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座舱模块化装配线设计

摘要：随着工业智能制造的快速发展和工业4.0的推进，汽车制造业也需要快速

导入智能制造［1］。该座舱模块化装配线是智能制造领域的应用原型，通过与

客户系统对接、生产线智能化部署、在线检测设备集成等手段，连通客户需求对

接、生产排产、生产过程控制、防错漏装［2］、质量检验和追溯、完工入库等

过程，实现生产过程的智能化、批量柔性化管理，将信息化与自动化整体集成的

成功应用。

关键词：工业4.0；座舱模块化；电子化；

0引言

汽车座舱模块总成为工艺装配集成件，即把仪表板、CCB、空调箱、线束、

BCM、车载信息娱乐主机等分总成零件进行模块化组装。汽车总成模块化的组装

可以有效结合工业4.0的制造优势，为主机厂提供优质产品和更全方位的服务。

1座舱模块化设计

1.1座舱模块化装配工艺流程

座舱模块化装配线设计采用环形线悬挂方式。装配工位28个，两端转弯半

径不站人，线上31个小车（含维修1个）。实现CCB机器人抓取自动上线装配、

转向管柱机器人自动拧紧、具有数据采集的拧紧枪2台，具备防漏打功能、大数

据信息系统（包括MES等）［3］、装配线追溯系统（包含扫描枪、反馈式扭力

枪、计数、显示器、软件、服务器等）。物流智能化检料，AGV自动输送上线，

下线等功能。

1.2座舱模块化装配关键工位

1.2.1工位1-CCB上线工位

人工将CCB料框推到防护网下指定位置与空框切换，机器人从料框中夹取

CCB，将CCB放到定位机构放开，定位机构将CCB夹紧定位后，机器人再次夹取

CCB装入线上悬挂夹具。

1.2.2工位4-机器人自动拧紧转向管柱螺栓

前工位预拧好的转向管柱，在此工位机器人自动拍照拧紧，拧紧合格自动放

行，拧紧不合格设备声光报警。

1.2.3工位7-安装空调箱总成

因空调箱较重，增加辅助机构上件；操作工先将空调箱放入辅助机构，然后

把辅助机构送到与CCB对接的位置，经前后、左右、上下调节对准安装孔位后，

操作工再锁紧空调箱螺栓。

1.2.4工位13-仪表板装配工位

因仪表板本体较重，为减轻操作人员的劳动强度，增加辅助机构抓取仪表板

本体上件：人工推动辅助机构到身后的部装线上，真空吸盘吸起仪表板产品，然

后把产品推送到线上安装工位处将仪表板放下，人工再进行仪表板安装。

2座舱模块化装配线技术创新和技术难点

232.1、将产品研发、生产管理和产线控制的整体系统集成应用，实现工业4.0模

式中的纵向集成要求

技术创新点：构建了基于工业总线的工控系统与基于局域网的信息系统2.1.1

集成应用模式，充分利用工业控制模块的网络化功能，与生产线管理信息系统进

行数据交互，从获取排产信息、传输当前工位随行小车的运行状态信息，到匹配

工位BOM进行防错漏装、工艺和质量数据采集，到控制生产线暂停或放行，实

现了闭环控制；

攻克2.1.2技术难点：

、工业控制系统中的1PLC与信息系统的集成开发；

、RFID2（无线射频技术或俗称电子标签）技术应用，在随行小车和工位分别

部署电子标签和感应天线，经过长期运行消除了现场金属环境干扰信号的担忧。

2.2、实现与客户系统的信息对接，为构建我公司车间对客户车间的拉动制造模式

提供了保障

技术创新点：建2.2.1立客户系统数据获取与传输模式，即由客户端的MES

系统中总装上线信息一经扫描录入。

攻克2.2.2技术难点：

为应对互联网链路不稳定会造成数据丢失，在二次传输仍失败的情况下，由

客户中间平台将数据发送到指定人员的邮箱，服务器接收数据后进行数据解析，

并传输写入该生产线的管理控制系统。

2.3、采用空中悬挂链的流水线形式

技术创新点：与2.3.1传统输送链相对比，悬挂线人机工程更好，有效降低

员工工作强度，更能保证装配质量，且地面更整洁。

攻克2.3.2技术难点：

重点攻克了悬挂链小车滑行的导向机构和滑触线结构设计，保证小车平顺和

可靠行走；

2.4、采用环形流水线

技术创新点：与2.4.1传统直线型流水线对比，装配小车自动循环流转，无需

从下件工位空放拉回上件工位（人工转运），自动化程度更高，节省人工，且可

以利用环线内的场地。