Toepassing van radiofrequentie-identificatietechnologie in autospuiterijen

Abstract

Dit artikel onderzoekt en analyseert het Automatic Vehicle Identification (AVI)-systeem, met een bijzondere focus op de toepassing van Radio Frequency Identification (RFID)-systemen in autospuitlijnen. Het bespreekt de verschillende typen voertuigidentificatie, de systeemopbouw en de functionaliteiten.

Trefwoorden

Automatisch voertuigidentificatiesysteem (AVI), radiofrequentie-identificatiesysteem (RFID), elektrisch wisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen (EEP-ROM)

I. Inleiding

Radiofrequentie-identificatie (RFID), een opkomende automatische identificatietechnologie die in de jaren 1980 is ontwikkeld, maakt gebruik van radiofrequentiesignalen om contactloze informatieoverdracht te realiseren door middel van ruimtelijke koppeling (wisselende magnetische of elektromagnetische velden) voor de identificatie, controle, detectie en tracking van objecten.

Het autolakproces is uitgebreid en complex en bestaat hoofdzakelijk uit verschillende fasen, zoals voorbehandeling, elektroforese, elektroforese-droogoven, grondlaag, grondlaag-droogoven, tussenlaagspuiten, tussenlaag-droogoven, aflakspuiten, aflak-droogoven, inspectie, slijpen, metaalbewerking, kleurselectie, polijsten en waxinjectie.

In autolakproductielijnen maakt de implementatie van een automatisch voertuigidentificatiesysteem (AVI) realtime gegevensverzameling, monitoring en statistische analyse mogelijk gedurende het gehele productieproces. De toepassing van AVI-systemen speelt een cruciale rol bij het verkrijgen van informatie over de voertuigproductie, het verbeteren van de productie-efficiëntie, het faciliteren van informatiegestuurd productiebeheer, het versnellen van de productieplanning en het bewaken van het productieproces.

II. Functionaliteiten van RFID-systemen

Bij de keuze voor een RFID-systeem moet rekening worden gehouden met een aantal belangrijke factoren:

1. Opslagcapaciteit van RFID-tags

RFID-tags kunnen variëren in opslagcapaciteit, van enkele tientallen bytes tot enkele tientallen kilobytes. In schilderwerkplaatsen is een opslagcapaciteit van 1 kB doorgaans voldoende. Het opslagmedium kan een Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) zijn, waardoor batterijen overbodig zijn en gegevensverlies door stroomuitval wordt voorkomen.

2. Lees-/schrijfafstand van RFID-systemen

Dit verwijst naar de afstand tussen het antenneoppervlak en het RFID-tagoppervlak voor normaal gebruik. Een bereik van 0-30 mm is over het algemeen voldoende. In industriële omgevingen waar gegevens over korte afstanden moeten worden gelezen, kan de keuze voor geschikte apparaten, zoals HF RFID-lezers, helpen om stabiele lees- en schrijfbewerkingen over korte afstanden te garanderen.

3. Transmissiesnelheid van RFID-systemen

Dit omvat de lees-/schrijfsnelheid van het RFID-tag lees-/schrijfapparaat en de communicatiesnelheid tussen het lees-/schrijfapparaat en de programmeerbare logische controller (PLC). Krachtige PLC's zijn vereist om aan deze eisen te voldoen.

4. Bedrijfstemperatuur van RFID-systemen

De normale temperatuur van de heteluchtcirculatie in droogovens ligt rond de 160 °C, met een trend naar lagere temperaturen door de toenemende populariteit van coatings op waterbasis.

5. Interfacetype van RFID-systemen

Het type interface moet een eenvoudige verbinding met de PLC mogelijk maken, met opties zoals RS-232C, RS-422 en RS-485.

6. RFID-tags

RFID-tags dienen als dragers voor contactloze automatische identificatietechnologie, waarbij doelobjecten automatisch worden geïdentificeerd en relevante gegevens worden verzameld via radiofrequentiesignalen. In schilderwerkplaatsen worden RFID-tags doorgaans gemaakt van PPS-hars.

III. Configuratie van RFID-systemen

1. Hardware-samenstelling

Een typisch RFID-systeem bestaat uit apparatuur op hoger niveau (PLC), identificatiecontrollers, versterkers, antennes (voor het lezen en schrijven van RFID-tags) en RFID-tags. RFID-tags zijn bevestigd aan pallets, waarop voertuigen door de spuiterij worden verplaatst. Dit zorgt voor consistente en overdraagbare voertuiginformatie. In essentie functioneert het RFID-systeem als een mobiel dataopslagsysteem, waarbij de meeste of alle voertuiginformatie in de RFID-tag is opgeslagen en kan worden opgevraagd door de tag uit te lezen.

De systeemopbouw wordt hieronder weergegeven:

PLC RS-232C/422/485 identificatiecontroller versterker antenne RFID-tag

2. Toepassingsgeval

Een veelgebruikt RFID-systeem in lakproductielijnen bestaat momenteel uit Mitsubishi Q-serie PLC's, GOT-serie touchscreens en Omron V680-serie RFID-producten.

a. PLC-besturingssysteem

Dit systeem maakt gebruik van CC-Link- en MELSECNET/10H-netwerken om een ​​bus op veldniveau te creëren voor het AVI-systeem, waarmee verschillende secties worden aangestuurd. Voertuiginformatie wordt vervolgens via het MELSECNET/10H-netwerk naar het kleurselectie-opslaggebied en het besturingssysteem van de spuitrobot verzonden om de bijbehorende productieactiviteiten aan te sturen. Informatie wordt via industrieel Ethernet naar de centrale controlekamer verzonden voor weergave of afdrukken.

b. Veldstations

Elk station is uitgerust met een touchscreen (HMI) en een PLC-systeem, waarmee voertuigproductiegegevens kunnen worden geschreven, weergegeven en gewijzigd, en waarmee skidnummers kunnen worden gelezen en geschreven. Bij elk station kan gebruiksinformatie van de RFID-tag worden uitgelezen, waardoor gebruikers de levensduur van de tag en veranderingen in de opslagprestaties kunnen monitoren.

Belangrijke veldstations zijn onder meer:

• Station P1: Het eerste station nadat de witte carrosserie in de spuiterij aankomt. Een detectieschakelaar detecteert de aankomst van de pallet en de antenne leest informatie zoals het palletnummer, de datum van inbedrijfstelling van de tag, de datum van laatste gebruik en het aantal lees-/schrijfbeurten. Productiegegevens, waaronder voertuigmodel, kleur, palletnummer en interne productiecode, worden vervolgens via het touchscreen ingevoerd.

• Station P2: Gelegen vóór de ruimte voor de afdichtingslijm. Nadat het voertuig de elektroforese-droogoven is gepasseerd en voordat het afdichtingsproces begint, wordt de skid verwisseld. Voertuiginformatie wordt van de RFID-tag van de elektroforese-skid gelezen en naar de RFID-tag van de nieuwe skid geschreven, waardoor de productie-informatie naar het volgende proces wordt overgebracht.

• Station P3: Gelegen bij het metaalbewerkingsstation. Op basis van de uitgelezen voertuiginformatie wordt bepaald of het voertuig geschikt is en reparatie of verwijdering vereist.

• Station P4: Gelegen bij de ingang van het kleurselectiegebied. Het communiceert met de transportband om voertuigen in verschillende banen te plaatsen op basis van de uitgelezen voertuiginformatie, in afwachting van het spuiten.

• Station P5: Gelegen aan de uitgang van het kleurselectiegebied. Het communiceert met de spuitrobot en verzendt de gemeten spuitkleurgegevens naar de robot. De spuitkleur en de profileringsacties van de robot worden bepaald op basis van informatie over verschillende voertuigmodellen.

• Station P6: Gelegen vóór het inspectiestation. Op basis van de uitgelezen voertuiginformatie wordt bepaald of het voertuig gekwalificeerd is, een overgespoten voertuig betreft of een voertuig met meerdere kleuren. Het productieproces voor het werkstuk wordt vervolgens dienovereenkomstig bepaald.

• Station P7: Dit station bevindt zich vóór het wasinjectiestation en is het laatste station voordat de gekwalificeerde voertuigen de spuiterij verlaten. De voertuiginformatie wordt uitgelezen en via MELSECNET/10H naar de centrale controlekamer van de spuiterij geüpload en vervolgens via Ethernet naar de eindmontagewerkplaats verzonden. Deze gegevens vormen de basis voor de werking van het werkstukidentificatiesysteem van de eindmontagewerkplaats.

Afhankelijk van de verschillende productiebehoeften kunnen extra bewakingsstations worden opgezet. Wanneer voertuiggegevens niet normaal kunnen worden uitgelezen, kunnen ze worden herschreven. Ook kunnen stations met een enkele back-upmodus worden geconfigureerd.

c. RFID-tags

RFID-tags worden op elke pallet aangebracht en circuleren gedurende het hele productieproces. Daarom moet rekening worden gehouden met de invloed van de metalen omgeving op de antenne. Houd bij de installatie een afstand van minimaal 100 mm aan tussen de antenne en het metalen oppervlak. Bovendien mag de hoogte van de metalen omgeving de hoogte van de antenne niet overschrijden. Omgevingen met hoge temperaturen kunnen de prestaties van de interne componenten van de tag beïnvloeden en de levensduur beperken.

In installaties die ook gebruikmaken van laagfrequente identificatiepunten, kan het afstemmen van de lijnindeling op geschikte apparaten zoals LF RFID-lezers zorgen voor consistente herkenning bij verschillende stationvereisten.

IV. conclusie

Momenteel hebben talrijke binnenlandse autofabrikanten AVI-systemen geïmplementeerd in belangrijke productieafdelingen zoals de lakafdeling, de eindmontage en de motorproductie. De toepassing van AVI-systemen heeft het productiemanagement verbeterd, de productie-efficiëntie verhoogd, de logistieke kosten verlaagd en ordergestuurde productie mogelijk gemaakt. Voertuiginformatiearchieven begeleiden het voertuig van productie tot verkoop en zelfs tot aan de aftersalesservice. Ze bieden essentiële referentiegegevens voor productiemanagement en aftersalesservice, maken traceerbaarheid van voertuigproductiegegevens mogelijk en bevorderen de informatiegestuurde bouw van de industrie.

``` :contentReference[oaicite:0]{index=0}