本發(fā)明屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車車身智能柔性制造系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，汽車車身制造系統(tǒng)主要包括沖壓、焊接、涂裝三大生產(chǎn)線，其中焊接生產(chǎn)線是汽車車身制造系統(tǒng)的重要組成部分。

目前大多數(shù)汽車制造企業(yè)焊接生產(chǎn)線采用的傳統(tǒng)盛具和夾具基本不具備零件識(shí)別和調(diào)整功能，只適合大批量單一車型生產(chǎn)模式，而不適合正在興起的批量化定制生產(chǎn)模式。當(dāng)生產(chǎn)計(jì)劃變得越來越多樣化，往往包含多種近似車型混線生產(chǎn)，若使用傳統(tǒng)盛具和夾具，容易出現(xiàn)相似零件混裝、誤裝，而且更換盛具、夾具時(shí)間長，降低生產(chǎn)效率，此外，傳統(tǒng)汽車車身制造系統(tǒng)各加工單元信息不互通，往往需要使用大量的專用機(jī)器人，造成場(chǎng)地利用效率低、制造成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種汽車車身智能柔性制造系統(tǒng)及方法，旨在解決目前汽車制造企業(yè)的焊接生產(chǎn)線存在傳統(tǒng)盛具和夾具基本不具備零件識(shí)別和調(diào)整功能，更換盛具、夾具時(shí)間長，降低生產(chǎn)效率；使用大量的專用機(jī)器人，造成場(chǎng)地利用效率低、制造成本較高的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種汽車車身智能柔性制造方法，所述汽車車身智能柔性制造方法包括：

生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)接收外界(供應(yīng)鏈管理系統(tǒng))輸入的訂單生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品庫存、零件庫存等控制信息，向產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)查詢產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)信息(含產(chǎn)品代碼、物料明細(xì)BOM、工序代碼、零件代碼、零件定位要求、工藝要求等)，并根據(jù)來自物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)反饋的各制造資源(智能盛具、模塊化智能工裝、工業(yè)機(jī)器人等)作業(yè)狀態(tài)信息，生成各智能設(shè)備作業(yè)指令(含制造資源代碼、零件代碼、工位代碼、工序代碼、零件定位要求、加工工藝要求等)，并通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)輸出到各制造資源；

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)存儲(chǔ)產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)，接收來自生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)的查詢請(qǐng)求，反饋與產(chǎn)品代碼相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)信息；

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)與各制造資源(智能盛具、模塊化智能工裝以及工業(yè)機(jī)器人)的信息交互。具體包括將來自各智能制造資源的作業(yè)狀態(tài)上傳給生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)，并將來自生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)的作業(yè)指令按制造資源代碼下達(dá)到各制造資源；

智能盛具在指定工位間傳遞指定工件及其信息，信息處理過程包括：按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，啟動(dòng)移動(dòng)程序，到達(dá)起始工位(指定沖壓生產(chǎn)線或物流中轉(zhuǎn)庫房)后，錄入工位代碼、零件代碼及數(shù)量信息并保存，發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)后，啟動(dòng)移動(dòng)程序，沿設(shè)定路線到達(dá)目的工位(焊接夾具平臺(tái))后，觸發(fā)識(shí)別程序，發(fā)送識(shí)別信號(hào)(含零件代碼)，待收到指定設(shè)備(模塊化智能工裝)確認(rèn)信號(hào)后啟動(dòng)移交程序，移交完成后等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令。若過程中出現(xiàn)任何故障(如零件代碼不相符)，觸發(fā)報(bào)警程序，等待中央控制系統(tǒng)下一步指令或人工干預(yù)。

模塊化智能工裝首先按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，待收到智能盛具發(fā)送的識(shí)別信號(hào)后啟動(dòng)識(shí)別程序，若與作業(yè)指令要求的零件代碼相符，發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，啟動(dòng)移交程序，將工件從智能盛具移到模塊化智能工裝，程序完成后觸發(fā)定位夾持程序(按作業(yè)指令的零件定位要求必要時(shí)調(diào)整定位基準(zhǔn)與夾持范圍)，完成后發(fā)送就位信號(hào)，等待中央控制系統(tǒng)指令，啟動(dòng)加工程序，完成后等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令。若過程中出現(xiàn)任何故障，觸發(fā)報(bào)警程序，等待中央控制系統(tǒng)下一步指令或人工干預(yù)。

工業(yè)機(jī)器人首先按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，待收到模塊化智能工裝發(fā)送的就位信號(hào)后啟動(dòng)識(shí)別程序，若與作業(yè)指令要求的零件代碼相符，發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，啟動(dòng)加工程序，完成后發(fā)送完成信號(hào)，等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令。若過程中出現(xiàn)任何故障，觸發(fā)報(bào)警程序，等待中央控制系統(tǒng)下一步指令或人工干預(yù)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述的汽車車身智能柔性制造方法的車車身智能柔性制造系統(tǒng)，所述汽車車身智能柔性制造系統(tǒng)包括：

生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)，與供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)連接，用于根據(jù)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的訂單與庫存要求制定生產(chǎn)計(jì)劃；根據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)庫要求通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)控制智能盛具、模塊化智能工裝以及工業(yè)機(jī)器人，并與各數(shù)據(jù)庫交換信息；

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)；

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，與生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)連接，用于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)與智能盛具、模塊化智能工裝以及工業(yè)機(jī)器人的信息交互；

智能盛具，與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)連接，用于傳遞工件及其信息；

模塊化智能工裝，與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和智能盛具連接，用于對(duì)到達(dá)指定工位的所述智能盛具中的車身零件進(jìn)行定位、夾持；

工業(yè)機(jī)器人，與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)連接，用于對(duì)到達(dá)指定工位的車身零件進(jìn)行加工。

進(jìn)一步，所述智能盛具設(shè)置有計(jì)算機(jī)和用于車身零件代碼識(shí)別及錄入的錄入模塊，所述計(jì)算機(jī)包括：零件代碼存儲(chǔ)器和無線通訊終端；

零件代碼存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)零件的代碼；

無線通訊終端，用于將信息反饋給生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述工業(yè)機(jī)器人設(shè)置有實(shí)時(shí)與汽車車身智能柔性制造系統(tǒng)互聯(lián)并交換信息的通訊模塊。

本發(fā)明提供的汽車車身智能柔性制造系統(tǒng)及方法，適合批量化定制生產(chǎn)模式，可提高生產(chǎn)效率、降低差錯(cuò)率、減少專用機(jī)器人的使用數(shù)量、提高場(chǎng)地利用效率；

由于傳統(tǒng)盛具及夾具缺少自動(dòng)識(shí)別防錯(cuò)功能，一旦發(fā)生近似零件混裝誤焊接，可能造成焊接總成半成品甚至白車身報(bào)廢，單次事故損失數(shù)百元至數(shù)千元。本發(fā)明通過在傳統(tǒng)盛具及模塊化柔性夾具上附加具有零件代碼標(biāo)識(shí)和通訊功能的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了盛具工裝智能化，具有自動(dòng)識(shí)別防錯(cuò)功能，可有效降低差錯(cuò)幾率；

此外，傳統(tǒng)焊接生產(chǎn)線難以實(shí)現(xiàn)不同配置、不同車型車身零件混線生產(chǎn)，往往需要設(shè)置多條專線，不僅場(chǎng)地利用效率低，而且近似工裝及專用焊接機(jī)器人重復(fù)投入浪費(fèi)大；即使采用模塊化夾具，因?yàn)闆]有聯(lián)網(wǎng)，不能自動(dòng)識(shí)別與切換，往往需要停線人工干預(yù)，降低了生產(chǎn)效率，且容易出錯(cuò)，都會(huì)導(dǎo)致成本增加。本發(fā)明通過分布式數(shù)據(jù)管理與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的中央控制，以及焊接工裝智能化、模塊化改造，不僅實(shí)現(xiàn)了近似零件定位夾持基準(zhǔn)自動(dòng)切換，還實(shí)現(xiàn)了焊接機(jī)器人程序自動(dòng)快速切換，從而實(shí)現(xiàn)不同配置、不同車型車身零件混線生產(chǎn)，可提高生產(chǎn)效率、降低差錯(cuò)，并通過減少專用夾具以及焊接機(jī)器人數(shù)量提高了場(chǎng)地利用效率，進(jìn)而降低了制造成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的汽車車身智能柔性制造方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的汽車車身智能柔性制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)；2、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；3、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；4、智能盛具；5、模塊化智能工裝；6、工業(yè)機(jī)器人。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的智能盛具信息方法框圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的模塊化智能工裝信息處理方法框圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的工業(yè)機(jī)器人信息處理方法框圖；

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1、3、4、5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的汽車車身智能柔性制造方法，所述汽車車身智能柔性制造方法包括以下步驟：

S101：生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)接收外界供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)輸入的訂單生產(chǎn)計(jì)劃、產(chǎn)品庫存、零件庫存的控制信息，向產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)查詢產(chǎn)品零件及含產(chǎn)品代碼、物料明細(xì)BOM、工序代碼、零件代碼、零件定位要求、工藝要求的工藝數(shù)據(jù)信息；

S102：生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)根據(jù)來自物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)反饋的各制造資源的作業(yè)狀態(tài)信息，生成各智能設(shè)備的含制造資源代碼、零件代碼、工位代碼、工序代碼、零件定位要求、加工工藝要求的作業(yè)指令信息，并通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分別輸出到各制造資源，所述的各制造資源為智能盛具、模塊化智能工裝、工業(yè)機(jī)器人；

S103：產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)存儲(chǔ)產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)，接收來自生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)的查詢請(qǐng)求，反饋與產(chǎn)品代碼相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)信息；

S104：智能盛具在指定工位間傳遞指定工件及工件信息，按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，啟動(dòng)移動(dòng)程序后，觸發(fā)識(shí)別程序，發(fā)送識(shí)別信號(hào)，確認(rèn)信號(hào)后啟動(dòng)移交程序，將工件從智能盛具移到模塊化智能工裝，移交完成后等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令；

S105：模塊化智能工裝按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，對(duì)工件從智能盛具移到模塊化智能工裝后，模塊化智能工裝觸發(fā)定位夾持程序，完成后發(fā)送就位信號(hào)，等待中央控制系統(tǒng)指令，再啟動(dòng)加工程序，完成后等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令；

S106：工業(yè)機(jī)器人首先按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，待收到模塊化智能工裝發(fā)送的就位信號(hào)后啟動(dòng)識(shí)別程序和啟動(dòng)加工程序，完成后發(fā)送完成信號(hào)，等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令。

智能盛具信息處理方法包括：

按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，啟動(dòng)移動(dòng)程序，到達(dá)指定沖壓生產(chǎn)線或物流中轉(zhuǎn)庫房的起始工位后，錄入工位代碼、零件代碼及數(shù)量信息并保存，發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)后，啟動(dòng)移動(dòng)程序，沿設(shè)定路線到達(dá)焊接夾具平臺(tái)目的工位后，觸發(fā)識(shí)別程序，發(fā)送含零件代碼的識(shí)別信號(hào)，待收到模塊化智能工裝確認(rèn)信號(hào)后啟動(dòng)移交程序，移交完成后等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令；若過程中出現(xiàn)故障，觸發(fā)報(bào)警程序，等待中央控制系統(tǒng)下一步指令或進(jìn)行人工干預(yù)。

模塊化智能工裝信息處理方法包括：

首先按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，待收到智能盛具發(fā)送的識(shí)別信號(hào)后啟動(dòng)識(shí)別程序，若與作業(yè)指令要求的零件代碼相符，發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，啟動(dòng)移交程序，將工件從智能盛具移到模塊化智能工裝，程序完成后觸發(fā)定位夾持程序，完成后發(fā)送就位信號(hào)，等待中央控制系統(tǒng)指令，啟動(dòng)加工程序，完成后等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令；若過程中出現(xiàn)故障，觸發(fā)報(bào)警程序，等待中央控制系統(tǒng)下一步指令或進(jìn)行人工干預(yù)。

工業(yè)機(jī)器人信息處理方法包括：

首先按制造資源代碼接收對(duì)應(yīng)的作業(yè)指令控制信號(hào)，待收到模塊化智能工裝發(fā)送的就位信號(hào)后啟動(dòng)識(shí)別程序，若與作業(yè)指令要求的零件代碼相符，發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，啟動(dòng)加工程序，完成后發(fā)送完成信號(hào)，等待中央控制系統(tǒng)下一條作業(yè)指令；若過程中出現(xiàn)故障，觸發(fā)報(bào)警程序，等待中央控制系統(tǒng)下一步指令或進(jìn)行人工干預(yù)。

所述程序完成后觸發(fā)定位夾持程序中按作業(yè)指令的零件定位要求需進(jìn)行調(diào)整定位基準(zhǔn)與夾持范圍。

如圖2所示：本發(fā)明實(shí)施例提供的汽車車身智能柔性制造系統(tǒng)包括：生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)1、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)3、智能盛具4、模塊化智能工裝5、工業(yè)機(jī)器人6。

生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)1，與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2連接，用于根據(jù)訂單與庫存要求制定作業(yè)指令；根據(jù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2(PDM)的產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)庫要求通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)控制智能盛具4、模塊化智能工裝5以及工業(yè)機(jī)器人6，并與各數(shù)據(jù)庫交換信息。

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)2，用于存儲(chǔ)產(chǎn)品零件及工藝數(shù)據(jù)。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)3，與生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)1連接，用于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)1與智能盛具4、模塊化智能工裝5以及工業(yè)機(jī)器人6的信息交互。

智能盛具4，與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)3連接，用于傳遞工件及其信息，設(shè)置有車身零件代碼識(shí)別及錄入功能，并具有通訊功能，智能盛具4接收來自生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)1指令后到指定沖壓生產(chǎn)線或物流中轉(zhuǎn)庫房，在裝載代加工車身零件(工件)同時(shí)掃描錄入車身零件代碼，存入零件代碼存儲(chǔ)器，通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)將信息反饋生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)1，再根據(jù)生產(chǎn)資源中央控制系統(tǒng)1指令將工件傳輸?shù)街付ê附庸の?，將零件代碼傳遞給模塊化智能工裝5。

模塊化智能工裝5，與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)3和智能盛具4連接，用于對(duì)到達(dá)指定工位的所述智能盛具4中的車身零件進(jìn)行定位、夾持。與傳統(tǒng)工裝不同，智能工裝具有模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)ERP指令快速重構(gòu)定位基準(zhǔn)與夾持范圍，適應(yīng)不同工件定位要求。智能工裝配置的計(jì)算機(jī)與分布式數(shù)據(jù)管理與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)互聯(lián)并交換信息，根據(jù)存儲(chǔ)在PDM中的最新產(chǎn)品及工藝數(shù)據(jù)庫識(shí)別智能盛具5送來的工件，必要時(shí)調(diào)整定位基準(zhǔn)與夾持范圍。

工業(yè)機(jī)器人6，與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)3連接，用于對(duì)到達(dá)指定工位的車身零件進(jìn)行加工。在傳統(tǒng)通用焊接機(jī)器人計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上增加通訊模塊，實(shí)時(shí)與分布式數(shù)據(jù)管理與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)互聯(lián)并交換信息，便于后者科學(xué)調(diào)配資源。

本發(fā)明提供的汽車車身智能柔性制造系統(tǒng)及方法，適合批量化定制生產(chǎn)模式，可提高生產(chǎn)效率、降低差錯(cuò)率、減少專用機(jī)器人的使用數(shù)量、提高場(chǎng)地利用效率；

由于傳統(tǒng)盛具及夾具缺少自動(dòng)識(shí)別防錯(cuò)功能，一旦發(fā)生近似零件混裝誤焊接，可能造成焊接總成半成品甚至白車身報(bào)廢，單次事故損失數(shù)百元至數(shù)千元。本發(fā)明通過在傳統(tǒng)盛具及模塊化柔性夾具上附加具有零件代碼標(biāo)識(shí)和通訊功能的計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了盛具工裝智能化，具有自動(dòng)識(shí)別防錯(cuò)功能，可有效降低差錯(cuò)幾率；

此外，傳統(tǒng)焊接生產(chǎn)線難以實(shí)現(xiàn)不同配置、不同車型車身零件混線生產(chǎn)，往往需要設(shè)置多條專線，不僅場(chǎng)地利用效率低，而且近似工裝及專用焊接機(jī)器人重復(fù)投入浪費(fèi)大；即使采用模塊化夾具，因?yàn)闆]有聯(lián)網(wǎng)，不能自動(dòng)識(shí)別與切換，往往需要停線人工干預(yù)，降低了生產(chǎn)效率，且容易出錯(cuò)，都會(huì)導(dǎo)致成本增加。本發(fā)明通過分布式數(shù)據(jù)管理與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的中央控制，以及焊接工裝智能化、模塊化改造，不僅實(shí)現(xiàn)了近似零件定位夾持基準(zhǔn)自動(dòng)切換，還實(shí)現(xiàn)了焊接機(jī)器人程序自動(dòng)快速切換，從而實(shí)現(xiàn)不同配置、不同車型車身零件混線生產(chǎn)，可提高生產(chǎn)效率、降低差錯(cuò)，并通過減少專用夾具以及焊接機(jī)器人數(shù)量提高了場(chǎng)地利用效率，進(jìn)而降低了制造成本。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。