姜偉

【摘 要】 我國汽車制造業(yè)起步較晚，并在很長一段時(shí)間內(nèi)，國內(nèi)汽車行業(yè)整體設(shè)計(jì)水平落后，而現(xiàn)如今，汽車制造業(yè)突飛猛進(jìn)，很多品牌車輛都已擁有自主研發(fā)能力和研發(fā)成果，但是，與世界先進(jìn)水平相比仍舊有一些差距，汽車底盤合裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到汽車的安全運(yùn)行，其設(shè)計(jì)技術(shù)將在很大程度上決定了我國汽車制造業(yè)的整體水平。

【關(guān)鍵詞】 底盤合裝系統(tǒng)

目前，我國汽車市場主要以進(jìn)口轎車和合資轎車為主，國內(nèi)自主品牌雖在改革開放以來取得重大成就，但是國內(nèi)在產(chǎn)的轎車流水線基本上都是依照國外某條轎車流水線模式而運(yùn)行發(fā)展，生產(chǎn)水平落后是阻礙汽車制造業(yè)迅猛發(fā)展的重要原因。底盤合裝系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)轎車生產(chǎn)過程中底盤、車身的裝配，其中包括發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣管、后橋、前橋等；底盤合裝系統(tǒng)中部分裝配區(qū)域要求底盤和車身實(shí)現(xiàn)完全同步，以便于操作人員完成裝配工作，同時(shí)，底盤合裝系統(tǒng)的核心就在這部分的同步位置中，由于現(xiàn)階段我國對該區(qū)域的控制技術(shù)簡單、落后，致使控制效果并不突出，影響到底盤合裝系統(tǒng)的裝配效率和汽車的整體質(zhì)量。

一、底盤合裝的裝配方式

就目前來看，在汽車裝配過程中，底盤合裝的裝配方式可以大致分為三種，分別是軌道導(dǎo)引車、自動(dòng)導(dǎo)引車以及托盤流水線，其中自動(dòng)導(dǎo)引車是以車載蓄電池作為動(dòng)力磁條以及光學(xué)等路徑引導(dǎo)的，并在工控機(jī)的監(jiān)控下根據(jù)相關(guān)指令自動(dòng)完成裝配作業(yè)；而軌道導(dǎo)引車是憑借地面鐵軌向外部取電，在PLC控制系統(tǒng)下，三種裝配方式主要操作如下。

首先：托盤流水線和傳統(tǒng)的流水線基本一樣，其合裝區(qū)域可以根據(jù)裝配需要分為若干個(gè)，等到裝配的工件即車殼進(jìn)入裝配環(huán)節(jié)后，沿線運(yùn)行到每一個(gè)工位出停留，等待該部位的裝配工作的完成并按下完成按鈕后，開始行至下一個(gè)工位，以此類推，直到最后一個(gè)裝配環(huán)節(jié)的完成。

其次：軌道導(dǎo)引車系統(tǒng)，它是由裝載底盤的特制的行走車輛在固定軌道上運(yùn)行的，而車輛運(yùn)行的部分軌道正好與車身流水方向一致，在該區(qū)域內(nèi)，軌道導(dǎo)引車需要和車身流水線處于同步狀態(tài)，操作人員才能順利完成與底盤合裝相關(guān)的裝配工作，在合裝過程中，并沒有十分明確的工位設(shè)定，而流水線始終以緩慢的速度前進(jìn)，在部分區(qū)域內(nèi)軌道導(dǎo)引車和車身在相對靜止的狀態(tài)下，同步完成裝配工作，自動(dòng)導(dǎo)引車和軌道導(dǎo)引車相似之處在于，操作員在不斷移動(dòng)中完成工作任務(wù)，而其區(qū)別在于自動(dòng)導(dǎo)引車沒有十分固定的形式軌道，也沒有接觸式的通信系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)。自動(dòng)導(dǎo)引車的無線供電系統(tǒng)給蓄電池供電，整個(gè)運(yùn)行過程都需要特殊定位系統(tǒng)對其活動(dòng)范圍進(jìn)行準(zhǔn)確定位，以確保自動(dòng)導(dǎo)引車能夠和車身實(shí)現(xiàn)同步定位。

歐美汽車制造業(yè)更加傾向使用托盤流水線系統(tǒng)，但是這需要將每個(gè)工位生產(chǎn)節(jié)拍的耗時(shí)以及向下一個(gè)工位移動(dòng)的耗時(shí)考慮在內(nèi)，而韓國以及美國主要傾向于使用自動(dòng)導(dǎo)引車系統(tǒng)以及軌道導(dǎo)引車系統(tǒng)，這兩大系統(tǒng)處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)基本就在實(shí)現(xiàn)位置同步、速度同步上，一旦出現(xiàn)失誤很容易危害生產(chǎn)安全、提高生產(chǎn)成本、降低生產(chǎn)效率。

二、汽車底盤合裝系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置同步控制的主要方式

上述的軌道導(dǎo)引車、自動(dòng)導(dǎo)引車以及托盤流水線這三種裝配技術(shù)，其中前兩者均需要實(shí)施同步控制，這是確保裝配質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重中之重，而就目前汽車制造業(yè)的發(fā)展來看，主要的位置同步控制技術(shù)有兩大類，分別是位置偏移控制和速度斜率控制。

首先，位置偏移控制主要將速度輸出分成兩大部分，其中基準(zhǔn)速度作為計(jì)算中的定制，輸入當(dāng)前位置和目標(biāo)位置的偏差，將此偏差乘以很大的斜率，促使軌道導(dǎo)引車的目標(biāo)位置和當(dāng)前所處的位置形成較小的偏差，以產(chǎn)生速度變化。

其次，速度斜率控制，將大線速度作為計(jì)算中的基準(zhǔn)速度，根據(jù)目標(biāo)位置和目前所處的位置產(chǎn)生的偏差在基準(zhǔn)速度上完成減速或加速，其呈現(xiàn)出來的特點(diǎn)就是軌道導(dǎo)引車越是落后，其速度就越快，相反如果軌道導(dǎo)引車越超前，其速度就相對減慢。

在汽車制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展中，各種先進(jìn)理論和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，例如曾在1965年提出的模糊集合論，為以后模糊控制技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，而模糊控制的核心就是將人的控制策略由自然語言形式轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的算法語言，并通過輸出功能加以控制，它能夠在很大程度上提高控制效率。

三、底盤合裝系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用特點(diǎn)和發(fā)展

這里所說的PCL是英文Programmable Logic Controller的縮寫，其漢語意思是可編程序控制器，PLC控制系統(tǒng)是在繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它在很大程度上實(shí)現(xiàn)了繼電器接線邏輯向存儲(chǔ)邏輯的轉(zhuǎn)變過渡，改善了繼電器控制系統(tǒng)自身線路復(fù)雜、控制方式繁雜、元器件數(shù)量繁多等弊端，并在機(jī)械制造、建材、電力以及石油、鋼鐵領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

為了盡可能適應(yīng)不同型號(hào)汽車的生產(chǎn)需求，美國曾試圖研制出一種盡可能減少由于汽車型號(hào)變動(dòng)而重新設(shè)計(jì)裝配線上繼電器線路控制方法，不久之后，美國數(shù)字設(shè)備公司研發(fā)除了世界上第一臺(tái)可編制程序邏輯控制器，并實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。

PLC的應(yīng)用特點(diǎn)：經(jīng)過不斷的完善、改進(jìn)，PLC控制系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、人機(jī)接口以及數(shù)字運(yùn)算和模擬量處理中都獲得了巨大成就，并逐漸發(fā)展成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)，有其獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn)，在汽車底盤盒裝系統(tǒng)中融入PLC控制系統(tǒng)是汽車制造業(yè)的一大突破。

1.靈活性強(qiáng)

PLC在汽車生產(chǎn)線的底盤合裝工作中扮演著重要角色，與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC依靠事先存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的程序來完成工作，只需要根據(jù)不同型號(hào)的底盤合裝要求適當(dāng)調(diào)整程序，就可以順利完成工作，通常情況下，不需要對硬件線路進(jìn)行更改，因此其靈活性和通用性十分突出。

2.可靠性強(qiáng)

PLC控制系統(tǒng)對于底盤合裝來講，是確保其安全、順利運(yùn)行的關(guān)鍵，它在控制軟件和硬件上均作出了改革，使整個(gè)控制系統(tǒng)具備高可靠性和抗干擾性，例如：在硬件上PLC控制系統(tǒng)將多級(jí)濾波、光電隔離以及電磁屏蔽等措施融合起來，而在軟件建設(shè)方面，將自動(dòng)恢復(fù)、故障診斷和警戒時(shí)鐘等結(jié)合，并利用后備電池對控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和程序?qū)嵤┍Ｗo(hù)，這是PLC能夠在惡劣環(huán)境下依舊正常工作的法寶。

3.變成簡單便于使用

PLC控制系統(tǒng)利用“自然語言”的編程方式，操作簡單、使用便捷，為廣大工作人員帶來了便利。再加上其自身強(qiáng)大的自帶功能和拓展功能，使其成為汽車制造中必不可少的高新技術(shù)。

四、結(jié)束語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車制造業(yè)也將面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，底盤合裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是汽車制造過程中必不可少的一項(xiàng)工程，其裝配質(zhì)量和裝配效率將直接影響到汽車生產(chǎn)的方方面面，本文在介紹三種主要裝配方式的基礎(chǔ)上對位置同步控制以及PLC控制系統(tǒng)在底盤合裝工作中的重要作用進(jìn)行了分析研究，自動(dòng)化、智能化作為未來汽車生產(chǎn)的必然趨勢，加大技術(shù)研究力度勢在必行。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳廣陽.汽車生產(chǎn)線緩沖區(qū)設(shè)計(jì)及排序問題研究[D].華中科技大學(xué)，2007

[2]孫智超.汽車生產(chǎn)線物流及電氣仿真研究與應(yīng)用[D].南京航空航天大學(xué)，2014

[3]陳恒強(qiáng).汽車生產(chǎn)線后橋、發(fā)動(dòng)機(jī)RGV系統(tǒng)開發(fā)[D].湖南大學(xué)，2011

[4]徐均哲.APS在汽車生產(chǎn)線排程中的應(yīng)用[D].吉林大學(xué)，2007