定制产品的规模化、经济型生产。

Description

车辆总成装配生产线

技术领域

本发明涉及车辆生产制造领域，具体涉及车辆总成装配生产线。

背景技术

传统的批量化、刚性生产系统主要针对一种或几种产品专门设计，机械结构、控制系统、网络系统都是刚性化的设计和部署，当产品设计和生产需求发生变化时，调整生产系统的周期和工作量非常可观，因此，无法满足消费者高度个性化定制产品快速、规模化生产的需求。

近年来，随着汽车消费市场需求的个性化和多样化，汽车装配作业也从传统的单一品种、大批量生产向多品种、中小批量转化，装配生产的批量性特点趋于复杂，安装零件的品种、数量进一步增多，对零部件的接收、保管、供给、装配作业指导等都提出了新的要求，离散制造业正逐步从批量化生产阶段向个性化定制生产阶段转变。

现今产品向个性化、多样化、全球化、小批量方向发展，现有技术中，流水线总装式的大批量生产方式因为在相对固定生产时间段中进行重复生产的方式限制了产品种类的多变性，所以已经不能适应快速反应的市场和商品多样化的需求。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种车辆总成装配生产线，实现了自动调整工艺流程、控制参数以及生产系统的结构和控制程序，大幅缩短生产系统软硬件调整以及产品的交付周期，从而使其快速响应高度定制化产品规模化生产的需求，实现小批量甚至单件化定制产品的规模化、经济型生产。

本发明提供一种车辆总成装配生产线，所述生产线包括：滑板线、底盘合装线、空中传输线及电控系统；

所述滑板线包括若干个滑板，所述若干个滑板构成闭合的循环线；

所述底盘合装线包括滑橇、滑橇平台、有轨制导车辆，所述滑橇设置所述滑橇平台上，所述有轨制导车辆与所述滑橇平台相适配；

所述空中传输线设置于所述滑板线与所述底盘合装线上方，通过空中悬挂小车将待装配的车身在所述滑板线及所述底盘合装线之间传送；

所述电控系统与所述滑板线、底盘合装线、空中传输线电性连接，并显示及控制所述滑板线、底盘合装线、空中传输线的工作状态参数。

进一步优化地，所述滑板线设置为矩形循环结构，矩形循环结构的四角设置有旋转台，所述滑板通过移载机在预设轨道滑动，所述移载机或滑板上设置有定位装置。

进一步优化地，所述空中传输线分设缓存区、加工区、待加工区，所述缓存区、加工区、待加工区均设置为矩形分布，所述缓存区设置在滑板线上方，所述加工区设置在底盘合装线上方。

进一步优化地，所述空中传输线设置为两层平台，所述两层平台通过吊具移动所述空中悬挂小车，根据电控系统的传输信号控制所述两层平台中吊具的横向及纵向移动。

进一步优化地，所述空中传输线还包括检测装置，所述检测装置与所述电控系统电性连接，所述电控系统根据检测装置的信号控制所述空中悬挂小车的移动速度，及与所述空中悬挂小车相适配的滑板或滑橇的移动速度及位置。

进一步优化地，所述滑橇在所述滑橇平台按照设置轨道滑动，所述滑橇平台包括调节机构，所述调节结构根据不同车型的底盘尺寸调整滑橇的横向及纵向距离。

进一步优化地，所述有轨制导车辆下方设置有两道滑行轨道，中间设有供电槽。

进一步优化地，所述电控系统包括：

输入模块，用于录入车辆装配的订单信息；

调节模块，用于根据订单信息调节所述滑板线、底盘合装线、空中传输线的工艺流程。

进一步优化地，所述电控系统包括：

信息读取模块，用于读取待装配车身的基础信息，所述基础信息包括车型信息、工艺信息；

信息传输模块，用于将所述基础信息传输到对应的控制模块；

控制模块，用于根据信息传输模块传输的基础信息控制所述滑板线、底盘合装线、空中传输线的工作状态参数。

进一步优化地，所述生产线包括，

一条滑板线，设置滑板数量22个，工位数量14个；

一条空中传输线，设置为单轨移动小车循环线，空中悬挂小车数量为23个；

底盘合装线，在所述滑橇平台上设置工位8个，所述有轨制导车辆分别设置在所述滑橇平台两端；

电控系统，通过射频识别与管理系统信息交互，完成所述一条滑板线、一条空中传输线及底盘合装线的工艺流程的控制及数据跟踪、统计。

本发明实施例至少实现的有益效果如下：

通过软件定义的方式使生产线能够针对产品设计和订单的变化，自动调整加工、装配环节的任务、工艺流程、路径规划与控制参数以及生产系统的结构和控制程序，大幅缩短生产系统软硬件调整以及产品的交付周期，使其快速响应高度定制化产品规模化生产的需求，实现小批量甚至单件化定制产品的规模化、经济型生产。

通过合理的工序内容分配和工序节拍控制，结合生产指挥调度系统，集装配工位标准化、作业过程程序化、器件装卸运输自动化、生产管理信息化的工业自动化控制和计算机管理技术，完备的人机界面实时监控，进行全集成的系统规划；提供多种统计分析，为决策者提供充足的数据依据；实现生产过程实时跟踪和追溯，实现准确、高效的生产管理；通过异常报警提示提升组织过程管理，实现对现场异常问题的快速传递和处理，对生产管理构成支撑；通过工业化和信息化相结合的方法实现生产数据共享，提高生产协同效率；通过数据可视化实现提高员工自主性、帮助持续改进，促进精益生产；提升管理过程的问题解决能力和提升生产效率；达到问题预判、问题预防，减少总装线生产问题。

附图说明

图1是本发明实施例的滑板线示意图。

图2是本发明实施例的底盘合装线示意图。

图3是本发明实施例的空中传输线示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

为了满足个性化的需求，采用大量生产的成本生产出满足用户个性化的大量产品。本发明从零件装配成产品，将计算机辅助技术应用到装配工艺，强调工位的整合和调整、各工位作业量的均衡、工艺的并行设计和物流的顺畅，从而实现敏捷制造(AgileManufacture，AM)，有效实现车辆产品装配自动化和柔性化，提高了车辆流水线总装效率。

本发明提供一种车辆总成装配生产线，所述生产线包括：滑板线(如图1)，底盘合装线(如图2)、空中传输线(如图3)及电控系统；

所述滑板线1包括若干个滑板11，所述若干个滑板构成闭合的循环线；

所述底盘合装线2包括滑橇21、滑橇平台22、有轨制导车辆23，所述滑橇21设置所述滑橇平台22上，所述有轨制导车辆23与所述滑橇平台22相适配；

所述空中传输线3设置于所述滑板线1与所述底盘合装线2上方，通过空中悬挂小车31将待装配的车身在所述滑板线1及所述底盘合装线2之间传送；

所述电控系统与所述滑板线1、底盘合装线2、空中传输线3电性连接，并显示及控制所述滑板线1、底盘合装线2、空中传输线3的工作状态参数。

在本实施例中，通过生产线及系统的有效配合可以实现车辆总装作业，其中，有轨制导车辆23可以是RGV，Rail Guided Vehicle的英文缩写，又叫有轨穿梭小车；空中悬挂小车31可以是EMS小车，是一种多组独立载物车在特定水平单轨上运行的空中悬挂输送系统。

在本实施例中，所述电控系统可以由PLC、触摸屏、操作站、远程模块和变频器组成。总装车间按照集中监控、分散控制的原则将整个总装车间机械化设备的控制系统分为控制层和设备层。每个层次中使用不同的网络结构及软硬件配置，以实现控制系统功能。

控制层是整个控制系统的核心，可以由PLC及其网络系统组成，通过与现场数据信息进行交换，进行程序的运算和处理，实现对现场设备的控制功能；设备层是整个控制系统的关键环节，主要包括滑板线1、底盘合装线2、空中传输线3中的操作站、检测设备、输入设备和现场执行机构(如电动机、电磁阀等)等，直接或通过现场总线与控制层中的PLC相联系，将输入信号发送给PLC，将PLC输出指令发送到现场设备。其中，PLC控制系统，Programmable Logic Controller，指可编程逻辑控制器，专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

通过上述滑板线1，底盘合装线2、空中传输线3及电控系统的有效配合可以实现车辆总装作业，其中滑板线1主要监控电机速度、滑板状态、传感信号、夹紧打开等功能，其中，滑板状态包括车型信息、滑板位置、滑板流程等；空中传输线2可以直观动态地显示当前EMS线上各个子设备的工作状态，主要监控电机速度、吊具状态、传感信号、设备状态、打开合拢等功能，其中，吊具状态包括位置信息、车型信息、状态信息、吊臂监控等；底盘合装线3主要监控电机速度、滑橇位置、传感信号、设备状态、有轨制导车辆状态等功能，其中，有轨制导车辆状态包括位置信息、车型信息、状态信息、合装状态等。

在一个实施例中，所述滑板线1设置为矩形循环结构，矩形循环结构的四角设置有旋转台，所述滑板通过移载机在预设轨道滑动，所述移载机或滑板11上设置有定位装置。

在本实施例中，所述滑板线1采用循环线结构，呈矩形分布，四个角落设有旋转台，滑板11数量及工位数可以包括多个，例如滑板11数设置为20、22、24个等，工位数设置14、15、16个等，工位间距可以设置为固定距离，例如6m；滑板11尺寸可以根据装配车型进行设置，例如设置为6m*3m；增加检测装置用于定位车身位置，以减小误差，或改造移载机和滑板11，在移载机或滑板上增加定位装置，增加自动调整模块；一次完成移载机可以根据不同车型的车身，调整移载机上车身的位置，使其能顺利到达滑板上的指定位置，提升合拍度，使上车身时减少误差，利用软件算法，根据电机转速或生产节拍计算滑板位置，继而反馈到监控层实现滑板位置的监控，滑板线状态监控界面可以直观动态地显示当前滑板线上各个子设备的工作状态，主要监控电机速度、滑板位置、传感信号、设备状态、夹紧打开等功能。

在一个实施例中，所述空中传输线3分设缓存区、加工区、待加工区，所述缓存区、加工区、待加工区均设置为矩形分布，所述缓存区设置在滑板线上方，所述加工区设置在底盘合装线上方。

在本实施例中，所述空中传输线3呈三块矩状分布，吊具总数量可以设置为固定不变，例如可以设置为23个，编号从01到23；所述缓存区可以设置在最右侧区域，位于滑板上方，空中悬挂小车从缓存区到加工区的过程是将滑板线1装配好前内饰的车身运输到底盘合装线2的滑橇上的过程。

空中传输线3空间布置为加工区位于滑撬平台21上方，待加工区和缓存区位于滑板11上方；缓存区用于存放滑板线1和(加工区和待加工区)溢出的装配车辆以便系统调度；加工区用于底盘安装；待加工区用于存放加工区溢出的装配车辆。

在一个实施例中，所述空中传输线3设置为两层平台，所述两层平台通过吊具移动所述空中悬挂小车，根据电控系统的传输信号控制所述两层平台中吊具的横向及纵向移动。

在本实施例中，两层平台用于调度车辆的装配顺序，在某些工位有的车辆需要加工，有的不需要加工，则就可以通过两层平台调度装配顺序。

在一个实施例中，所述空中传输线3还包括检测装置，所述检测装置与所述电控系统电性连接，所述电控系统根据检测装置的信号控制所述空中悬挂小车31的移动速度，及与所述空中悬挂小车31相适配的滑板11或滑橇21的移动速度及位置，使两者刚好对准。考虑到工位工艺需求，要求空中悬挂小车31下降至车身离地面1.8m左右，控制滑板运行速度，空中悬挂小车31下降速度，使两者合拍，减小整车落位误差。继而反馈到监控层实现空中悬挂小车31工作状态的监控，空中悬挂小车31状态监控界面可以直观动态地显示当前空中传输线3上各个子设备的工作状态，主要监控电机速度、吊具位置、传感信号、设备状态、打开合拢等功能。

在一个实施例中，所述滑橇21在所述滑橇平台22按照设置轨道滑动，所述滑橇平台22包括调节机构，所述调节结构根据不同车型的底盘尺寸调整滑橇21的横向及纵向距离。

在本实施例中，滑橇平台22自带调整功能，根据不同车型的底盘尺寸，自动调整滑橇21的横向、纵向距离，使滑橇21自动适配托起不同长度，不同宽度的底盘。滑橇21提供底盘一定的移动能力，快速完成底盘与车辆的位置校准，加速车辆的组装速度。

在一个实施例中，所述有轨制导车辆23下方设置有两道滑行轨道24，中间设有供电槽25。

在本实施例中，所述有轨制导车辆23可以支持升降，当有轨制导车辆23升至与滑橇平台22等高时，滑橇21从滑橇平台23横移至有轨制车辆23上，此时滑橇平台22上载有生产车辆所需发动机，排气管等部件；待滑橇21在有轨制导车辆23上停稳之后，有轨制导车辆23在电机驱动下向上即向生产线移动，到位之后，滑橇21再由有轨制导车辆23移至滑橇平台22之上，待空中悬挂小车31上待装配车辆下降之后，便可进行装配；装配完毕后，滑橇21再回至有轨制导车辆23运至下方平台装配汽车配件，如此往复，实现生产。底盘合装线2状态监控界面可以直观动态地显示当前底盘合装线上各个子设备的工作状态，主要监控电机速度、滑橇位置、传感信号、设备状态、RGV状态等功能。

在一个实施例中，所述电控系统包括：

输入模块，用于录入车辆装配的订单信息；

调节模块，用于根据订单信息调节所述滑板线1、底盘合装线2、空中传输线3的工艺流程。

在本实施例中，待加工车辆上线，电控系统于上线位置读取待加工车辆的基础信息，所述基础信息可以储存于RFID芯片，可以包括待加工车辆的车型数据、加工工艺、加工路线等；将所述基础数据上传至上位机，由上位机调度系统调动现场控制设备，实现对不同订单不同车型的加工任务的自动调整。

在本实施例中，能够针对产品设计和订单的变化，自动调整加工、装配环节的任务、工艺流程、路径规划与控制参数以及生产系统的结构和控制程序，大幅缩短生产系统软硬件调整。

在一个实施例中，所述电控系统包括：

信息读取模块，用于读取待装配车身的基础信息，所述基础信息包括车型信息、工艺信息；

信息传输模块，用于将所述基础信息传输到对应的控制模块；

控制模块，用于根据信息传输模块传输的基础信息控制所述滑板线、底盘合装线、空中传输线的工作状态参数。

总装车辆上线开始装配，内饰上车身通过扫描条码后与MES信息交互，并写入相应的滑板RFID电子标签完成总装车身上线。MES根据车型配置下达相关信息给PLC，指导线体循环等工艺的设备动作；通过RFID和MES信息交互完成车型等装配数据跟踪、统计产量和生产信息；其中，MES(Manufacturing Execution System)即制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。

在一个实施例中，所述生产线包括，

一条滑板线1，设置滑板11数量22个，工位数量14个；

一条空中传输线3，设置为单轨移动小车循环线，空中悬挂小车31数量为23个；

底盘合装线2，在所述滑橇平台22上设置工位8个，所述有轨制导车辆23分别设置在所述滑橇平台22两端；

电控系统，通过射频识别与管理系统信息交互，完成所述一条滑板线、一条空中传输线及底盘合装线的工艺流程的控制及数据跟踪、统计。

其中的管理系统可以是MES，通过本发明实施例方法，车身运输至滑板11，通过检测装置定位车身在滑板11上的位置，在滑板工位上安装车身前内饰，安装完成后，通过空中悬挂小车31将车身运输到底盘合装线2的滑橇平台22上方，由有轨制导车辆23将底盘相关零部件由下方的滑橇平台22运输到上方的滑橇平台22，定位后，进行底盘装配，装配完成后，再由空中悬挂小车31运输至滑板11，进行后内饰装配。

在一个实施例中，所述电控系统还至少包括：

滑板线状态监控界面，用于动态地显示所述滑板线上各个子设备的工作状态，包括监控电机速度、滑板位置、传感信号、设备状态、夹紧打开状态；

底盘合装线状态监控界面，用于动态地显示所述底盘合装线上各个子设备的工作状态，包括监控电机速度、滑橇位置、传感信号、设备状态、有轨制导车辆状态；

空中传输线状态监控界面，用于动态地显示所述空中传输线上各个子设备的工作状态，包括监控电机速度、吊具位置、传感信号、设备状态、打开合拢等功能。

本发明至少实现的有益效果包括：生产工艺可视化：提升关键工艺和关键部件装配质量，降低错误率；工位信息可视化：工位信息的透明化、实时化，提升装配精准度，监控生产上下游，确保及时生产装配，提高生产作业效率；现场设备可视化：加强员工自主性和提高数据共享效率，增加产线应变能力；异常信息可视化：快速响应并有效解决，避免停线，降低总装车间故障风险；故障诊断远程化：通过网络可以实现远程故障诊断，从而缩短故障处理时间；生产作业柔性化：通过工艺驱动生产理念，可以实现总装车辆车型快速切换；总装作业流程化:通过对总装车间设备建模可以实现总装标准化的流程作业；状态监控远程化：通过IE浏览器或客户端可以实现总装车间远程监控。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车辆总成装配生产线，其特征在于，所述生产线包括：滑板线、底盘合装线、空中传输线及电控系统；

所述滑板线包括若干个滑板，所述若干个滑板构成闭合的循环线；所述滑板通过移载机在预设轨道滑动，所述移载机或滑板上设置有定位装置和自动调整模块；

所述底盘合装线包括滑橇、滑橇平台、有轨制导车辆，所述滑橇设置所述滑橇平台上，所述有轨制导车辆与所述滑橇平台相适配；所述有轨制导车辆支持升降，当有轨制导车辆升至与下方的滑橇平台等高时，滑橇从下方的滑橇平台横移至有轨制导车辆上；待滑橇在有轨制导车辆上停稳之后，有轨制导车辆即向上方的滑橇平台移动，到位之后，滑橇再由有轨制导车辆移至上方的滑橇平台上；所述滑橇在所述滑橇平台按照设置轨道滑动，所述滑橇平台包括调节机构；

所述空中传输线设置于所述滑板线与所述底盘合装线上方，通过空中悬挂小车将待装配的车身在所述滑板线及所述底盘合装线之间传送；所述空中传输线分设缓存区、加工区、待加工区，所述待加工区和缓存区设置在滑板线上方，所述加工区设置在滑撬平台上方；所述缓存区用于存放滑板线与加工区和待加工区溢出的装配车辆以便系统调度；所述加工区用于底盘安装；待加工区用于存放加工区溢出的装配车辆；所述空中传输线设置为两层平台，所述两层平台通过吊具横向及纵向移动移动所述空中悬挂小车，且两层平台用于调度车辆的装配顺序；所述空中传输线还包括检测装置，所述检测装置与所述电控系统电性连接；

所述电控系统与所述滑板线、底盘合装线、空中传输线电性连接，并显示及控制所述滑板线、底盘合装线、空中传输线的工作状态参数；

所述电控系统能够根据不同车型的车身，调整移载机上车身的位置，使其能顺利到达滑板上的指定位置；所述电控系统还能够根据电机转速或生产节拍计算滑板位置，继而反馈到监控层实现滑板位置的监控；

所述电控系统能够根据不同车型的底盘尺寸调整滑橇的横向及纵向距离；

所述电控系统能够根据所述检测装置的信号控制所述空中悬挂小车的移动速度，及与所述空中悬挂小车相适配的滑板或滑橇的移动速度及位置。

2.根据权利要求1所述的车辆总成装配生产线，其特征在于，所述滑板线设置为矩形循环结构，矩形循环结构的四角设置有旋转台。

3.根据权利要求1所述的车辆总成装配生产线，其特征在于，所述缓存区、加工区、待加工区均设置为矩形分布。

4.根据权利要求3所述的车辆总成装配生产线，其特征在于，根据电控系统的传输信号控制所述两层平台中吊具的横向及纵向移动。

5.根据权利要求1所述的车辆总成装配生产线，其特征在于，所述有轨制导车辆下方设置有两道滑行轨道，中间设有供电槽。

6.根据权利要求1所述的车辆总成装配生产线，其特征在于，所述电控系统包括：

输入模块，用于录入车辆装配的订单信息；

调节模块，用于根据订单信息调节所述滑板线、底盘合装线、空中传输线的工艺流程。

7.根据权利要求1所述的车辆总成装配生产线，其特征在于，所述电控系统包括：

信息读取模块，用于读取待装配车身的基础信息，所述基础信息包括车型信息、工艺信息；

信息传输模块，用于将所述基础信息传输到对应的控制模块；

控制模块，用于根据信息传输模块传输的基础信息控制所述滑板线、底盘合装线、空中传输线的工作状态参数。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的车辆总成装配生产线，其特征在于，所述生产线包括，

一条滑板线，设置滑板数量22个，工位数量14个；

一条空中传输线，设置为单轨移动小车循环线，空中悬挂小车数量为23个；

底盘合装线，在所述滑橇平台上设置工位8个，所述有轨制导车辆分别设置在所述滑橇平台两端；

电控系统，通过射频识别与管理系统信息交互，完成所述一条滑板线、一条空中传输线及底盘合装线的工艺流程的控制及数据跟踪、统计。

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