焊裝生產(chǎn)線效率值模擬分析

董珊珊 李俊超

【摘 要】隨著國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車目前已經(jīng)成為人們出行的主要交通工具，汽車的出現(xiàn)也改變了人們生活方式。因此，為了更好的降低汽車焊裝成本，保障汽車焊裝自動(dòng)化的功能，當(dāng)前已經(jīng)有很多的廠家使用了焊裝自動(dòng)化控制系統(tǒng)來對(duì)成本進(jìn)行控制。文章主要從汽車車身焊裝生產(chǎn)線的組成分解，詳細(xì)介紹各種柔性化方式，并闡述柔性化在汽車焊裝生產(chǎn)線規(guī)劃的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】焊裝生產(chǎn)線；效率值；分析

引言

人們對(duì)汽車需求量快速增長，促使汽車制造業(yè)不斷提高生產(chǎn)效率，汽車焊裝是汽車制造業(yè)的主要環(huán)節(jié)，目前我國的汽車制造業(yè)中廣泛使用汽車焊裝車間自動(dòng)化控制技術(shù)，該技術(shù)按照設(shè)定的程序進(jìn)行自動(dòng)化控制生產(chǎn)，有利于提高汽車焊裝加工質(zhì)量、降低制造成本，保證汽車焊裝安全性及效率性。汽車焊裝車間自動(dòng)化控制技術(shù)普遍采用“集中分散”控制模式，即集中監(jiān)控，分散控制。

1、焊裝生產(chǎn)線組成簡介

1.1、工裝

焊裝工裝主要包含夾具、檢具、工位器具。其中焊裝夾具隨著汽車的大規(guī)模生產(chǎn)而迅速發(fā)展，是汽車焊裝生產(chǎn)中的必須工裝。夾具是機(jī)械制造過程中用來固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測(cè)的裝置。焊裝夾具主要是對(duì)沖壓件進(jìn)行可靠性定位及夾緊，保證車身各部分有正確的相對(duì)位置及尺寸，保障車身零部件裝配/焊接工藝正常進(jìn)行。

1.2、輸送裝置

輸送裝置在車身生產(chǎn)線中負(fù)責(zé)各工序間的對(duì)接，是實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的必須設(shè)備，隨著搞柔性化生產(chǎn)的推進(jìn)，輸送裝置的種類越來越多，采取的方式亦開始多樣化。線外輸送大多采用輸送式及機(jī)械手方式，線內(nèi)間輸送多采用高度輥床、高速臺(tái)車、往復(fù)桿、flextrack輸送方式。

1.3、焊接設(shè)備

焊接設(shè)備主要起對(duì)白車身各工序間組件進(jìn)行連接的作用，汽車生產(chǎn)過程主要使用焊接設(shè)備，隨生產(chǎn)線及自動(dòng)化程度的提升，主要分為點(diǎn)焊設(shè)備、凸焊設(shè)備、焊縫設(shè)備等。

2、構(gòu)成汽車焊裝車間生產(chǎn)線自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件

2.1、監(jiān)控層

在科技日新月異的時(shí)代背景下，汽車制造業(yè)也緊跟時(shí)代步伐，在汽車焊裝生產(chǎn)車間廣泛使用了自動(dòng)化控制技術(shù)。其中，監(jiān)控層主要由ANDON系統(tǒng)服務(wù)器、監(jiān)控管理系統(tǒng)服務(wù)器組成，其主要作用是對(duì)汽車生產(chǎn)車間的每個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位的動(dòng)態(tài)監(jiān)督，細(xì)化各個(gè)崗位的職責(zé)，可以有效避免車間生產(chǎn)工作中頻繁出現(xiàn)問題，例如，在汽車焊裝車間生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題，ANDON系統(tǒng)服務(wù)器能及時(shí)上傳故障信息，保證汽車焊裝車間生產(chǎn)工作高效推進(jìn)，同時(shí)，也可以有效保證所生產(chǎn)汽車的質(zhì)量及性能。通常在汽車焊裝車間中控室安裝監(jiān)控管理系統(tǒng)服務(wù)器，其作用是執(zhí)行總廠的生產(chǎn)命令，根據(jù)總廠要求，科學(xué)合理安排生產(chǎn)線完成各個(gè)生產(chǎn)目標(biāo)，然后再將生產(chǎn)線實(shí)際完成情況返回給總廠系統(tǒng)，總廠對(duì)監(jiān)控管理系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，以此為根據(jù)下達(dá)生產(chǎn)命令，對(duì)汽車焊裝車間生產(chǎn)的整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控，保證生產(chǎn)工作順利進(jìn)行，提高生產(chǎn)效率。

2.2、控制層

控制層是汽車焊裝車間自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心組成部分，無時(shí)間及空間限制，所以能夠針對(duì)汽車焊裝車間生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及時(shí)作出處理?？刂茖拥闹黧w部分PLC控制系統(tǒng)主要是安裝在汽車焊裝車間的各個(gè)區(qū)域?？刂茖又械目删庉嬤壿嬁刂破饕灿兴煌?，控制層的主要作用是控制車間的主拼線、地板線及以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行連接實(shí)時(shí)傳輸控制器產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，分層構(gòu)建車間控制層，使控制層多樣化作用得到充分發(fā)揮。

2.3、設(shè)備層

設(shè)備層主要由變頻器、機(jī)器人等構(gòu)成，設(shè)備層是汽車焊裝車間中的工作任務(wù)執(zhí)行層，聯(lián)結(jié)著監(jiān)控層和控制層，其主要作用是執(zhí)行監(jiān)控層的工作計(jì)劃，同時(shí)根據(jù)控制層的要求進(jìn)行工作，對(duì)整個(gè)工作流程實(shí)現(xiàn)全方位動(dòng)態(tài)控制。在汽車焊裝車間生產(chǎn)過程中，設(shè)備層可以有效監(jiān)控可編程邏輯控制器系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備，包括掃描設(shè)備、控制變頻設(shè)備等，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)車間生產(chǎn)中發(fā)生的問題并及時(shí)做出處理，減少故障。另外，還可以合理使用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線是制造自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，雖然在安全控制方面存在一些問題。采用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)汽車焊裝生產(chǎn)的自動(dòng)化操作，降低制造成本，同時(shí)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

3、焊裝生產(chǎn)線自動(dòng)化的應(yīng)用

3.1、安全總線系統(tǒng)在焊接控制中的應(yīng)用

因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)、信息化技術(shù)的不斷完善，安全總線在汽車焊裝的控制化中也得到了廣泛應(yīng)用，因此，對(duì)于自動(dòng)化焊接在我國汽車的生產(chǎn)上要著重進(jìn)行介紹。基于當(dāng)前汽車焊裝的實(shí)際發(fā)展情況，目前全球幾家大規(guī)模的自動(dòng)化系統(tǒng)公司，都是通過幾家傳感器來進(jìn)行比較深層次的合作。并且共同開發(fā)出具有良好兼容性的安全總線控制系統(tǒng)，以此來進(jìn)行安全總線系統(tǒng)的應(yīng)用。把安全的plc和標(biāo)準(zhǔn)的plc這兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)合到一個(gè)plc當(dāng)中，然后利用一條標(biāo)準(zhǔn)的物理總線來進(jìn)行通信，使其達(dá)到有效安全等級(jí)的效果。在安全的先決條件下，節(jié)約了一套plc的硬件和軟件系統(tǒng)以及調(diào)試的工作量，與此同時(shí)還可以有效的簡化安裝工作。安裝的設(shè)施能夠與plc進(jìn)行連接，并且將其帶到安全性比較高的控制系統(tǒng)當(dāng)中。針對(duì)目前安全總線系統(tǒng)而言，我國已經(jīng)有大部分汽車焊裝在進(jìn)行嘗試這樣一種的系統(tǒng)。安全系統(tǒng)總線控制的推廣，可以進(jìn)一步推動(dòng)焊接自動(dòng)控制的發(fā)展。

3.2、Opengate

OPengate方式，也稱柯馬OPENGATE，其分為地面平移存貯和蝶形存貯方式。地面平移存貯方式主要特點(diǎn)換型容易，可在15S內(nèi)完成；標(biāo)準(zhǔn)模塊化，易于分期投入；適用于柔性生產(chǎn)；空間滿足的話，理論上可滿足較多種車型共線。但是該結(jié)構(gòu)占地面積較大，對(duì)于整個(gè)車間的布置及物流有較大影響。蝶形存貯方式與前一種相比僅是更改了存貯方式，使占地面積略小，車型較少時(shí)適用于柔性生產(chǎn)；但車型較多時(shí)就有可能使車型切換時(shí)間拉長，僅適用于批量生產(chǎn)。

3.3、自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)要求

在汽車焊裝生產(chǎn)過程中，利用自動(dòng)化控制技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合多方面因素，科學(xué)設(shè)計(jì)汽車制造業(yè)制動(dòng)化生產(chǎn)軟件，提高汽車焊裝效率及質(zhì)量。汽車車身焊裝是汽車焊裝車間生產(chǎn)工作的重要環(huán)節(jié)，車身設(shè)計(jì)同樣重要，不同的車型需要匹配不同的車身，因此可編程邏輯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也必須滿足車身設(shè)計(jì)多樣化的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要綜合分析車型車身，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，科學(xué)合理利用自動(dòng)化控制技術(shù)，保證車身生產(chǎn)的多樣性。另外，編寫程序時(shí)要求編寫人員對(duì)程序有敏銳感，有效劃分程序模塊，使程序結(jié)構(gòu)清晰化，確保程序的可讀性、可編輯性及能適用于各種電腦系統(tǒng)。

結(jié)束語

柔性化生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)，最關(guān)鍵的是同一工位實(shí)現(xiàn)不同車型間的切換。車身制造過程，根據(jù)不同的切換組合方式，可以實(shí)現(xiàn)整體切換、局部切換等相關(guān)功能。從而滿足小規(guī)模、多樣化產(chǎn)品需求。焊裝生產(chǎn)線逐步提高自動(dòng)化、柔性化已成大勢(shì)所趨，也是我國未來汽車行業(yè)、甚至許多工業(yè)、企業(yè)發(fā)展的方向。

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