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[防腐蚀表面处理工艺] 单片机辅助汽车制造防错技术

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发表于 2016-3-8 20:14:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
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单片机辅助汽车制造防错技术

单片机辅助汽车制造防错技术

        图1 错装产生剖析

        随着汽车总装制造的柔性化越来越深入,避免生产线错装问题已成为总装车间各个工位的普遍课题,简易实用的防错技术无疑成为这种环境下各企业制造过程防错发展的重点方向。在此,本文将介绍一种利用单片机辅助柔性化生产线进行防错的简易实用制造防错技术。
        个性化的消费差异要求汽车制造方面的配置也要多样化,而配置的多样化差异对制造过程防错却提出了极大的挑战,仅仅依靠员工大脑的差异记忆方式来继续完成多配置混线环境下的装配,产生了众多的错装问题。为了更好地解决这一突出问题,笔者经认真调研和总结,找到了一种利用单片机技术来辅助汽车制造过程的实用防错技术,下面就这种防错技术的工作原理和如何实践进行简单介绍。
        现状解析
        基于多配置柔性化生产线的实际情况,产生错装的原因在于车型配置的不断增加和频繁变化,而这些增加和频繁变化的差异依靠的是员工的大脑记忆来存储的。生产线的产量计划主要是依靠销售的订单需求,实际的产量往往是部分配置车型量很大,员工装配时比较熟悉;而部分车型的前后批次生产间隔很长,如果再遇到员工的离岗和调岗等变化,这时不常见车型生产时就往往会发生错装。这就是柔性化生产线总装差异工位错装产生的潜在原因(见图1)。
       

单片机辅助汽车制造防错技术

单片机辅助汽车制造防错技术

        图2 单片机辅助防错流程原理

        针对上述对错装产生原因的剖析,我们发现在这种变化或异常出现时如何迅速响应就成为错装控制的关键。鉴于汽车流水生产线的实际情况,保障流水线顺利的“流”而不产生错误的办法就是,使这些变化点对人的依赖降低,而采用新载体稳定准确地存储和输出车型差异的新型制造模式。
        技术原理
        通过上述分析,我们得知解决问题的出发点是改变现有的“配置——零部件”匹配记忆方式。因此,利用某种记忆强大而稳定的载体代替人脑记忆的方法为制造过程防错方式的首选,而且这种防错方式的成本投入应尽量低才能便于推广。经过深入的调研和仔细分析,最终运用单片机这种记忆载体实现制造过程的防错是比较适合而且实用的一种防错方式。其优势主要体现在:单片机技术成熟,价格低廉;占用空间小,而且可以接外接信号提示装置以进行人机交流。
        下面简要介绍一下这种单片机辅助汽车总装制造防错的工作原理。首先由工艺技术人员收集和整理生产线生产的所有配置与零部件对应关系表,这个关系表就相当于数据库;然后利用单片机的记忆存储和搜索功能,由单片机负责储存数据库并在需要的时候进行具体车辆如何装配的精确查询;最后开发设计出电路图并制作成防错电路模块,具体车型的配置信息采集通过扫描枪实现,而查询的结果则通过装配指示灯的方式输出(见图2)。
       

单片机辅助汽车制造防错技术

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        图3 配置—零件对应关系转化

        单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统以及定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器和A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
        实施简介
        1.数据库建立
        数据库的建立和维护主要依靠工艺技术人员,数据的采集首先是将车型的配置和零部件代码通过Excel表格的形式将其对应关系进行统计,该表要注意统计的准确性;其次要将根据同一个零部件的差异种类分别进行代码转化,主要是将每个差异零部件转化为单片机可识别的数字代码;最后输出的指示灯依据差异件的不同代码进行分别的一一对应编码(见图3)。
        2.防错模块设计
        防错模块设计主要在于输入、输出和数据更新三个方面:
        (1)输入方面设计:电路板应能够接收来自扫描枪的输入,并将信息传输给单片机,过程中要注意扫描枪误读的情况,可以采用两次扫描的办法解决,只有两次扫描的一致才表示输入正确。
        (2)输出方面设计:电路板应能够将单片机判断的结果通过指示灯的方式进行输出,指示灯输出的结果根据工艺技术人员规定的零部件代码相一致,同时注意指示灯“指示”的时间要能够延时一段时间直到下一次输出新的结果前才熄灭上一次指示灯。这个“指示”可以设置为常亮,也可以设置为不断闪烁等,主要依据操作的方便性为准。
       

单片机辅助汽车制造防错技术

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        图4 单片机电路板设计原理

        (3)数据更新设计:电路板的设计还要考虑一点就是单片机的程序的更新要简单易行,因此在设计电路板时就要考虑预留数据接口到设备的外端(见图4)。
        3.防错实践
        (1)硬件资源:扫描枪、24V直流电源、防错电路板(含单片机)、指示灯、控制开关和电脑柜等。
        (2)工位布置:制作工位器具时充分考虑常用件布置在员工最容易取放的位置;零部件与指示灯的对应关系要严格按照数据库制定的原则,可以将数据库零部件代码与指示灯对应关系原则目视化到器具醒目位置,便于在实践操作过程中员工与工艺技术人员的防错设计原则高度统一,同时也便于操作过程的监督和反馈,注意器具员工取放端和物流配送端粘贴零件代码标识卡,同时要确保“入”和“出”的一致性避免误放。
        (3)程序更新:将采用C语言编程的防错程序中“车型—零部件”匹配部分先进行更新并保存,然后通过电脑已安装的“单片机程序下载软件”将更新好的程序导入单片机即可完成一次更新。
       

单片机辅助汽车制造防错技术

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        图5 单片机防错实践操作模拟

        (4)实践操作:以某车型的大灯开关装配为例,该车型的大灯开关有多种差异,在采用单片机防错之前,该工位主要凭借员工自己的大脑记忆进行选择和装配,采用防错后,员工在装配前只须扫描配置表,然后单片机就会自动判断然后把对应该车型的大灯开关在货架地址处的指示灯点亮,此时员工按照灯的指示取件装配即可。具体情况如图5所示。
        采用这种防错技术后,员工的装配对于大脑记忆的依赖程度大大降低,只要按照要求对配置进行扫描即可按照指示灯的指示轻松取件和装配,也大大提高了装配准确率,更重要的是这种制造方式对于员工的熟练程度要求极低,即使更换员工或者不常见车型生产时也能由单片机准确判断需要装配的零部件并告知操作工位员工。
        结语
        本文通过技术创新的手段,利用单片机这种载体结合总装实际特点进行改善,实现了工位防错。这种防错技术投资较小、实现容易,具有很强的实用性,对于总装的制造具有较强的借鉴意义。
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