曹慶倫+秦有偉+吳王巖

[摘 要]本文介紹了AVI在南京汽車集團(tuán)涂裝車間應(yīng)用的基本系統(tǒng)組成，并列舉了多個AVI站點的功能：路由選擇、車體跟蹤、防錯報警等等。極大提高了車間的自動化水平，在同行業(yè)中具有一定的參考價值。AVI20是通過改造，在總線網(wǎng)絡(luò)中增加一個AVI數(shù)據(jù)掃描站點，并編寫好相應(yīng)的程序。實現(xiàn)了車體數(shù)據(jù)自動識別，并利用識別的數(shù)據(jù)做好聲光提示，自動識別貼膜信息，有效避免了使用人工掛牌操作而容易失誤出錯的方式。

[關(guān)鍵詞]汽車涂裝生產(chǎn)線 AVI 數(shù)據(jù)自動識別 貼膜 聲光提示

中圖分類號：TD733 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）38-0392-02

0、前言

在現(xiàn)代化汽車廠的涂裝車間里，AVI系統(tǒng)已經(jīng)是運(yùn)用最為普遍的自動化系統(tǒng)之一。涂裝AVI系統(tǒng)可以幫助汽車制造商降低人力成本、加強(qiáng)質(zhì)量管理、提高車間的自動化水平，并為車輛的終身質(zhì)量追溯提供依據(jù)。因此，選擇合適的AVI系統(tǒng)解決方案來提高自身的市場競爭力，已經(jīng)是每個汽車制造商應(yīng)該考慮的問題。

1、AVI系統(tǒng)簡述

1.1 系統(tǒng)概述

AVI系統(tǒng)全稱Automatic Vehicle Identification System，即車體自動識別系統(tǒng)。

該系統(tǒng)使用ETHERNET+DEVICENET（以太網(wǎng)+設(shè)備網(wǎng)）兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。PLC上層使用ETHERNET連接，包括系統(tǒng)服務(wù)器、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、操作站等；PLC下層使用DEVICENET連接，包括天線、載碼體數(shù)據(jù)塊、BARCODE掃描槍和分布式I/O等。

具體數(shù)據(jù)流向如圖1：

1.2 系統(tǒng)功能

南京汽車集團(tuán)涂裝車間AVI項目，使用此系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能：實時的車體信息查詢功能、路由功能、報表功能。

1.3 系統(tǒng)組成

天線及載碼體使用RFID產(chǎn)品，PLC使用原有的機(jī)運(yùn)PLC，系統(tǒng)是由服務(wù)器、客戶端、現(xiàn)場人機(jī)界面、天線、載碼體等硬件結(jié)構(gòu)組成。車身信息存儲于各個橇體所安裝的載碼體上。

TAG載碼體使用美國Escort Memory System（EMS）公司的型號為 HMS-150HT（用于高溫環(huán)境）和HMS-150（用于非高溫環(huán)境）載碼體，分別適用于車間不同的工作環(huán)境環(huán)境。通信信號通過AVI站的天線進(jìn)行信息交換。

AVI控制器和天線，品牌為EMS。其中右側(cè)環(huán)形部分為天線，左側(cè)長方形部分為控制器。

交換后的信息通過DeviceNet總線進(jìn)入PLC，PLC通過車間以太網(wǎng)最終送入上位機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和記錄。

現(xiàn)場人機(jī)界面（HMI）作為現(xiàn)場與AVI系統(tǒng)的信息交互點，安裝在一些重要工位。全車間共安裝19套天線站，9個HMI。分布位置如表1：

2、AVI系統(tǒng)現(xiàn)場人機(jī)界面說明

2.1 畫面結(jié)構(gòu)

HMI控制面板設(shè)計畫面整個分為3部分，從上到下分別為標(biāo)題欄、聯(lián)鎖信號欄、主畫面。

標(biāo)題欄：左右兩側(cè)分別為手自動狀態(tài)顯示和功能按鈕，中間部分紅色字體為報警信息，黃色字體為報警處理方法提示。

聯(lián)鎖信號欄：AVI系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的聯(lián)鎖信號，各觸摸屏有所區(qū)別。

主畫面：主要內(nèi)容顯示，各畫面之間相互切換。

2.2 各畫面功能及操作

點擊 “車身監(jiān)控”按鈕，進(jìn)入程序流程界面。

點擊“最近10臺車車身信息”進(jìn)入最近車身信息查看界面。

點擊“手動輸入車身信息”按鈕，進(jìn)入車身信息輸入界面。

其他主界面可能有所差別，但界面上的按鈕都是用于進(jìn)入對應(yīng)界面，沒有其他操作。

程序執(zhí)行過程中如果發(fā)生故障，可以根據(jù)故障提示，操作不同按鈕。

界面右側(cè)顯示當(dāng)前車身，每個站顯示信息根據(jù)實際情況有所不同。

當(dāng)需要手動輸入車身信息時，先將信息填入對應(yīng)位置，然后點擊 “將車身信息寫入XX”按鈕，完成寫入。

3、車間AVI系統(tǒng)現(xiàn)場操作及故障處理

3.1 AVI-1（從焊裝接收數(shù)據(jù)）現(xiàn)場故障處理

本站的功能是接收從焊裝傳來的車體信息，并將信息寫入前處理吊具中，過程完成要發(fā)送信息給廠MES系統(tǒng)。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，應(yīng)首先按照故障提示欄提示的內(nèi)容進(jìn)行檢查，檢查無誤后點“重試按鈕”。

重試幾次仍不成功，轉(zhuǎn)至“車體信息輸入”頁面，對照車身條碼將信息輸入，確認(rèn)無誤后點擊按鈕“將信息寫入AVI-01”，系統(tǒng)將自動放車。

確認(rèn)天線出現(xiàn)故障時，點“重啟天線”進(jìn)行重新啟動。

3.2 CopyStation 現(xiàn)場故障處理

系統(tǒng)中的CopyStation 包括AVI-2 & AVI-3，AVI-7 & AVI-8，AVI-9 & AVI-10

CopyStation設(shè)置在吊具和滑橇需要交接（車需要更換承載設(shè)備時）的地方，功能是將車體數(shù)據(jù)從吊具（或滑橇）拷貝到滑橇（或吊具）上。CopyStation在AVI系統(tǒng)中具有很重要的作用，可以保證車體在轉(zhuǎn)移的同時數(shù)據(jù)也同步轉(zhuǎn)移。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，應(yīng)首先按照故障提示欄提示的內(nèi)容進(jìn)行檢查，檢查無誤后點對應(yīng)站的重試按鈕。

重試幾次仍不成功，轉(zhuǎn)至“車體信息輸入”頁面，對照車身條碼將信息輸入，確認(rèn)無誤后點擊按鈕“將信息寫入”，系統(tǒng)將自動放車。

確認(rèn)天線出現(xiàn)故障時，點“重啟天線”進(jìn)行重新啟動。

當(dāng)因為特殊需要要暫時屏蔽AVI系統(tǒng)時，請將AVI操作站上的旋鈕旋轉(zhuǎn)至ByPass狀態(tài)，AVI系統(tǒng)即不再控線。

3.3 路由箱站點現(xiàn)場故障處理

AVI-5，AVI-13，AVI-17為有路由箱的站點endprint

當(dāng)車到達(dá)某個滾床（例如AVI-5功能位置為HSG18）沒有選擇路由，系統(tǒng)將默認(rèn)去主線。車體到達(dá)滾床之前，路由可以任意更改，到達(dá)后再更改無效。

故障處理：

（1）按路由箱上的“重試”按鈕，系統(tǒng)將重新讀寫，成功后放車

（2）如果重試仍然不能放車，將“ByPass”旋鈕打一下再打回原位。

（3）注意，如果把“Bypass”旋鈕長期選擇到“Bypass”模式，站點將會被切除。

3.4 機(jī)器人HMI站現(xiàn)場故障處理

（1）當(dāng)前面一個滑橇脫離機(jī)器人檢測開關(guān)時，AVI操作站柱狀燈綠燈閃爍，此時可以進(jìn)行掃描。任何情況下，當(dāng)綠色柱狀燈不閃爍時，掃描是無效的。

（2）當(dāng)由于無條碼或條碼錯誤時，可以在HMI上的人工選擇界面或人工輸入界面進(jìn)行輸入。

（3）當(dāng)掃描不成功需要重新掃描時，點擊觸摸屏界面的重新掃描按鈕，然后掃描。

3.5 鎖緊解鎖站現(xiàn)場故障處理

AVI-1，AVI-2，AVI-3，AVI-10為鎖緊站或解鎖站。

鎖緊站：AVI系統(tǒng)讀出車體信息，判斷車型，當(dāng)判斷車型為需要鎖緊的車型時，向機(jī)運(yùn)發(fā)送“需要鎖緊”信號，機(jī)運(yùn)收到信號后將車鎖定在滑橇或吊具上。

解鎖站：AVI系統(tǒng)讀出車體信息，判斷車型，當(dāng)判斷車型為需要解鎖的車型時，向機(jī)運(yùn)發(fā)送“需要鎖緊”信號，機(jī)運(yùn)收到信號后將車解鎖。

當(dāng)車型信息判斷失?。ㄜ囆托畔榭栈虿荒茏R別時），AVI操作站黃色警示燈閃爍，此時人工在觸摸屏上選擇該車是否需要鎖緊。注意：當(dāng)車體到位時，鎖緊解鎖在觸摸屏上選擇才會有效。

4、AVI系統(tǒng)的現(xiàn)場改進(jìn)

4.1 問題描述

隨著生產(chǎn)的不斷變化，產(chǎn)品的種類在不斷的豐富，車間每日的生產(chǎn)計劃中出現(xiàn)了大量的車門框不需要貼膜的“低端車”。以往的工作中由于不貼膜的車數(shù)量較少，不用貼膜的車子進(jìn)行掛牌識別，車子上貼膜線后操作工人通過對掛牌的識別不進(jìn)行操作直接放行。但隨著此類車數(shù)量增多，經(jīng)常出現(xiàn)漏掛標(biāo)示牌及貼膜操作工人在作業(yè)時錯貼現(xiàn)象的發(fā)生，使得生產(chǎn)線變得很混亂。

4.2 問題及方案分析

掛牌識別由人工操作，出錯率高，如果改用設(shè)備去保證，出錯率低且降低人員的勞動量。經(jīng)過分析決定使用AVI系統(tǒng)的路由識別功能，在貼膜線頭加裝一組新的AVI讀寫器，通過讀寫車身的貼膜信息進(jìn)行有效識別，并在生產(chǎn)線上加裝提示燈及蜂鳴器對車身是否貼膜進(jìn)行區(qū)分。

4.3 方案實施

4.3.1.對讀寫器天線進(jìn)行配置

將控制器通電（可直接連在DeviceNet上），通電后控制器自檢，指示燈亮。

將配置線串口端連在電腦串口上，九針口連在控制器的配置口上。

打開配置軟件Cobalt Dashboard，正確輸入設(shè)備類型選擇 COBALT HF（DeviceNet）、選擇電腦對應(yīng)得串口號Com及波特率，，點擊connect，連接上之后進(jìn)入節(jié)點配置界面。

首先在節(jié)點配置里修改Tag系列，本項目所用Tag全部是HMS系列的，所以選擇HMS series。然后設(shè)置DeviceNet節(jié)點地址，最后再進(jìn)入Read/Write頁面，進(jìn)行一下讀寫測試，一切正常，OK。

使用RSNetWork組態(tài)AVI-20 所在的機(jī)運(yùn)8區(qū)的Devicenet網(wǎng)絡(luò)，通過RsNetWorx配置控制器參數(shù)，并將控制器參數(shù)下載到控制器中。對控制器進(jìn)行組態(tài)，增加到Scanlist中，此時控制器就可以連接到DeviceNet總線上正常使用了。

4.3.2.現(xiàn)場PLC控制程序編寫

（1）編寫AVI-20主程序

套用及借鑒已有的AVI站點PLC程序編寫AVI-20主程序，添加車身貼膜識別的TAG項目CarWindowFilm（圖2），完善輸入及輸出點的填寫，并著重編寫流程子程序，車體識別子程序及亮燈子程序。

（2）控制流程

數(shù)據(jù)通過AVI天線讀寫器傳入地址RFID_20中存儲，

RFID_20再進(jìn)入AVI_Station20.CurrentInformation.CarWindowLilm變量之中方便比對。

變量中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其中貼膜車對AVI_Jurge_Result置1，不貼膜置2，比較錯誤置4。

所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類對待：置1位時亮綠燈、2位時亮黃燈4位時亮紅燈

具體工作流程圖如圖3

5、結(jié)束語

通過此AVI-20站點的加裝，將此AVI控制器和天線安裝于貼膜線進(jìn)口的滾床上，通過對車型數(shù)據(jù)比對的不同現(xiàn)場指示燈及蜂鳴器給出不同響應(yīng)。使得車身貼膜信息的目視化實現(xiàn)了自動化，避免了人工掛牌操作，防止人為因素的失誤。有效杜絕了貼膜的錯貼漏貼現(xiàn)象的發(fā)生，減少了成本浪費。

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[3] 浙江大學(xué)羅克韋爾自動化技術(shù)中心編.可編程序控制器系統(tǒng).浙江大學(xué)出版社.2000.

作者簡介

曹慶倫、男、助理工程師、1985年9月17日、本科學(xué)歷，現(xiàn)任南京汽車集團(tuán)有限公司涂裝生產(chǎn)部維修主管，負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)及保養(yǎng)，對涂裝現(xiàn)場的工藝及設(shè)備問題解決有一定經(jīng)驗。endprint