MES在汽車製造中的應用之業務篇(8) -- 位置判斷

在整車廠總裝車間的各主裝配線，通常採用連續型輸送線移動車輛，這就帶來一個車輛識別的問題。

我們知道，RFID閱讀器或固定式條碼閱讀器通常安裝在線頭、線尾，這是因為當車輛載入或脫離線體時，載具在一段時間內保持靜止狀態，這就給了識別裝具一定的時間進行識別和校驗。

但是在總裝車間，大部分裝配工位特別是防錯工位(如擰緊、撿料、打刻、塗膠、加註)都是在線體的中間，車輛一邊移動一邊進行裝配作業。

在汽車裝配行業，我們通常採用編碼器和感測器，配合RFID閱讀器進行位置計算和判斷。

1. 編碼器與位置計算

所謂編碼器(Encoder)是一種能夠精確輸出自身軸的旋轉角度(以及速度等)的專用設備。

進行同軸連接、固定安裝後，輸送線主電機帶動編碼器進行等速旋轉，然後編碼器將角度、速度等值通過ProfiNet等現場匯流排輸出給PLC，PLC再結合輸出齒輪外徑值進行換算，得到輸送線的移動距離。

編碼器的精度較高，而且可判斷狀態(旋轉/靜止)，可判斷方向(正向/反向)，並且和PLC的集成非常方便，因此應用較為廣泛。

2. 感測器與位置判斷

在汽車製造行業，對射式感測器應用非常廣泛。

對射式感測器由一對發射器和接收器組成，發射器面向接收器發出一束紅色LED光，由接收器進行接收。如果接收器在某個時間段內沒有接收到光，則自動輸出一個阻斷信號。

由於車輛通常安裝在專用載具上、按照一定的方向移動，當車輛或載具到達特定位置時，將感測器光信號阻斷，則感測器可判斷車輛或載具到達了約定的位置。

3. 應用示例

如圖2.8-1所示，輸送線集成了1個編碼器與4個感測器：

圖2.8-1 輸送線與編碼器、感測器

其中，4個感測器的作用是：

1) 1號感測器採集載具進入線體的信號。

2) 2號感測器判斷是否空車。感測器的安裝高度大於載具高度，且有車時將光信號阻斷。

3) 3號感測器觸發讀RFID操作。

4) 4號感測器判斷工位70%位置。由於所有工位的長度一致，當車輛到達0號工位70%位置時，其它工位的車輛也到達各自工位的70%位置，而理論上所有的裝配、防錯作業都應該在70%的工位節拍時間內完成，剩下的時間進行工具複位、車輛離開準備等。

然後我們在PLC里維護一個各車輛VIN號、及進入線體時線體位移值的表：

一段時間以後，輸送線位移值增加，則各車輛的位移值也增加相等的值。

由於各工位是等距的，由此我們可以知道各位移值對應的工位：

結合各車輛位移值、各工位位移區間，PLC就可以動態計算出各車輛所在工位、及在此工位的相對位置。

如3號車的位移值是13000，位於12000~18000區間，對應於2號工位。