分析汽车生产线中底盘合装系统的设计

姜伟

【摘 要】 我国汽车制造业起步较晚，并在很长一段时间内，国内汽车行业整体设计水平落后，而现如今，汽车制造业突飞猛进，很多品牌车辆都已拥有自主研发能力和研发成果，但是，与世界先进水平相比仍旧有一些差距，汽车底盘合装系统的设计直接关系到汽车的安全运行，其设计技术将在很大程度上决定了我国汽车制造业的整体水平。

【关键词】 底盘合装系统

目前，我国汽车市场主要以进口轿车和合资轿车为主，国内自主品牌虽在改革开放以来取得重大成就，但是国内在产的轿车流水线基本上都是依照国外某条轿车流水线模式而运行发展，生产水平落后是阻碍汽车制造业迅猛发展的重要原因。底盘合装系统负责整个轿车生产过程中底盘、车身的装配，其中包括发动机、排气管、后桥、前桥等；底盘合装系统中部分装配区域要求底盘和车身实现完全同步，以便于操作人员完成装配工作，同时，底盘合装系统的核心就在这部分的同步位置中，由于现阶段我国对该区域的控制技术简单、落后，致使控制效果并不突出，影响到底盘合装系统的装配效率和汽车的整体质量。

一、底盘合装的装配方式

就目前来看，在汽车装配过程中，底盘合装的装配方式可以大致分为三种，分别是轨道导引车、自动导引车以及托盘流水线，其中自动导引车是以车载蓄电池作为动力磁条以及光学等路径引导的，并在工控机的监控下根据相关指令自动完成装配作业；而轨道导引车是凭借地面铁轨向外部取电，在PLC控制系统下，三种装配方式主要操作如下。

首先：托盘流水线和传统的流水线基本一样，其合装区域可以根据装配需要分为若干个，等到装配的工件即车壳进入装配环节后，沿线运行到每一个工位出停留，等待该部位的装配工作的完成并按下完成按钮后，开始行至下一个工位，以此类推，直到最后一个装配环节的完成。

其次：轨道导引车系统，它是由装载底盘的特制的行走车辆在固定轨道上运行的，而车辆运行的部分轨道正好与车身流水方向一致，在该区域内，轨道导引车需要和车身流水线处于同步状态，操作人员才能顺利完成与底盘合装相关的装配工作，在合装过程中，并没有十分明确的工位设定，而流水线始终以缓慢的速度前进，在部分区域内轨道导引车和车身在相对静止的状态下，同步完成装配工作，自动导引车和轨道导引车相似之处在于，操作员在不断移动中完成工作任务，而其区别在于自动导引车没有十分固定的形式轨道，也没有接触式的通信系统以及供电系统。自动导引车的无线供电系统给蓄电池供电，整个运行过程都需要特殊定位系统对其活动范围进行准确定位，以确保自动导引车能够和车身实现同步定位。

欧美汽车制造业更加倾向使用托盘流水线系统，但是这需要将每个工位生产节拍的耗时以及向下一个工位移动的耗时考虑在内，而韩国以及美国主要倾向于使用自动导引车系统以及轨道导引车系统，这两大系统处理的重点和难点基本就在实现位置同步、速度同步上，一旦出现失误很容易危害生产安全、提高生产成本、降低生产效率。

二、汽车底盘合装系统实现位置同步控制的主要方式

上述的轨道导引车、自动导引车以及托盘流水线这三种装配技术，其中前两者均需要实施同步控制，这是确保装配质量和生产效率的重中之重，而就目前汽车制造业的发展来看，主要的位置同步控制技术有两大类，分别是位置偏移控制和速度斜率控制。

首先，位置偏移控制主要将速度输出分成两大部分，其中基准速度作为计算中的定制，输入当前位置和目标位置的偏差，将此偏差乘以很大的斜率，促使轨道导引车的目标位置和当前所处的位置形成较小的偏差，以产生速度变化。

其次，速度斜率控制，将大线速度作为计算中的基准速度，根据目标位置和目前所处的位置产生的偏差在基准速度上完成减速或加速，其呈现出来的特点就是轨道导引车越是落后，其速度就越快，相反如果轨道导引车越超前，其速度就相对减慢。

在汽车制造业的持续发展中，各种先进理论和技术应运而生，例如曾在1965年提出的模糊集合论，为以后模糊控制技术的发展奠定了基础，而模糊控制的核心就是将人的控制策略由自然语言形式转化成计算机能够识别的算法语言，并通过输出功能加以控制，它能够在很大程度上提高控制效率。

三、底盘合装系统中PLC的应用特点和发展

这里所说的PCL是英文Programmable Logic Controller的缩写，其汉语意思是可编程序控制器，PLC控制系统是在继电器控制系统的基础上发展而来的，它在很大程度上实现了继电器接线逻辑向存储逻辑的转变过渡，改善了继电器控制系统自身线路复杂、控制方式繁杂、元器件数量繁多等弊端，并在机械制造、建材、电力以及石油、钢铁领域得到了广泛应用。

为了尽可能适应不同型号汽车的生产需求，美国曾试图研制出一种尽可能减少由于汽车型号变动而重新设计装配线上继电器线路控制方法，不久之后，美国数字设备公司研发除了世界上第一台可编制程序逻辑控制器，并实现了这一目标。

PLC的应用特点：经过不断的完善、改进，PLC控制系统在网络运行、人机接口以及数字运算和模拟量处理中都获得了巨大成就，并逐渐发展成為工业控制领域的主导技术，有其独特的运行特点，在汽车底盘盒装系统中融入PLC控制系统是汽车制造业的一大突破。

1.灵活性强

PLC在汽车生产线的底盘合装工作中扮演着重要角色，与传统继电器控制系统相比，PLC依靠事先存储在系统中的程序来完成工作，只需要根据不同型号的底盘合装要求适当调整程序，就可以顺利完成工作，通常情况下，不需要对硬件线路进行更改，因此其灵活性和通用性十分突出。

2.可靠性强

PLC控制系统对于底盘合装来讲，是确保其安全、顺利运行的关键，它在控制软件和硬件上均作出了改革，使整个控制系统具备高可靠性和抗干扰性，例如：在硬件上PLC控制系统将多级滤波、光电隔离以及电磁屏蔽等措施融合起来，而在软件建设方面，将自动恢复、故障诊断和警戒时钟等结合，并利用后备电池对控制系统的数据和程序实施保护，这是PLC能够在恶劣环境下依旧正常工作的法宝。

3.变成简单便于使用

PLC控制系统利用“自然语言”的编程方式，操作简单、使用便捷，为广大工作人员带来了便利。再加上其自身强大的自带功能和拓展功能，使其成为汽车制造中必不可少的高新技术。

四、结束语

随着社会经济的快速发展，汽车制造业也将面临着前所未有的挑战和机遇，底盘合装系统的设计是汽车制造过程中必不可少的一项工程，其装配质量和装配效率将直接影响到汽车生产的方方面面，本文在介绍三种主要装配方式的基础上对位置同步控制以及PLC控制系统在底盘合装工作中的重要作用进行了分析研究，自动化、智能化作为未来汽车生产的必然趋势，加大技术研究力度势在必行。

参考文献：

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