汽車生產領域智能制造技術應用

李風翥 楊德杰

（青島環球集團股份有限公司 山東省青島市 266000）

近年來，重卡汽車供需市場的變化使得重卡汽車生產制造行業進入了轉型升級的關鍵技術，各種新型工藝和技術在生產領域中的應用改變了重卡汽車生產的模式，人工生產向智能生產的轉變趨勢越發明顯，給重卡汽車生產行業創造了巨大的效益。雖然智能制造技術在重卡汽車生產中的應用具有多方面的優勢，且取得了明顯的發展成效，但并未進入成熟的技術應用階段，未來還有著巨大的發展潛力。各個重卡汽車生產和制造廠家都應該根據當下自身的生產線建設情況，加大智能制造技術的應用和創新。

1 重卡汽車生產領域應用智能制造技術的意義

1.1 重卡汽車制造速度及質量的提升

根據重卡汽車工業協會2018年所發布的汽車銷售數據，在2018年1月到5月，在我國市場上的汽車銷售數量就比去年同期明顯上漲，而該銷售數據還僅僅是針對國產汽車的銷售調查[1]。因此，這一數據反映了我國重卡汽車銷售市場的潛力巨大，未來隨著交通運輸業的快速發展，重卡汽車銷量勢必會進一步增加，為了實現對重卡汽車市場上供需平衡的有效調節，生產廠家在重卡汽車制造的過程中不僅要提升其生產速率，更要保障生產質量。而智能制造技術在生產中的應用可以達到這一目標和要求，保障重卡汽車生產的效率和質量，給生產廠家創造更大的利潤空間。

1.2 重卡汽車的制造可能性有所提升

重卡汽車制造可能性主要指的是利用智能制造技術可以解決傳統人工作業方式下所難以解決的問題，最大程度上保障重卡汽車的設計和制造水平。在傳統的重卡汽車設計和制造過程中，因為一些技術限制或者現實狀況，重卡汽車設計和制造的一些構想往往很難實現，而智能制造技術可以幫助一些構想的實現，實現規模化生產和制造，保障重卡汽車的安全性和舒適度。現階段，隨著人們個性化需求的凸顯，再加上市場為消費者導向型，使得在重卡汽車生產領域越來越關注人們個性化需求的滿足，智能制造技術的應用使得重卡汽車制造呈現出多元化的特點，完全可以根據消費者的現實需求來開展有針對性的設計和制造，也就保障了重卡汽車制造更多的可能性。

2 重卡汽車生產領域智能制造技術的應用

2.1 重卡汽車整體設計

重卡汽車的生產流程復雜且周期較長，整個生產鏈中，研發和設計是最為基礎也是最重要的環節，隨著技術的不斷進步，不同品牌的重卡汽車生產廠家，在重卡汽車質量方面不再存在巨大的差異，而這種變化使得在重卡汽車質量評估方面的評判標準發生了明顯的變化，重卡汽車的性能指標不再是單一的評價標準，而對于設計美感、舒適度等內在標準的關注度也愈發提升。因此，在整個的重卡汽車設計工作中，廠家應充分加強現代化設計理念和技術的應用，經由智能技術的應用，可以使得重卡汽車設計更具精細化的特征，突破了傳統的設計局限，對各個的設計細節進行了優化[2]。

2.2 重卡汽車后視鏡系統

后視鏡系統作為汽車中的重要構成，在后視鏡生產中的智能技術應用具體表現在以下方面：

（1）位置隨動系統中，重卡汽車運行中，這一系統的存在可以實時反映重卡汽車的位置信息，有關人員可以在系統中輸入不同的信號，快速進行位置控制系統的類型區分，因為在此過程中，輸入量始終處于動態變化的趨勢下，同步帶動了與之相關的輸出量的變化，為保障制造水平，專業人員需以特定的比例對輸入與輸出量加以適當控制，提升系統的可靠性。內部供電線路的設計中，設計人員一般采用的是可逆電路，這一電路方式下，位置隨動系統完全可以朝向兩個方向來轉動，也就對方向位置上的偏差起到了良好的控制作用。

（2）模糊控制系統中，駕駛人員在重卡汽車通行的過程中，完全可以通過對后視鏡的觀察來了解后方車輛的通行情況，也就可以更為準確地進行行駛方向、速度的控制，保障通行的穩定性和安全性。如果在重卡汽車生產的過程中需要進行后視鏡的科學調節，就需要在考慮駕駛位置因素的基礎上進行相應的調節，以使得駕駛員能夠在重卡汽車運行時實時通過后視鏡來觀察后方車輛的通行。在模糊控制技術應用以后，完全可以在位置設定的過程中判斷且位置數值設定是否合理，隨后經由相應的轉換器來將該設定值轉變為模擬值[3]。而電機運轉的驅動使得后視鏡完全可以在這一設計過程中實現自動轉動。在模糊控制器的設計中，尤其要保障模糊芯片的科學應用，保障控制精度，使得后視鏡系統可以在汽車通行中發揮其應有的作用。

2.3 重卡汽車剎車系統

剎車系統對于重卡汽車通行安全性的影響非常大，因此，在重卡汽車生產制造過程中，尤其要保障剎車系統的制造質量，提升系統可靠性。如果針對的是手動檔重卡汽車，在上坡制動時的操作難度系數非常高，常常會出現嚴重的溜坡，使得在重卡汽車通行時因為存在巨大的重力因素影響而存在下滑現象，極易引起安全事故。而如果在重卡汽車制造的過程中，能夠將智能技術應用在剎車系統中，就可以在車輛通行的過程中由剎車系統的智能化模塊能夠根據所采集到關于重卡汽車的傾斜角度信息，并根據汽車的運行狀態，自動判斷是否需要啟動剎車系統，實現對溜坡問題的及時處理[4]。

2.4 重卡汽車組裝制造

因為在汽車結構中包含了很多的零部件，在生產制造的過程中往往包含了多個的生產流程，具體來說，主要包含了沖壓、焊裝、涂裝和總裝環節，根據當下重卡汽車生產領域的質量問題分析，在總裝環節的質量問題出現頻次較高，主要是由于在零部件組合過程中出現了問題。而在當下，隨著智能技術的日漸發展，在重卡汽車組裝環節完全可以通過智能技術的應用來形成完整的生產裝配線，將重卡汽車生產裝配的各種技術參數輸入其中，將生產裝配線保持在一個相對理想的條件下，克服人工生產裝配中的各種不穩定因素的影響。隨著很多重卡汽車生產廠家裝配機器人的使用，汽車儀表燈、車燈和蓄電池等的安裝作業中，裝配機器人都成為了不可或缺的輔助工具。比如，大眾汽車發動機裝配車間中的ZQVI 型裝配機器人，如圖1 所示，這一款機器人在汽車裝配中，主要負責的是發動機的裝配作業，而發動機中包含的零部件數量較多，如氣缸體、機體、曲軸、活塞等的裝配，利用裝配機器人開展的裝配作業下，減少了裝配錯誤和失誤。

圖1：裝配作業機器人

圖2：車輛信息防偽圖

根據此裝配機器人的構成，主要包含了手臂、控制器、示數盒、傳感器，關節型裝配機器人一般使用的是電機驅動方式，因為伺服電動機的運行速度快，控制相對靈活和便捷，在裝配式機器人的運行和使用過程中，控制器可以對機器人的動作加以全面記錄，負責機器人使用中的動作程序、手臂位置記錄、程序執行和狀態診斷，為提升控制器功能的完整性，多采用的是多CPU 和多級計算機系統，經由這些設計方式，運動控制和運動編輯目標得以實現[5]。

2.5 傳送系統智能構建

重卡汽車生產中的傳送系統也尤為重要，隨著智能技術在生產過程中的應用，智能系統設計已然成為了各個重卡汽車生產廠家中的關鍵工作，通過智能傳送設計，不僅可以提升整體的傳送效率，更能夠穩定車身尺寸，還可以有效減小運輸過程中的沖擊力。

2.5.1 系統方案設計

在傳輸方式上，更適宜采用高速滾床和GED Pallet，并設計三類滾床，該滾床不帶升降，完全可以使得Pallet 啟停更為便捷，在Pallet、返回線、工位檢查方面有著良好的應用效果，滾床不升降的情況下，Pallet 的定位更為便捷，補焊工位方面，這一滾床的應用效果突出；滾床帶升降功能的情況下，Pallet 的定位精度更高，多應用在vision 工位上。其次，在系統編程方面，在軟件構成方面應包含傳感器、SEW 比電機、位置編碼器板卡、動態控制電阻與PF755 變頻器，變頻器應與電機編碼器相接，由變頻器控制信號來進行啟停控制，而邏輯運行信號負責電機抱閘的啟停控制；在接線和程序編寫時，編碼設計的過程中，必須要在規定的范圍內完成系統編碼，為實現對滾床動作的保護，必須要保持前后編碼數據之間不存在相互之間的影響關系。

2.5.2 快速切換工裝

快速切換工裝中以雙PLC 位基點，以Y 向為Fix stabilizer Block、Y 向橫移軌道長、X 向軌道內是坦克鏈、X 向電機是編碼器控制等為機械模塊所組成。這一方式下所形成的系統結構，完全可以更好地進行掃描時間的科學控制，比如，GATE 可以在非常短的時間內就獲得相應的信息，并根據所掌握到的信息在來車前指定的工位上等待。

2.6 智能檢測設計

2.6.1 檢測車輛尺寸

重卡汽車生產中的質量控制難度較大，通過智能檢測設計可以實現智能化檢測，車輛尺寸的質量控制尤為關鍵，在實際的檢測工作進行時，需利用VISION 系統來完成，這種檢測方式與人工檢測相比，檢測更具全面性，且檢測的精度較高，具有明顯的智能化特征。具體的檢測工作開展時，主要是利用激光來進行車身數據的測量，隨后將所得到的測量數據整合起來并加以分析。

2.6.2 檢測車身表面缺陷

車身表面缺陷的檢測方面，利用的是直觀視覺信息識別的方式，該檢測系統中包含了KVM 切換器、顯示器、工控機、光源、相機和光電傳感器，通過工位攝像頭的配備，能夠對重卡汽車生產的全過程加以動態拍攝，并將標準照片作為對照模板，及時發現車身表面的質量問題，及時進行質量問題的處理。

2.6.3 追溯車輛信息

因為車輛中包含了各種的零部件，在每個零部件上都加上RFID 電子標簽，該標簽在重卡汽車生產和制造中，相當于給各種零部件提供了其身份證，也就可以在重卡汽車生產的過程中通過該標簽來實現標簽和信息的綁定，進而在生產時對車輛零部件的信息加以動態追溯，其具體的系統流程如圖2 所示。

3 結束語

互聯網時代到來以后，重卡汽車生產制造行業的發展迅猛，智能技術被廣泛應用在生產制造環節，成為了車生產制造過程中不可或缺的技術，經由智能技術與其他生產技術的高度配合，大大提升了重卡汽車的可靠性，優化了整車性能，未來的重卡汽車生產制造行業發展中，智能制造技術的發展潛力巨大。