2017年11月10日

MES在汽车制造中的应用之业务篇(8) -- 位置判断



位置判断

在整车厂总装车间的各主装配线,通常采用连续型输送线移动车辆,这就带来一个车辆识别的问题。
我们知道,RFID阅读器或固定式条码阅读器通常安装在线头、线尾,这是因为当车辆载入或脱离线体时,载具在一段时间内保持静止状态,这就给了识别装具一定的时间进行识别和校验。
但是在总装车间,大部分装配工位特别是防错工位(如拧紧、捡料、打刻、涂胶、加注)都是在线体的中间,车辆一边移动一边进行装配作业。
在汽车装配行业,我们通常采用编码器和传感器,配合RFID阅读器进行位置计算和判断。

1.    编码器与位置计算

所谓编码器(Encoder)是一种能够精确输出自身轴的旋转角度(以及速度等)的专用设备。
进行同轴连接、固定安装后,输送线主电机带动编码器进行等速旋转,然后编码器将角度、速度等值通过ProfiNet等现场总线输出给PLCPLC再结合输出齿轮外径值进行换算,得到输送线的移动距离。
编码器的精度较高,而且可判断状态(旋转/静止),可判断方向(正向/反向),并且和PLC的集成非常方便,因此应用较为广泛。

2.    传感器与位置判断

在汽车制造行业,对射式传感器应用非常广泛。
对射式传感器由一对发射器和接收器组成,发射器面向接收器发出一束红色LED光,由接收器进行接收。如果接收器在某个时间段内没有接收到光,则自动输出一个阻断信号。
由于车辆通常安装在专用载具上、按照一定的方向移动,当车辆或载具到达特定位置时,将传感器光信号阻断,则传感器可判断车辆或载具到达了约定的位置。

3.    应用示例

如图2.8-1所示,输送线集成了1个编码器与4个传感器:

2.8-1 输送线与编码器、传感器

其中,4个传感器的作用是:
1)       1号传感器采集载具进入线体的信号。
2)       2号传感器判断是否空车。传感器的安装高度大于载具高度,且有车时将光信号阻断。
3)       3号传感器触发读RFID操作。
4)       4号传感器判断工位70%位置。由于所有工位的长度一致,当车辆到达0号工位70%位置时,其它工位的车辆也到达各自工位的70%位置,而理论上所有的装配、防错作业都应该在70%的工位节拍时间内完成,剩下的时间进行工具复位、车辆离开准备等。
然后我们在PLC里维护一个各车辆VIN号、及进入线体时线体位移值的表:
车辆编号
车辆VIN
输送线位移值
1
VIN1
1000
2
VIN2
7000
3
VIN3
13000
4
VIN4
19000

一段时间以后,输送线位移值增加,则各车辆的位移值也增加相等的值。
由于各工位是等距的,由此我们可以知道各位移值对应的工位:
工位
位移区间
0
0~6000
1
6000~12000
2
12000~18000
3
18000~24000

结合各车辆位移值、各工位位移区间,PLC就可以动态计算出各车辆所在工位、及在此工位的相对位置。
3号车的位移值是13000,位于12000~18000区间,对应于2号工位。



没有评论: