汽車焊裝車間自動化控制技術(shù)分析

李成亮

摘 要：為了能夠有效降低汽車造價，保證汽車更加的安全，必須要采取智能化自動化的管理方式和管理體系，確保汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本文通過對汽車焊裝車間自動化控制技術(shù)進行深入的分析，明確汽車焊裝自動化的具體硬件組成以及功能，對整個控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計進行分析，能夠有效的保證汽車焊裝車間實現(xiàn)自動化運行，促進汽車制造行業(yè)的全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：汽車;焊裝車間;自動化控制

0 前言

隨著我國科技力量不斷提升計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，能夠有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，確保行業(yè)的綜合效益得到全面提升。汽車焊裝車間作為整個汽車生產(chǎn)制造的關(guān)鍵所在，只有加強汽車焊裝自動化控制的水平，才能夠確保汽車焊裝更加的精細化智能化，保證汽車焊裝的整體質(zhì)量，確保汽車安全穩(wěn)定的運行。

1 汽車焊裝車間自動化控制系統(tǒng)的硬件

在自動化控制系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化的過程中，首先要根據(jù)焊裝車間的實際狀況進行分析，明確汽車焊裝車間的監(jiān)控層控制層以及設(shè)備層的設(shè)計要點，建立不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，確保不同層次能夠快速準(zhǔn)確的連接。

1.1 監(jiān)控層

汽車焊裝車間自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)控層肩負著對整個車間生產(chǎn)狀態(tài)運行，實時監(jiān)控的職能，所以要包括監(jiān)控管理服務(wù)器andon系統(tǒng)服務(wù)器以及生產(chǎn)管理服務(wù)器，在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計時，最主要的就是將監(jiān)控管理服務(wù)器在焊裝車間的中控室內(nèi)安裝，結(jié)合生產(chǎn)計劃以及不同的生產(chǎn)線生產(chǎn)目標(biāo)，對實際的生產(chǎn)情況進行匯總，從而上傳至總廠，通過總廠對數(shù)據(jù)信息進行全面的分析，利用控制層對車間監(jiān)控管理系統(tǒng)所收集到的數(shù)據(jù)加以統(tǒng)計，從而更加科學(xué)合理的分配生產(chǎn)任務(wù)，讓整個汽車焊裝車間的生產(chǎn)效率得到優(yōu)化。

1.2 控制層

控制層主要包括PLC控制系統(tǒng)，利用以太網(wǎng)交換機可以將分布在汽車焊裝車間不同區(qū)域的PLC控制系統(tǒng)，與監(jiān)控層進行有效連接，而且也能夠整合ROBOT，HMI和屏幕顯示，確保對整個汽車焊裝車間的實際運行狀況進行實時的控制顯示，當(dāng)PLC控制系統(tǒng)連接到不同區(qū)域的焊裝車間之后，可以根據(jù)工業(yè)以太網(wǎng)光纖，將不同的交換機進行連接，最終形成整個車間的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對漢裝車間內(nèi)部的實際情況進行實施，動態(tài)化管理。

1.3 設(shè)備層

設(shè)備層主要就是連接電信設(shè)備的控制系統(tǒng)，通過對機器人設(shè)備，無線射頻讀寫設(shè)備和變頻器的有效控制，能夠確保汽車焊裝車間實現(xiàn)自動化的運行，在汽車焊裝車間內(nèi)部，大多數(shù)的制造廠都采用標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)進行連接，但是由于標(biāo)準(zhǔn)總線連接方式并不安全成熟，所以現(xiàn)階段必須要采用安全總線系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)總線系統(tǒng)進行改進，例如德國西克西門子，以及歐姆羅克維爾等企業(yè)已經(jīng)著手開發(fā)安全總線系統(tǒng)的通信協(xié)議，不僅可以極大的簡化整個汽車焊裝車間，工作的流程，同時也能夠確保整個系統(tǒng)的安全運行，所以安全總線系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為汽車焊裝自動化控制技術(shù)，最主要的連接方式。

2 點焊機器人自動化工作站設(shè)計

消費者需求多樣化和市場競爭的日益激烈，促使汽車更新?lián)Q代的速度加快，導(dǎo)致產(chǎn)品的研發(fā)周期、設(shè)備的設(shè)計與制造周期，相應(yīng)縮短。點焊機器人工作站的常規(guī)設(shè)計流程為逐一完成布置的設(shè)計、關(guān)鍵設(shè)備的選型、焊接夾具的設(shè)計、控制系統(tǒng)的設(shè)計。以左右側(cè)圍總成點焊機器人工作站為例，左右側(cè)圍總成分為兩工位，機器人攜帶抓手需從左右滑臺夾具抓取左右側(cè)圍總成進行補焊，焊接完成后放置空中的EMS輸送線上，一般適用于點焊機器人運動距離較大，允許點焊機器人姿勢有較大改變的情況。汽車左右側(cè)圍總成點焊機器人工作站，雖然點焊機器人的焊接尺寸小，但由于焊點分散，需要點焊機器人有較大的運動空間。

2.1 滾床系統(tǒng)

滾床系統(tǒng)其工作原理為：控制信號發(fā)出，傳輸電動機接收信號，開始工作，滑撬通過摩擦滾輪進入工位，感應(yīng)器感應(yīng)，輸送電動機停止，升降電動機接收到控制信號，開始起動，升降擺臂單元驅(qū)動，滾床開始升降，下降定位后，焊接機器人進行焊接，焊接完成后，控制信號發(fā)出，升降電動機運行，滾床上升輸送電動機運轉(zhuǎn)，滾床上升到位，運輸電動機氣動，滑撬運行并進入下一工位。

2.2 汽車焊裝機器人的點焊系統(tǒng)

點焊對機器人的要求不是很高，只需要焊鉗的點來控制，在移動軌跡上也沒有太多的要求，這也是機器人運用點焊系統(tǒng)的原因。點焊系統(tǒng)不僅有足夠的承載能力，而且在點與點直接移動速度快，動作平穩(wěn)，定位也準(zhǔn)確，因此工作效率得到提高，但是機器人的承受負載能力要取決于焊鉗的形式。

2.2.1 焊鉗

它主要分為兩種，一種是C形，另外一是X形。C形的焊鉗主要用于垂直于焊縫及垂直傾斜，而X形的是用于水平于焊縫。而使得變壓器和焊鉗分成分離式和內(nèi)藏式還有一體式的焊鉗。分離式的焊鉗主要是減少機器人的負載量，在運行速度上達到一定的效果。內(nèi)藏式的焊鉗主要是偏于管理和調(diào)試靈活。一體式的則是更加方便于運行

2.2.2 點焊系統(tǒng)要求

（1）采用具有加壓式的專用焊鉗，這樣就會快速的整理和更換以及更快地解決問題。（2）在一體式的焊鉗中應(yīng)該把焊鉗的重心放在固定的法蘭盤的軸心上。（3）焊接地系統(tǒng)應(yīng)該更加完善。這樣對變壓器過熱和電線的斷路等問題進行診斷和保護。

3 汽車焊裝車間自動化控制的軟件設(shè)計

3.1 確保實現(xiàn)汽車自動化軟件的設(shè)計要求

對不同的汽車焊裝車間都有不同的生產(chǎn)任務(wù)，而且汽車焊裝車間的生產(chǎn)流程與整車構(gòu)造具有緊密聯(lián)系，所以最主要的就是確保汽車自動化軟件設(shè)計符合汽車焊裝車間實際的情況，通過運用PLC控制系統(tǒng)，能夠滿足車身制造多樣化的要求，所以在可編程邏輯控制系統(tǒng)編寫時必須要為程序增加可讀性和可編輯性，滿足不同軟件系統(tǒng)的運行效果，在實際設(shè)計的過程中，程序編寫人員更應(yīng)該對整個程序內(nèi)部進行模塊化處理，通過不同模塊進行有機結(jié)合讓整個汽車焊裝。自動化控制，更加的高效。

3.2 模塊化編程及特點

采用模塊化編程的方式，能夠?qū)⒉煌某绦騽澐譃楠毩⒌膫€體，只有在需要調(diào)用的時候，才能夠發(fā)揮應(yīng)有的職能，通過模塊化編程的設(shè)計不僅可以減少交叉作業(yè)的幾率，而且也可以有效的減少軟件系統(tǒng)運行的消耗，提高系統(tǒng)運行的整體效果，根據(jù)模塊化編程的自身特點，可以在不同的軟件系統(tǒng)中被廣泛移植，確保整個汽車焊裝車間自動化軟件控制程序的利用更加便捷。

3.3 實施功能劃分，確保分類編程

根據(jù)不同的執(zhí)行程序命令，在汽車焊裝車間運行的過程中，不同的設(shè)備承擔(dān)著不同的職能，所以必須要有不同的軟件程序加以控制，通過運用模塊化的程序劃分，能夠有效減少出現(xiàn)差錯的幾率，而且也不會對整個系統(tǒng)的運行造成影響，即便某一個程序出現(xiàn)故障，也能夠在第一時間對程序進行檢修與更換，確保汽車焊裝車間的運行效率大幅度增強，保證程序的可讀性。通過模塊化的程序編寫，不僅可以減少編程人員自身的工作量，同時也可以減少調(diào)試的負擔(dān)，確保整個汽車焊裝成的車間自動化控制，可編輯邏輯控制程序的穩(wěn)定運行。

車身生產(chǎn)工藝流程：車身部件由升降傳輸輥床運輸?shù)焦の粌?nèi)部，到位之后，由車身焊接定位夾具將車身側(cè)圍、頂蓋橫梁和車體主結(jié)構(gòu)定位夾緊，然后機器人用定位焊焊槍對車身進行定位焊接。焊接結(jié)束之后，夾具打開，車身再由升降輥床運輸?shù)较乱粋€工位。

通過安裝正版的殺毒軟件，可以避免病毒對網(wǎng)絡(luò)造成破壞，而且也能夠?qū)ΤＲ姷牟《具M行自動檢測。確保能夠自動識別病毒的類型，而且可以對病毒進行快速的處理，在安裝正版殺毒軟件之后還應(yīng)該定期的對殺毒軟件進行更新，只有不斷的更新病毒庫才能夠確保殺毒軟件對病毒查殺的能力，此外用戶必須養(yǎng)成良好的系統(tǒng)應(yīng)用習(xí)慣，只有養(yǎng)成良好習(xí)慣，避免隨意的在網(wǎng)絡(luò)瀏覽各種不良信息，才能夠加強對系統(tǒng)安全的有效保障。汽車焊裝工藝作為汽車焊裝工藝系統(tǒng)的重要組成部分之一，其運行是否安全、穩(wěn)定，直接關(guān)系到供電可靠性。為此，應(yīng)當(dāng)對影響汽車焊裝工藝網(wǎng)絡(luò)安全的因素進行分析，并采取有效的技術(shù)措施提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，以此來確保汽車焊裝工藝功能和作用的發(fā)揮，從而為整個汽車焊裝工藝系統(tǒng)的正常運行提供保障。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，汽車焊裝車間自動化技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以確保汽車焊裝的整體質(zhì)量，而且也能夠大幅度提高汽車組裝的整體效率為汽車企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高綜合效益提供了重要的支撐在汽車焊裝車間自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的同時，也能夠保證整個生產(chǎn)流程實現(xiàn)智能化，網(wǎng)絡(luò)化，自動化，避免了材料的浪費。降低程序編寫的復(fù)雜性，能夠有效推動汽車行業(yè)的長遠發(fā)展。

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