董珊珊 李俊超

【摘 要】隨著國家經濟的不斷發(fā)展，汽車目前已經成為人們出行的主要交通工具，汽車的出現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，保障汽車焊裝自動化的功能，當前已經有很多的廠家使用了焊裝自動化控制系統(tǒng)來對成本進行控制。文章主要從汽車車身焊裝生產線的組成分解，詳細介紹各種柔性化方式，并闡述柔性化在汽車焊裝生產線規(guī)劃的應用。

【關鍵詞】焊裝生產線；效率值；分析

引言

人們對汽車需求量快速增長，促使汽車制造業(yè)不斷提高生產效率，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化控制技術，該技術按照設定的程序進行自動化控制生產，有利于提高汽車焊裝加工質量、降低制造成本，保證汽車焊裝安全性及效率性。汽車焊裝車間自動化控制技術普遍采用“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)模生產而迅速發(fā)展，是汽車焊裝生產中的必須工裝。夾具是機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。焊裝夾具主要是對沖壓件進行可靠性定位及夾緊，保證車身各部分有正確的相對位置及尺寸，保障車身零部件裝配/焊接工藝正常進行。

1.2、輸送裝置

輸送裝置在車身生產線中負責各工序間的對接，是實現批量生產的必須設備，隨著搞柔性化生產的推進，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械手方式，線內間輸送多采用高度輥床、高速臺車、往復桿、flextrack輸送方式。

1.3、焊接設備

焊接設備主要起對白車身各工序間組件進行連接的作用，汽車生產過程主要使用焊接設備，隨生產線及自動化程度的提升，主要分為點焊設備、凸焊設備、焊縫設備等。

2、構成汽車焊裝車間生產線自動化控制系統(tǒng)的硬件

2.1、監(jiān)控層

在科技日新月異的時代背景下，汽車制造業(yè)也緊跟時代步伐，在汽車焊裝生產車間廣泛使用了自動化控制技術。其中，監(jiān)控層主要由ANDON系統(tǒng)服務器、監(jiān)控管理系統(tǒng)服務器組成，其主要作用是對汽車生產車間的每個運行環(huán)節(jié)進行全方位的動態(tài)監(jiān)督，細化各個崗位的職責，可以有效避免車間生產工作中頻繁出現問題，例如，在汽車焊裝車間生產過程中出現問題，ANDON系統(tǒng)服務器能及時上傳故障信息，保證汽車焊裝車間生產工作高效推進，同時，也可以有效保證所生產汽車的質量及性能。通常在汽車焊裝車間中控室安裝監(jiān)控管理系統(tǒng)服務器，其作用是執(zhí)行總廠的生產命令，根據總廠要求，科學合理安排生產線完成各個生產目標，然后再將生產線實際完成情況返回給總廠系統(tǒng)，總廠對監(jiān)控管理系統(tǒng)上傳的數據進行分析和整理，以此為根據下達生產命令，對汽車焊裝車間生產的整個過程實現有效監(jiān)控，保證生產工作順利進行，提高生產效率。

2.2、控制層

控制層是汽車焊裝車間自動化控制系統(tǒng)的核心組成部分，無時間及空間限制，所以能夠針對汽車焊裝車間生產中出現的問題及時作出處理?？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、地板線及以太網交換機進行連接實時傳輸控制器產生的信息數據，分層構建車間控制層，使控制層多樣化作用得到充分發(fā)揮。

2.3、設備層

設備層主要由變頻器、機器人等構成，設備層是汽車焊裝車間中的工作任務執(zhí)行層，聯(lián)結著監(jiān)控層和控制層，其主要作用是執(zhí)行監(jiān)控層的工作計劃，同時根據控制層的要求進行工作，對整個工作流程實現全方位動態(tài)控制。在汽車焊裝車間生產過程中，設備層可以有效監(jiān)控可編程邏輯控制器系統(tǒng)相關的設備，包括掃描設備、控制變頻設備等，能夠及時發(fā)現車間生產中發(fā)生的問題并及時做出處理，減少故障。另外，還可以合理使用現場總線系統(tǒng)，現場總線是制造自動化的關鍵技術，雖然在安全控制方面存在一些問題。采用現場總線系統(tǒng)可以實現汽車焊裝生產的自動化操作，降低制造成本，同時，提高產品質量。

3、焊裝生產線自動化的應用

3.1、安全總線系統(tǒng)在焊接控制中的應用

因為科學技術、信息化技術的不斷完善，安全總線在汽車焊裝的控制化中也得到了廣泛應用，因此，對于自動化焊接在我國汽車的生產上要著重進行介紹。基于當前汽車焊裝的實際發(fā)展情況，目前全球幾家大規(guī)模的自動化系統(tǒng)公司，都是通過幾家傳感器來進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)，以此來進行安全總線系統(tǒng)的應用。把安全的plc和標準的plc這兩個系統(tǒng)結合到一個plc當中，然后利用一條標準的物理總線來進行通信，使其達到有效安全等級的效果。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)以及調試的工作量，與此同時還可以有效的簡化安裝工作。安裝的設施能夠與plc進行連接，并且將其帶到安全性比較高的控制系統(tǒng)當中。針對目前安全總線系統(tǒng)而言，我國已經有大部分汽車焊裝在進行嘗試這樣一種的系統(tǒng)。安全系統(tǒng)總線控制的推廣，可以進一步推動焊接自動控制的發(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換型容易，可在15S內完成；標準模塊化，易于分期投入；適用于柔性生產；空間滿足的話，理論上可滿足較多種車型共線。但是該結構占地面積較大，對于整個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，車型較少時適用于柔性生產；但車型較多時就有可能使車型切換時間拉長，僅適用于批量生產。

3.3、自動化控制系統(tǒng)的軟件設計要求

在汽車焊裝生產過程中，利用自動化控制技術時，設計人員要結合多方面因素，科學設計汽車制造業(yè)制動化生產軟件，提高汽車焊裝效率及質量。汽車車身焊裝是汽車焊裝車間生產工作的重要環(huán)節(jié)，車身設計同樣重要，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)的設計也必須滿足車身設計多樣化的要求。在設計時，設計人員要綜合分析車型車身，嚴格按照設計要求，科學合理利用自動化控制技術，保證車身生產的多樣性。另外，編寫程序時要求編寫人員對程序有敏銳感，有效劃分程序模塊，使程序結構清晰化，確保程序的可讀性、可編輯性及能適用于各種電腦系統(tǒng)。

結束語

柔性化生產線的實現，最關鍵的是同一工位實現不同車型間的切換。車身制造過程，根據不同的切換組合方式，可以實現整體切換、局部切換等相關功能。從而滿足小規(guī)模、多樣化產品需求。焊裝生產線逐步提高自動化、柔性化已成大勢所趨，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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