隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，用戶差異化的用車需求給企業(yè)提出了新的要求，汽車涂裝車間的自動化已經(jīng)基本實現(xiàn)，設(shè)計尺寸內(nèi)的車身可以順利在一個涂裝車間內(nèi)通過，多種型號、顏色的車型能在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)，如何自動識別不同的車型，成為了涂裝工藝柔性化發(fā)展的一個難題。在這樣的背景下，車體識別系統(tǒng)(AVI)應(yīng)運而生，經(jīng)過多年的發(fā)展，AVI系統(tǒng)已經(jīng)成熟和模塊化，數(shù)據(jù)的采集、處理以及在不同系統(tǒng)間的傳輸基本上已經(jīng)固化了，數(shù)據(jù)的采集階段主要是車型條碼的識別和滑橇性標識的讀取，發(fā)展到今天，低成本、易維護和抗干擾性強的AVI系統(tǒng)愈加受到各汽車廠家的青睞。
AVI數(shù)據(jù)采集站點的分布
在討論AVI數(shù)據(jù)采集站點的分布前，需要先熟悉涂裝車間的工藝流程，以下就以某涂裝車間為例來介紹AVI數(shù)據(jù)采集站點的布置。涂裝車間的工藝流程為：車身車間—前處理—電泳—電泳烘爐—底漆—上膠—膠烘爐—打磨—噴漆—精修—報交，圖1中的數(shù)字表示AVI數(shù)據(jù)采集站點的編號，每個站點都有其各自的功能。
1號站點：設(shè)置有自動、手動條碼掃描槍各一個和一個鋼碼閱讀器，主要功能是進行鋼條碼和車身條碼的綁定，1號站點也是整個涂裝車間一個設(shè)置有條碼掃描槍的站點。在1號站點，條碼槍掃描的條碼信息和鋼碼閱讀器采集的滑橇編號存入服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，并進行綁定，通過這個站點數(shù)據(jù)的綁定，滑橇上面的鋼條碼成為涂裝車間內(nèi)滑橇和車身的標識，過了1號站點，所有的車身信息讀取將通過掃描滑橇鋼條碼來讀取對應(yīng)的車身信息。1號站點后設(shè)計有預(yù)分色存儲區(qū)，將對不同顏色和車型的車身通過1號站點的信息讀取進行分色和分類，同種顏色和車型的車身會被劃分存儲到一起，分類的規(guī)則可以進行設(shè)定，由AVI服務(wù)器來進行計算，給出分色路由，也可由機運PLC進行計算分色。
2號站點：設(shè)有一個鋼碼閱讀器，讀取滑橇鋼條碼，從服務(wù)器中得到綁定的車身信息，根據(jù)車身條碼內(nèi)的車型和顏色信息，AVI服務(wù)器進行計算、分色、分類和給出路由。
3號站點：設(shè)有一個鋼碼閱讀器，精修后的車身進行路由給定，對車身標志位進行標記，正常合格車經(jīng)過3號站點直接去報交進行最后質(zhì)檢。
4號站點：設(shè)有一個鋼碼閱讀器，質(zhì)檢合格的車輛直接送到下一個車間，車身在該站點和滑橇鋼條碼解除綁定。
5號站點：設(shè)有一個鋼碼閱讀器，精修后的車身進行路由給定，對車身標志位進行標記，不合格的車身經(jīng)過5號站點去小修進行修理。
6號站點：設(shè)有一個鋼碼閱讀器，報交工位質(zhì)檢后不合格的車身，報交工段進行路由給定，通過6號AVI站點去小修進行修理。
7號站點：設(shè)有一個鋼碼閱讀器，小修完成后的車身返回到報交進行再次的質(zhì)檢確認。
8號站點：設(shè)有一個鋼碼閱讀器，小修不合格的車體，小修處理后，對車身信息標志位進行標記，通過8號站點經(jīng)過大返路線，再次進行噴涂。
9號站點：設(shè)有一個條碼掃描槍，此站點為建議設(shè)置項，設(shè)置該站點后，可以對車身在涂裝車間的位置進行詳細跟蹤。
以上站點設(shè)置是較典型的，通過幾個站點的設(shè)置基本可以實現(xiàn)車體自動識別的功能，如果需要更準確地跟蹤車體，也可以通過增加鋼碼閱讀器站點的數(shù)量來實現(xiàn)。
鋼條碼信息的采集、編碼和校驗
涂裝車間AVI系統(tǒng)架構(gòu)如所示，涂裝車間AVI系統(tǒng)使用EtherNet和DeviceNet兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。PLC上層使用EtherNet連接，包括系統(tǒng)服務(wù)器、維護工程師站等;PLC下層使用DeviceNet連接，包括AVI站和車身條碼掃描槍。本系統(tǒng)中，PLC采用Allen-Bradley的1756系列。該平臺提供了集成化控制架構(gòu)，提供了通用的控制引擎和軟件編程環(huán)境，以及跨多個硬件平臺的通信支持，在國內(nèi)汽車行業(yè)應(yīng)用廣泛。
AVI系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集主要是車身條碼信息的讀取和滑橇鋼條碼的掃描，機運PLC通過DeviceNet網(wǎng)絡(luò)采集條碼掃描槍和鋼碼閱讀器的信息，存儲到AVI數(shù)據(jù)庫服務(wù)器內(nèi)，車身條碼信息的采集使用標準的條碼信息，本文不進行贅述。鋼條碼閱讀采用中汽四院具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋼碼閱讀器，其具有結(jié)構(gòu)簡單、易于維護、成本低和抗干擾性強等特點，其基本原理為使用12個激光反射式光電開關(guān)，采集鋼條碼上的信息，每個鋼條碼按照設(shè)計的編碼規(guī)則進行加工打孔，鋼條碼及其編碼原理如圖3、圖4所示。圖4中鋼條碼兩端的孔為讀寫判斷位;從右數(shù)第2個孔為偶校驗位，確保鋼條碼上面的孔為偶數(shù)，這也就要求所有的鋼條碼在加工時保證孔的個數(shù)是偶數(shù)，否則視為鋼碼掃碼錯誤;從右側(cè)第3個孔往左數(shù)，到左側(cè)倒數(shù)第2個孔，共9個孔位為數(shù)據(jù)位，左側(cè)為高位，右側(cè)低位，此9個孔位數(shù)據(jù)為二進制數(shù)據(jù)(即110101001，轉(zhuǎn)換為十進制為425)。鋼碼閱讀器的編碼規(guī)則需要通過PLC編程來實現(xiàn)，其特點是簡單、易于實現(xiàn)、使用硬件成本低、維護簡單且可靠性高。在中的4號站點還可以實現(xiàn)滑橇的潔凈度判斷，對鋼條碼閱讀不成功的滑橇可以默認為其噴漆次數(shù)較多，到下一個清潔周期，自動將其排出在線運行，打到離線進行確認清洗。
基于Cimplicity軟件的數(shù)據(jù)處理和路由給定
Cimplicity HMI是一個基于客服服務(wù)器的結(jié)構(gòu)，它包括服務(wù)器和瀏覽站，服務(wù)器負責數(shù)據(jù)的采集和分配。Cimplicity具有強大的監(jiān)控界面編輯功能，通過編寫腳本可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)庫的連接等功能;現(xiàn)場機運PLC負責數(shù)據(jù)的采集，Cimplicity通過RSLinx軟件的OPC服務(wù)訪問PLC內(nèi)的數(shù)據(jù)，Cimplicity通過腳本將采集到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
Cimplicity對車體信息的處理主要是通過腳本來實現(xiàn)，路由計算完成后，通過RSLinx軟件的OPC服務(wù)將路由信息寫到PLC內(nèi)。如圖5所示，PLC、Cimplicity服務(wù)器、Cimplicity客戶端和AVI數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間依托以太網(wǎng)來進行數(shù)據(jù)傳輸。PLC和Cimplicity服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，主要是通過RSLinx內(nèi)的OPC服務(wù)來實現(xiàn)，PLC將采集到的條碼和鋼碼信息傳給裝有Cimplicity軟件的AVI服務(wù)器，AVI服務(wù)器將通過腳本計算出的路由信息通過OPC服務(wù)寫入到PLC中;Cimplicity服務(wù)器和Cimplicity客戶端之間的通信使用的是Cimplicity軟件自帶的服務(wù)器—客戶端功能;Cimplicity客戶端可以經(jīng)過設(shè)置直接訪問Cimplicity服務(wù)器的內(nèi)容，Cimplicity服務(wù)器對AVI數(shù)據(jù)庫服務(wù)器內(nèi)數(shù)據(jù)的讀寫是通過SQL語句實現(xiàn)的。
以工業(yè)軟件Cimplicity為核心，基于條碼掃描、鋼條碼閱讀器的AVI系統(tǒng)，憑借其較低的成本、簡單的結(jié)構(gòu)、易維護和可靠性強等優(yōu)點迅速地在各大汽車涂裝車間內(nèi)推廣開來，其后期維護成本較低，極大地推動了汽車涂裝產(chǎn)業(yè)更高層次的生產(chǎn)自動化和柔性化，為汽車廠家提供了優(yōu)秀的AVI系統(tǒng)綜合解決方案。（來源于網(wǎng)絡(luò)）
