汽車焊裝自動(dòng)化控制及疑難問(wèn)題研究

朱斌 潘生軍

【摘 要】隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化控制在汽車制造過(guò)程中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。它可以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工藝品質(zhì)、進(jìn)一步推動(dòng)精益生產(chǎn)，為企業(yè)打造具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品提供有效保障。隨著市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化，國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)已經(jīng)從庫(kù)存推動(dòng)銷售，轉(zhuǎn)變?yōu)槎▎卫瓌?dòng)生產(chǎn)的方式。如何使生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)透明化、可視化管理，減少中間環(huán)節(jié)的浪費(fèi)，節(jié)約勞動(dòng)工時(shí)，快速敏捷對(duì)應(yīng)市場(chǎng)需求。將是企業(yè)特別需要重點(diǎn)關(guān)心的。

【關(guān)鍵詞】汽車焊裝;自動(dòng)化;控制;

前言

自動(dòng)化控制技術(shù)是汽車焊裝很重要的的技術(shù)，其最主要的作用就是編寫(xiě)出一套系統(tǒng);的、完整的應(yīng)用程序，并且將全套程序輸入系統(tǒng)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。

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。

1.1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。

1.2 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。

1.3 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(xiě)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。

1.4 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)

2.1 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(xiě)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(xiě)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。

2.2 結(jié)構(gòu)化編程方式和模塊化編程方式

三、車型識(shí)別的RFID也有些疑難問(wèn)題

經(jīng)了解國(guó)內(nèi)同行、日本本田，解決方案是采用RFID技術(shù)，但投資費(fèi)用非常高（原因是要給每輛臺(tái)車增添RFID卡和配備相應(yīng)的識(shí)別點(diǎn)）。經(jīng)過(guò)技術(shù)分析、費(fèi)用對(duì)比、可行性判斷后，我們決定采用光電管識(shí)別技術(shù)，識(shí)別出來(lái)的臺(tái)車、吊具號(hào)碼與ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃中車體屬性（MTOC）綁定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車體流動(dòng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。難點(diǎn)主要有兩個(gè)： 1、提高識(shí)別點(diǎn)精度。首先在安裝精度上，從安裝工藝、模具調(diào)試、光源聚焦等方面必須有精準(zhǔn)的調(diào)試工作。其次在識(shí)別點(diǎn)程序算法設(shè)計(jì)方面，提出了Reading（識(shí)別點(diǎn)對(duì)射光線進(jìn)入小孔后，從開(kāi)始掃描到結(jié)束掃描的物理距離）和OkNumber（掃描鋼條碼后，連續(xù)讀數(shù)正確的個(gè)數(shù)）的概念，成功解決了現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)抖動(dòng)、干擾的問(wèn)題。 2、車體移動(dòng)實(shí)時(shí)顯示。為了使監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)更加直觀、符合現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)情況，車體移動(dòng)必須滿足插、拔車（有品質(zhì)問(wèn)題的車，拔出進(jìn)行返修;修復(fù)后重新插入生產(chǎn)鏈）的需求。同時(shí)識(shí)別點(diǎn)如何高效率并行讀數(shù)，讀數(shù)后如何推動(dòng)車體移動(dòng)都是解決的難點(diǎn)。其次為了解決識(shí)別點(diǎn)漏讀、誤讀數(shù)的情況，識(shí)別點(diǎn)間邏輯判斷關(guān)系設(shè)計(jì)必須為弱耦合。 項(xiàng)目第一期完成后，連續(xù)正常運(yùn)行三個(gè)月，24000條讀數(shù)/天，異常數(shù)據(jù)發(fā)生率為0.1253%，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

四、結(jié)束語(yǔ)

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，充分發(fā)揮自動(dòng)化控制技術(shù)的作用，大大降低汽車生產(chǎn)中的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張園林，成永興.汽車焊裝車間自動(dòng)化控制技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（15）：242.