很多汽车工艺技术人员都在研究如何实现轮胎总成的智能化总装的课题，分享一些这方面的经验及想法，希望对读者有所启发。一辆乘用车一般需要装配四个主胎和一个备胎，现在已经完全可以实现智能化装配，而且有成功的案例。

一、什么是轮胎总成的智能化总装呢？

轮胎的智能化总装是指轮胎总成总装智能设备系统能全自主完成安装轮胎总成所需的车型识别、轮胎及紧固件识别、规格信息比对、拧紧参数获取、零部件输送、取件、安装、拧紧、拧紧质量判断、做标记、拧紧数据传输、数据分析和预警、建立装配质量档案等一系列装配动作及质量控制流程，全过程不需要人工参与，实现轮胎总成总装的自动化和信息化的高度融合，使轮胎总成的装配质量和装配效率跃升到了一个新水平。从这一概念出发可以看出，要实现智能化装配，信息化是基础，自动化设备是实现的手段，数据的互联互通是信息化和自动化融合的粘合剂，拧紧数据的自动收集、分析、处理、预警、缺陷车辆跟踪及与质量门相关联是轮胎总成智能化总装的质量保证关键措施。轮胎的智能化总装是一个系统工程，可以一次规划一次完成，也可以一次规划分步完成，需要根据具体各自的条件做决定。

二、同一条总装线上有不同规格不同种类的轮胎总成能实现智能化装配吗？

现在总装线基本上都是多品种混流生产，不同的车型往往配备不同种类的轮胎总成，甚至固定的螺栓或螺母都会有多个规格，有的车型每个车轮有四个固定孔，有的车型每个车轮有五个固定孔，这些为轮胎总成的智能化装配增加了难度，但都是可以实现的。当然我们在做新产品同步工程设计时，要考虑轮胎总成的智能化装配的要求，以便降低工艺难度，比如不同车型的固定螺栓孔的分度圆直径最好与已投产车型一致；车轮固定螺栓或螺母的规格尽可能统一；同一条生产线上装配的车型都统一采用螺栓固定或螺母固定，不要有的车型采用螺栓固定，有的车型却又采用螺母固定。

在机器人自动装配轮胎总成的方式上有随行装配和静止装配两种工艺，这两种工艺都有厂家实施，各有优缺点，由于静止装配更稳定，建议优先选择静止装配方式。以40JPH节拍、静止工位安装、螺栓固定的四个主轮胎总成的总装为例，其工艺过程简介如下：

Ø  在PBS线的车型排产信息（车型信息及其序列）同步发送给轮胎总成分装线或分装厂家，将与总装线车型序列一致的轮胎总成排好序送至总装车间的轮胎自动输送线（可自动转接轮胎），通过拆垛机自动将轮胎总成拆分为两垛主胎（每垛2个）、一垛备胎自动送至总装线边；

Ø  备胎送至备胎装配工位，主轮胎转挂到地面轮胎输送线，分为左侧输送2个主胎，右侧输送另外2 个主胎；

Ø  两个主胎通过轮胎拆垛机构分开，主胎输送至输送线末端由轮胎夹紧定位机构将轮胎夹紧，下方2D视觉系统识别轮胎安装孔位置；

Ø  螺栓自动震荡排序输送机构将螺栓分别送至四个螺栓均布的存放盘或五个螺栓均布的存放盘；

Ø  车辆进入轮胎安装工位前，通过上游服务器，工控机获取车型序列信息；同时，由安装在前置工位上的RFID读写头读取底盘线吊具上的RFID中的车型序列信息，两者信息进行比对，获取准确的车型序列；并判断当前车辆的车型、轮胎、螺栓等信息，然后将信息发给控制系统 ;

Ø  左右各有一套装配机器人，分别安装左侧轮胎和右侧轮胎。机器人根据系统信息（此处需将车轮孔位信息和螺栓数量信息进行对比），自动从螺栓存放盘拾取4或5颗轮胎螺栓，并检测有无螺栓（如螺栓漏取则通过拔螺栓机构将螺栓拔掉，重新取一次螺栓），并移动到轮胎夹紧定位机构处；

Ø  机器人识别轮胎规格后抓取轮胎；

Ø  车辆快速进入静止安装工位，锁紧机构固定住车身吊具；

Ø  机器人快速移动至车辆前轮制动盘附近，由3DV视觉系统对车辆制动盘上的安装孔位进行定位检测；

Ø  机器人根据检测信息调整轨迹将轮胎安装到相应制动盘上，按调试好的车轮螺栓拧紧曲线完成拧紧并确认合格后自动点油漆确认；

Ø  机器人重复取螺栓、抓轮胎、安装轮胎动作，完成后轮轮胎的安装和拧紧及点油确认。

Ø  安装合格→机器人返回原位等待，并与底盘线控制系统和轮胎输送线控制系统进行信息交互，发出安装完成信号，松开车身吊具锁紧装置，输送线将车身快速输送到下一工位，轮胎输送线启动将轮胎总成送入对中定位工位，等待进入下一安装循环。同时装配机器人控制系统要把与车辆VIN号对应的四个轮胎总成的拧紧力矩、拧紧角度、拧紧时间等重要的拧紧数据传给总装工艺智能系统服务器；

Ø  如安装不合格则声光报警提醒；车辆开出自动化安装工位，由作业人员在下一工位进行手工安装或返工，车间的质量门系统对安装不合格车辆的返工质量进行确认和放行管理；同时装配机器人控制系统也要将安装不合格的相关信息传送至总装智能系统服务器；

Ø  总装工艺智能系统要定期对拧紧数据进行汇总分析处理，绘制拧紧力矩或拧紧角度的趋势线，如有异常趋势则及时发出预警。

三、轮胎总成的智能化装配是由哪些设备组成的？

实现轮胎总成的智能化总装，需要由信息系统、自动化设备、总装工艺智能化系统相互配合共同完成。以一条40JPH总装线为例，其主要设备简介如下：

1、信息化系统：总装工厂需要建有完整的MES系统，含有生产计划系统PPS、高级排程系统APS、车辆跟踪系统AVI、生产监控系统PBC、防错管理系统EPS、质量管理系统QMS、安灯系统Andon、设备状态监控系统等，对整车生产进行完整的信息化管理和指导，能即时准确地把排产计划、车型信息、车型序列、生产进度、停线信息、过程管理信息等传递到相对应的设备、组织和人员，能对各类信息进行统计、分析、反馈、形成改善循环。

2、轮胎总成装配自动化设备系统：

Ø  具备轮胎静止装配工位的底盘线；

Ø  能将轮胎总成分别送至左右安装工位的轮胎总成输送线（含轮胎拆垛和末端对中定位机构）；

Ø  安装机器人及其附属设备：两台与安装轮胎规格相适应的机器人、机器人底座、管线包、轮胎抓具系统；

Ø  拧紧设备：两套4/5拧紧轴及其夹具、拧紧控制系统、两套点色标机构、拧紧轴定位分度校准盘、拧紧轴示教对位夹具；

Ø  视觉拍照系统：两套3DV工业相机、2D工业相机及其视觉控制系统；

Ø  螺栓自动上料系统：两套螺栓自动上料机构、人工螺栓补装台、异常胎放置台、异常螺栓拔出机构；

Ø  轮胎装配中央控制系统：一套PLC控制系统、工控机系统；RFID读写头等；

Ø  安全设备：装配机器人与生产线安全急停互锁系统、安全围栏及安全光栅等。

3、总装工艺智能化系统：如果是一条新建的总装线，工厂的信息化系统往往就包含了总装工艺智能化系统，如果是老线进行智能化改造，既可以在原信息化系统中增加工艺智能化系统，也可以整合改造升级现场的工艺管理系统，使其具备智能化的功能。其主要功能如下：

Ø  设置信息系统接口从上游服务器获取车型序列、车型数据信息；

Ø  增加轮胎装配工位工控机存放车型序列；

Ø  在本地配备RFID读写头；

Ø  从底盘吊具RFID准确获取车型序列，并对比；

Ø  装配数据采集、存储、上传、分析及预警等；

Ø  车型信息及其工艺参数维护管理；

Ø  对有拧紧缺陷或装配问题车辆进行质量门管理；

Ø  生成轮胎总成装配高级报表等。

四、实现轮胎总成的智能化装配有什么收益？

随着机器人系统、拧紧系统、设备集成技术的成熟，设备价格在降低，人工成本在上升，实现轮胎总成智能化装配的收益是明显的，主要体现如下：

1.  以40JPH双班生产线为例，可减少6—8名装配工人，但也相应的要增加技术人员和维修人员的工作量；

2.  轮胎的装配质量保证体系更加完善，数据分析/预警功能更强，防错及可追溯性得到了提高。

3. 节省了车间的物流面积及减少物流人员；

4.   提高了公司的形象和汽车品牌价值。