汽車發動機，是汽車上技術最密集的關鍵部件，在裝配過程中，由于大批量、多品種混線裝配，被裝配零件多樣性、工藝復雜性，使得裝配線控制顯得尤為重要。發動機裝配線是一條按順序裝配的流水線，工位之間的順序是不可逆的，因此每個裝配環節的控制，既要求可靠又必須靈活，只有這樣才能保證裝配線的連續性和穩定性。研究射頻識別技術在裝配線上的應用，很有必要。

射頻識別技術

射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）是從20世紀90年代興起的一項自動識別技術。它是通過磁場或電磁場，利用無線射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數據。與傳統識別方式相比，RFID技術無須直接接觸、無須光學可視且無須人工干預即可完成信息輸入和處理，操作方便快捷。射頻識別系統組成及其工作原理

RFID系統主要由閱讀器（Reader）、電子標簽（TAG）、RFID中間件和應用系統軟件組成，如圖1所示。其工作原理：閱讀器發射特定頻率的無線電波給電子標簽，用以驅動電子標簽電路將內部的數據送出，此時閱讀器便依序接受解讀數據，送給應用程序做相應的處理。在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體的表面，其中保存有約定格式的電子數據。閱讀器通過天線發送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入該磁場時產生感應電流，同時利用此能量發送出自身編碼等信息，閱讀器讀取信息并解碼后傳送至主機并進行相關處理，從而達到自動識別物體的目的。

圖1

射頻識別技術在發動機裝配線上的應用

（1）RFID硬件安裝及系統構成。基于RFID的系統構成，如圖2所示。Zone管理PLC將裝配線分成缸體、缸蓋、總裝及試驗4個Zone；在主要追蹤點，直接讀取信息，通知給ALC服務器；Zone管理PLC適用于三菱MELSEC系列，與ALC服務器通過以太網（Ethernet）連接；Zone管理PLC和各設備PLC之間，通過MELSECNET/H來連接；ALC服務器接受Zone事件（數據要求、追蹤信號和裝配數據接收等）后，各機能應用程序把相應數據發送給Zone管理PLC。

（2）射頻識別技術在發動機裝配線上的應用原理。裝配線為環形、多工位裝配，托盤循環使用；工件上線工位、下線工位、關鍵工位及測試工位等都安裝了RFID讀寫器和工作站顯示屏（HMI），并由現場PLC控制；每個托盤都安裝有電子標簽；

工位的讀寫器在托盤到達指定位置時，讀取電子標簽內信息，控制器將讀出的標簽信息傳送給現場PLC，PLC通過三菱MELSECNET/H網絡系統，將標簽內的信息，顯示到工作站HMI上，PLC依據信息，執行相應的邏輯控制，比如擰緊、測試等，當工位作業完成后，PLC又將該工位執行完成的數據（擰緊力矩、測試值）信息發送給RFID系統，讀寫器將得到的數據、信息寫入到托盤上的電子標簽內，這些信息伴隨發動機和托盤進入到下一工位；在下一工位，電子標簽內的信息被再次讀取并寫入新的信息。

射頻識別技術應用的主要操作流程

（1）初始化電子標簽。PLC控制器依據生產管理信息，將發動機型號、編號的信息，通過讀寫器輸入到托盤的電子標簽內，完成電子標簽初始化，寫入型號、編號的電子標簽與承載待裝配缸體的托盤，一起完成上線工位的操作后，被傳送到下一工位。

（2）讀寫電子標簽信息。承載缸體的托盤，被傳送到裝配工位，停止器擋住托盤，讀寫器從電子標簽中讀取數據信息并傳送至PLC，PLC調用相應的程序，完成打刻、擰緊及測試等工作，并通過RFID系統將工位完成的數據、信息通過讀寫器寫入到電子標簽內；信息完成傳遞后，停止器放行，托盤被傳送到下一工位。

（3）提取電子標簽信息。當托盤被傳送到發動機下線工位時，發動機裝配完成被吊離托盤，讀寫器讀取電子標簽，此托盤的發動機裝配信息，被PLC控制系統上傳，完成裝配數據提取；

（4）清空電子標簽信息。當空托盤進入信息清空工位，電子標簽信息清零，托盤再次進入上線工位，開始新一輪循環使用。

射頻識別技術在發動機裝配線上的應用實例

（1）生產信息流管理。生產前，需將生產信息在控制室錄入到控制系統（ALC服務器）中；生產時，操作者在缸體上線工位，將ID柱（電子標簽）安裝在缸體上，缸體在傳輸線運行時，如圖3所示，ID讀寫頭（閱讀器）與ID柱進行生產信息交換，將發動機型號、編號等代碼寫入到ID柱中，發動機型號及編號作為整個生產信息傳遞的基礎信息，在發動機號碼打刻工位，打刻機讀取ID柱信息，按照生產信息要求，打刻發動機號碼。

（2）質量信息記錄。裝配線上的托盤，都安裝有電子標簽，可稱為數字化托盤，如圖4所示。裝配線的重點工位安裝有閱讀器。裝有工件的托盤，到達擰緊工位，工位閱讀器讀取信息，并傳遞信息給自動擰緊機PLC，擰緊螺栓后，擰緊數據（力矩、角度等）會通過閱讀器寫入、存儲在托盤上的電子標簽內；在密封試驗工位，試驗數據也會讀取、傳遞及存儲在托盤上的電子標簽內；這些發動機質量信息，會按照約定的控制方式，完成信息的傳遞，并存儲在ALC服務器內。

射頻識別技術在發動機裝配線的應用，實現了裝配信息的傳遞與及時反饋、現場數據的實時采集與監視可視化，有效地保證了生產信息連貫、完整，生產更加柔性化，又使得產品在質量控制、售后產品信息追溯及產品信息管理上有效結合；提高了企業的生產能力。射頻識別技術在裝配線上應用以來，效果顯著，隨著射頻識別技術的廣泛應用，必將為生產企業的質量保證和成本控制、實現智能制造及建設智慧企業提供可靠支持與保證。