探析汽車焊裝車間自動(dòng)化控制技術(shù)

柳垚 安高平

【摘 要】隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，目前許多企業(yè)的生產(chǎn)以及運(yùn)營(yíng)過(guò)程已經(jīng)越來(lái)越機(jī)械化。對(duì)于汽車生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，隨著各種自動(dòng)控制技術(shù)在汽車焊裝過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，汽車焊裝技術(shù)的工作效率得到了有效的提升，因此，汽車焊裝車間的自動(dòng)化及機(jī)械化水平也越來(lái)越高。文章主要對(duì)汽車焊裝車間自動(dòng)化控制控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】汽車焊裝車間；自動(dòng)化；控制技術(shù)

引言：

自動(dòng)化控制技術(shù)是汽車焊裝作業(yè)中不可或缺的技術(shù)，其最主要的作用就是編寫出一套系統(tǒng)的、完整的應(yīng)用程序，并且將全套程序輸入到汽車生產(chǎn)管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，進(jìn)而通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)智能控制汽車生產(chǎn)的最終效果。汽車生產(chǎn)管理中應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)人力資源的有效節(jié)省，還可以提高制造工藝的效率和質(zhì)量。以太網(wǎng)是汽車焊裝車間控制系統(tǒng)正常進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)保障，能確?？刂频臏?zhǔn)確性和可靠性以及現(xiàn)場(chǎng)工作的正常開(kāi)展。

一、汽車焊裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)硬件組成和功能

依據(jù)車間的實(shí)際情況，可以將汽車焊裝車間的自動(dòng)化控制系統(tǒng)分成三種監(jiān)控模式，即監(jiān)控層、控制層、設(shè)備層。每種監(jiān)控模式之間都是相互獨(dú)立的，使用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及所配置硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)各不相同。

（一）監(jiān)控層

監(jiān)控層主要可以分為監(jiān)控管理以及ANDON系統(tǒng)服務(wù)器和一些其他的系統(tǒng)組成部分。監(jiān)控管理系統(tǒng)服務(wù)器通常被放置在車間的中控室，該服務(wù)器的主要作用是依據(jù)總工廠所下達(dá)的相關(guān)生產(chǎn)計(jì)劃，根據(jù)總工廠的要求安排各條生產(chǎn)線完成相應(yīng)的生產(chǎn)目標(biāo)，最后將各生產(chǎn)線的完成情況傳達(dá)、回報(bào)給總工廠。這樣總工廠就能夠依據(jù)車間的監(jiān)控管理系統(tǒng)所上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，更加合理地分配生產(chǎn)任務(wù)，有效控制汽車焊裝車間的工藝流程。

（二）控制層

在汽車焊裝車間運(yùn)行中，控制層是其自動(dòng)化控制技術(shù)作用下的關(guān)鍵性組成部分，汽車焊裝不用受到時(shí)空限制，可以隨時(shí)反饋并科學(xué)處理汽車焊接中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，有效降低汽車焊裝成本。在自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，控制層中的可編程邏輯控制器并不相同，動(dòng)態(tài)控制主拼線、地板線，巧妙利用以太網(wǎng)多樣化優(yōu)勢(shì)，實(shí)時(shí)傳輸控制器運(yùn)行中一系列信息數(shù)據(jù)，確定汽車焊裝車間的具體情況，利用自動(dòng)化控制技術(shù)，優(yōu)化對(duì)應(yīng)的控制層。

（三）設(shè)備層

設(shè)備層指的是PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中的現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)施，比如機(jī)器人、無(wú)線射頻讀寫設(shè)施、激光區(qū)域掃描開(kāi)光、光幕、掃描槍、遠(yuǎn)程模塊以及變頻器等。隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，基于總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)集成自動(dòng)化已經(jīng)逐漸發(fā)展成汽車焊裝自動(dòng)化控制中的熱點(diǎn)技術(shù)：比如Interbus、Profibus等技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛的推廣應(yīng)用。汽車焊裝控制層和設(shè)備層的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

（四）安全總線系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)總線是工業(yè)革命之后隨即開(kāi)發(fā)出來(lái)的互聯(lián)系統(tǒng)，在發(fā)明之后，就被工業(yè)領(lǐng)域大范圍的引用，各個(gè)行業(yè)也都隨后開(kāi)發(fā)出了自身獨(dú)特的現(xiàn)場(chǎng)總線。而我國(guó)的工業(yè)長(zhǎng)期落后，國(guó)外的廠商擁有著先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，卻采取壟斷的經(jīng)營(yíng)方式，對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展極為不利。因此，開(kāi)發(fā)出自己的安全總線系統(tǒng)，才是當(dāng)務(wù)之急。

二、汽車自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)軟件具體設(shè)計(jì)

（一）實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)要求

汽車車身生產(chǎn)是汽車焊接車間生產(chǎn)過(guò)程中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，和車身整體的構(gòu)造都有一定的聯(lián)系。由于不同的車型對(duì)車身的要求存在著一定的差別，因此，在可編程邏輯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上需要在車身的制造上滿足多樣化這一特點(diǎn)。同時(shí)，在程序編寫的時(shí)候?yàn)榱嗽黾映绦虻目勺x性、可編輯性以及能夠適應(yīng)各個(gè)不同電腦系統(tǒng)特點(diǎn)，要求程序編寫者對(duì)程序有敏銳的感覺(jué)，能夠?qū)Τ绦蜻M(jìn)行模塊化的劃分，使程序的結(jié)構(gòu)更加清晰。

（二）模塊化編程及其優(yōu)點(diǎn)

模塊化的編程是汽車焊接車間進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行模塊化編程的目的是將整個(gè)程序分成幾個(gè)單獨(dú)模塊的程序，方便系統(tǒng)調(diào)用時(shí)能夠準(zhǔn)確找到并調(diào)用每個(gè)小程序，不會(huì)出現(xiàn)程序混亂的情況，有利于整體程序的有效運(yùn)行。在進(jìn)行模塊化編程使要根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行，使各國(guó)模塊能夠很好地被適應(yīng)于各種不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，更加方便汽車焊裝車間的生產(chǎn)作業(yè)的開(kāi)展。

另外，模塊化編程還有功能劃分的優(yōu)點(diǎn)。程序不同執(zhí)行的任務(wù)也就不相同，所以，在汽車焊裝車間的生產(chǎn)制造作業(yè)中，各種制造設(shè)備所起得到的作用的各不相同的，這些設(shè)備都需要特定的程序來(lái)控制。進(jìn)行模塊化編程可以將程序的功能進(jìn)行有效的劃分，這樣就不會(huì)由于某個(gè)程序出現(xiàn)狀況而影響整個(gè)程序的運(yùn)行。除此之外，還有利于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的程序，有效節(jié)省了大量的工作時(shí)間，并降低了編程工作人員的工作量，減輕程序調(diào)試員的工作負(fù)擔(dān)。若系統(tǒng)需要進(jìn)行更新，只需要對(duì)相應(yīng)的模塊進(jìn)行更新，就能確保整個(gè)工程的順利運(yùn)行，進(jìn)而有效減少了許多的工作。

三、汽車焊裝自動(dòng)化控制中安全總線技術(shù)的應(yīng)用

隨著我國(guó)各種科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與更新，汽車焊裝車間自動(dòng)化控制系統(tǒng)中安全總線技術(shù)應(yīng)用地越來(lái)越多，下面將介紹我國(guó)的國(guó)產(chǎn)車型奇瑞生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線的具體應(yīng)用。首先，對(duì)于奇瑞A3的電氣控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要包括了五條空中運(yùn)輸線，其各種工藝材料、設(shè)備均通過(guò)空中運(yùn)輸?shù)姆绞降竭_(dá)目的地。所有的制造系統(tǒng)應(yīng)用了國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，以達(dá)到有效減少生產(chǎn)線弊端的目的。然后，點(diǎn)焊機(jī)器人是奇瑞A3自動(dòng)化焊裝系統(tǒng)中最主要的智能設(shè)備，自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)布指令操作機(jī)器人，使它們自動(dòng)識(shí)別A3的車廂和相關(guān)設(shè)備。此外，機(jī)器人身上還會(huì)帶有自動(dòng)膠槍，使A3的降噪性能更好。而且機(jī)器人還配備了修磨裝備，這也是為了實(shí)現(xiàn)汽車生產(chǎn)焊裝的全程自動(dòng)化，提升車間的作業(yè)效率。在A3中應(yīng)用安全總線技術(shù)，能夠提升A3的綜合性能，特別是人們所重點(diǎn)關(guān)注的汽車的安全性能，更是有了較大的飛躍，這也啟發(fā)了我國(guó)在汽車制造中安全總線的應(yīng)用創(chuàng)新。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，汽車生產(chǎn)制造企業(yè)在進(jìn)行焊裝時(shí)必須要應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)，要將其應(yīng)用到汽車焊裝車間的監(jiān)管層、設(shè)備層、控制層各個(gè)階層中，在科學(xué)設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)化生產(chǎn)軟件，進(jìn)行模塊化編程的基礎(chǔ)上，有效發(fā)揮自動(dòng)化控制技術(shù)的作用，從而降低汽車生產(chǎn)中的焊裝成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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