[01816307]汽车电子智能装配生产线及测试技术研究与应用

无论是针对传统汽车还是新能源汽车,诸如动力控制单元等电子产品的市场需求都是巨大的,而其生产作业大部分使用手工作业+专用装备的作业方式,这种生产组织方式明显不能适应火爆车市的发展,所以汽车电子的智能化生产已经成为必然趋势。 通过该项目的实施,融合互联网技术、机器人技术、智能控制技术等技术,展开汽车电子智能装配生产线和测试技术的深入研究,力求解决核心问题,在此基础上联合企业展开相关设备和系统的研制,从而开发出达到国际先进水平又符合我国企业生产要求的中国制造2025和工业4.0智能生产线,主要包括以下内容：（1）机械和电气的整体方案的设计与开发;（2）各个关键技术的攻破;（3）在试运行过程中不断更新升级系统的性能。汽车电子智能装配生产线及测试技术的相关关键技术主要包括： 1、适用于汽车电子智能生产线的复杂构件自动装配技术 通过融合创新,吸收专业的先进的国内外技术,并自主融合开发升级,形成相关的整体技术解决方案。如工业机器人智能化技术,除了使用传统的位置、速度、加速度等传感器外,还采用力觉（高精度、高集成化六维腕力传感技术）、视觉（视觉识别与定位技术）、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模和决策控制,利用获取的环境与操作对象的视觉、力觉等信息实现闭环控制。在汽车电子产品的生产中涉及大量微小精密零件的装配,引入基于定位功能和视觉检测的机器人生产系统可以实现机器人化柔性装配以及对被生产零件的生产状态的实时检测和精确定位。除此之外还研发了多传感器融合算法及对应的软件,通过创新地集成视觉与力觉传感器及对应的算法软件,从而提高工业机器人的智能化水平。 2、个性化定制的工艺装备的智能装配测试技术 本课题提出的基于PC式PLC控制系统加上现场传感器组网技术构建的工艺装备的信息化智能化装配测试技术解决方案,集成创新应用先进的智能传感技术、数据采集及处理技术和人工智能技术,使每一个工艺装备成为整个生产系统的一个个智能体,每个智能体都带有描述自身属性的独立信息,进而实现个性化定制的工艺装备的信息化智能化装配测试。通过在该 PLC 中编写程序,直接获取工位工艺装备的数据信息,数据经过采集、处理、存储后,快速、及时、准确、可靠地提供给运行在同一硬件终端的控制程序,主控程序根据现场数据信息,在智能控制策略和专家系统软件的支撑下,对工艺装备进行优化控制和装配测试生产线主控系统的信息交互,实现对个性化定制的工艺装备的信息化智能化装配测试。 3、基于工业互联网的智能生产系统的信息管控系统技术 由于该智能生产线具有的产品质量和精度要求高、生产工艺复杂等特点,因此研究了利用工业互联网技术实现设备资源、物料资源、人力资源之间的信息交互和资源对接,以及智能生产的信息管控的关键技术。 开发基于Windows NT操作系统的生产线制造执行系统,实现智能生产线各工位设备的联网与集中管理、生产信息的自动采集与数据传输、设备运行状态及生产过程远程监控与自动控制。采用XML编程语言以报文格式与使用者制造执行系统进行信息交互,实现了生产线层级制造执行系统的无缝对接,任何有权限人员都可以通过互联网以生产线层级的制造执行系统为中介,通过虚拟专线（VPN）组网技术,实时获取生产线的生产状态和设备状态信息。 4、实时生产信息驱动的装配作业智能导航技术 为了提高人工参与装配作业的过程透明性和实时可优化性,结合无线射频识别技术,设计了任务队列优化、实时操作引导以及工序间协作生产为人工装配工站提供导航。实时操作引导服务用于自动监控物料和在制品的实时状态,进而基于该实时状态信息引导操作工进行正确的装配操作;工序间协作生产信息服务用于建立上下游装配工序间的动态联系和共享协作生产信息;在任务队列优化服务中,设计启发式调度方法,基于装配工序的实时执行状态信息,以最小化加权总提前时间和滞后时间为目标,对装配站上的未执行任务队列进行优化排序。最终实现了对装配作业的3D动态指引,有效提高了装配效率和装配质量,有效降低了对员工的要求。 5、汽车电子产品的综合性能测试技术 根据汽车电子产品普遍的性能测试要求,研究利用Labview软件和NI系统研制开发出在线自动化功能测试（常温、高温）、自动化程序灌装FLASH、大电流性能测试、PEU硬件在环仿真测试技术,并且把测试的结果作为数据采集系统的一部分,从而检测生产线的生产质量。在Labview软件处理过程中,通过改进的小波阈值算法消除测试过程中产生的噪声和干扰,从而提高测试数据采集的精度,最后对采集到的数据进行相应的数值分析。 整个生产线的机械装置、电气设计和软件编写基本都是自主创新研发的,均达到了国内的先进水平,非常出色的完成了客户的验收和生产要求。自进入车间进行生产至今,整个生产线运行稳定,得到了使用者的一致肯定。