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[焊接(连接)] WBS在焊装车间的应用

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发表于 2015-11-5 22:26:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本文针对长城汽车天津一期焊装车间WBS的设计方案,对工艺路线、控制系统及设备选择进行了分析,介绍了WBS在焊装车间的应用。
        长城汽车在天津泰达建设了整车生产基地,目前分为天津一期和二期两个厂区。天津一期焊装车间只有一条生产线体,面对每天800辆以上的产能,需要焊装车间具有足够的存储区域及快速的生产节拍,同时要考虑成本控制。为此,焊装车间选择了成本较低并稳定的WBS(焊装车间积放链输送系统)。
        方案设计
        1.工艺路线设计
        积放链是对白车身进行储存、运输的工艺设备链。本方案设计三个存储区、快速道、输送道及返回道(见图1),可存储近300辆白车身,从而满足生产需求。
        积放链在空橇返回线二层平台处设置举升机,将白车身由橇体转运至积放链输送系统。积放链系统在吊具上装有载码体,用于白车身信息的存储、车身识别进道与确认的控制需求。在滑橇与积放链转运的位置设置读写头,用于将滑橇橇体载码体信息转入积放链吊具载码体,从而完成白车身及其信息的完全转接。白车身吊上积放链后,运输至存储区,或者经过快车道直接进入涂装车间。白车身存储按照预先设定的位置进行存储,在白车身进存储区前设置读写头,用于确认车身信息并控制存储道道岔的开合,使白车身进入指定的存储区。根据涂装车间需求或系统预先设定,对存储区的白车身进行调度,在存储区出库位置设置读写头,用于确认出库白车身是否为要求进入涂装的白车身:是,则将白车身转运至涂装二层交接工位,通过举升机将白车身从吊具上取下,再通过叉式移载机转运至涂装车间,完成交接后,空吊具通过返回线路返回上件工位,开始新的循环;否,则通过返回道直接返回,再次进入库区,等待下次调度。
       

WBS在焊装车间的应用

WBS在焊装车间的应用

        2.控制系统设计
        控制系统分远程和本地(自动/手动)相结合的操作模式。
        远程模式通过识别系统采集上线车型信息,转送至PLC,PLC再传输至MES系统AVI,MES系统经过路由发布调度指令,调度指令下达至积放链控制系统,PLC根据MES系统指令执行相应动作,从而实现积放链的远程操作。
        在远程系统出现故障时,系统转入本地模式,本地模式又分为本地自动状态和本地手动状态。在本地自动状态情况下,通过设置现场HMI,来实现白车身的存储及运输。存储规则可分为车型优先级存储、生产序号存储、先入先出存储及颜色天窗存储等不同形式。本地手动状态,主要为实现操作站的安全保护性操作和日常维护操作。在本地手动状态,系统满足设备运行的安全连锁条件。本地模式下能够存储现场当前库区存储信息,在远程故障恢复时上传至MES系统。
       

WBS在焊装车间的应用

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        3.监控系统设计
        监控系统包括现场上位机和主控柜HMI,负责现场设备监控显示、报警记录显示、所有I/O点注释和状态显示,并能实现设备动作控制。监控系统设有动态画面来监视积放链各主要工位及储存段的情况,能够显示积放链工艺运行情况、车身存储情况;能够显示积放链各个入口所读到的车型信息(见图2);能够比对车型数据;能够实现车型信息手动修改、输入;保持整个系统的数据与库内实际情况一致。在本地模式下,监控系统还有其他功能,包括生产计划的设置,各存储线出入车型、优先级和禁入禁出顺序。
        4.识别系统设计
        由于车间存在两种车型共线,并且每种车型存在颜色以及配置不同。故积放链输送系统需要对每辆车进行跟踪,按照顺序入库出库。积放链输送线体采用倍加福识别系统(见图3),每个吊具上配有载码体,可以读写车型信息。
        识别装置共分7处(见图4),1处:白车身举升与积放链交接处通过二层平台的MOBY-U识别装置读取橇体车型信息,经PLC转给此处倍加福读写头,该倍加福读写头将车型信息写入对应的吊具载码体内,作为整条积放链线体识别白车身的信息;2处:库区和快速存储区分流道岔处;3处与4处:进每个实车存储区前由读写头读出载码体内数据,决定该吊具进入不同的区段,当识别到错误代码时采用触摸屏进行报警及更正;5处:实车到涂装还是回返回道,再次进入存储区,当识别到错误代码时采用触摸屏进行报警及更正;6处:与涂装交接处;7处:积放链的空吊具回程的分流处,由读写头读出载码体内数据,决定空吊具进入不同工作区,同时将载码体内数据清除。
       

WBS在焊装车间的应用

WBS在焊装车间的应用

        设备介绍
        1.机械部分
        机械部分包括轨道、道岔、牵引构件、承载小车、驱动站、张紧站、吊具、链条及接油盘等。轨道包括承载轨、牵引轨和积放轨,牵引轨采用工字钢制作,作为牵引链的运行轨道。积放轨为上下两层式结构,上层用工字钢作为牵引轨,下层用两根工字钢作为承载轨。积放轨是输送机的重要部件,是整个输送系统里达成工件工艺过程的惟一部件。牵引链是整个输送系统的动力传递单元。驱动站采用6台7.5kW电动机作为驱动,确保链条运行流畅,无爬行状况。
        2.电气部分
        PLC选型为西门子的S7-317 CPU及其相应的I/O模块。远程站采用西门子ET200S 4点的I/O远程模块,实现远程信号的I/O控制。本地控制采用现场总线控制方式。现场总线采用Profibus-DP总线进行通信和控制,通过配置诊断中继器延长通信距离。触摸屏采用西门子MP377-15,现场放置两处触摸屏:一处位于主控柜旁边,通过以太网方式连入控制系统,用于整个系统的监控工作,并协助本地完成手/自动控制,实现对积放链的入库、存储和出库管理。该触摸屏能够对车型信息进行修正,显示设备I/O状态,具备报警指示以及故障维修提示功能。另一处放置于白车身出库区位置,以Profibus总线形式接入控制系统,用于管理库区内白车身出库管理,并能够对库区内设备进行手动操作。系统配置工业级五口交换机一台,采用Hirschman SPIDER 5TX,用于连接PLC、触摸屏以及二层交换机,预留编程接口。系统还配置电能计量表,可记录三相有功、谐波检测、无功功率及功率因数等,并将该数据通过自带总线接口(Profibus-DP)上传PLC,再将以上数据上传中控系统做电能监控。
        长城汽车天津一期WBS线体已经投产近两年,设备运行稳定,每天生产800辆以上白车身,设备功能满足车间生产需求,节省了投资成本,为公司创造了巨大的经济效益。
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