汽車焊裝車間自動化控制技術論述

鞠連軍 胡望

【摘 要】隨著我國國民經濟的發展，科技也有了長足的進步，目前許多企業的生產以及運營過程已經越來越機械化。對于汽車生產企業來說，隨著各種自動控制技術在汽車焊裝過程中的應用越來越廣泛，汽車焊裝技術的工作效率得到了有效的提升，因此，汽車焊裝車間的自動化及機械化水平也越來越高。文章主要對汽車焊裝車間自動化控制控制系統進行了研究。

【關鍵詞】汽車焊裝車間；自動化；控制技術

前言

自動化控制技術是汽車焊裝作業中不可或缺的技術，其最主要的作用就是編寫出一套系統的、完整的應用程序，并且將全套程序輸入到汽車生產管理的計算機系統當中，進而通過程序實現計算機智能控制汽車生產的最終效果。汽車生產管理中應用自動化控制技術，不僅可以實現人力資源的有效節省，還可以提高制造工藝的效率和質量。以太網是汽車焊裝車間控制系統正常進行數據傳輸的基礎保障，能確保控制的準確性和可靠性以及現場工作的正常開展。

1、汽車焊裝自動化控制系統硬件組成和功能

依據車間的實際情況，可以將汽車焊裝車間的自動化控制系統分成三種監控模式，即監控層、控制層、設備層。每種監控模式之間都是相互獨立的，使用的網絡結構以及所配置硬件系統、軟件系統各不相同。

1.1 監控層

監控層主要可以分為監控管理以及ANDON系統服務器和一些其他的系統組成部分。監控管理系統服務器通常被放置在車間的中控室，該服務器的主要作用是依據總工廠所下達的相關生產計劃，根據總工廠的要求安排各條生產線完成相應的生產目標，最后將各生產線的完成情況傳達、回報給總工廠。這樣總工廠就能夠依據車間的監控管理系統所上傳的數據進行分析，更加合理地分配生產任務，有效控制汽車焊裝車間的工藝流程。

1.2 控制層

在汽車焊裝車間運行中，控制層是其自動化控制技術作用下的關鍵性組成部分，汽車焊裝不用受到時空限制，可以隨時反饋并科學處理汽車焊接中出現的一系列問題，有效降低汽車焊裝成本。在自動化控制技術應用過程中，控制層中的可編程邏輯控制器并不相同，動態控制主拼線、地板線，巧妙利用以太網多樣化優勢，實時傳輸控制器運行中一系列信息數據，確定汽車焊裝車間的具體情況，利用自動化控制技術，優化對應的控制層。

1.3 設備層

設備層指的是PLC控制系統當中的現場電氣設施，比如機器人、無線射頻讀寫設施、激光區域掃描開光、光幕、掃描槍、遠程模塊以及變頻器等。隨著現代化工業的不斷發展，基于總線技術的網絡集成自動化已經逐漸發展成汽車焊裝自動化控制中的熱點技術：比如Interbus、Profibus等技術已經獲得了廣泛的推廣應用。

1.4 安全總線系統

現場總線是工業革命之后隨即開發出來的互聯系統，在發明之后，就被工業領域大范圍的引用，各個行業也都隨后開發出了自身獨特的現場總線。而我國的工業長期落后，國外的廠商擁有著先進的科學技術，卻采取壟斷的經營方式，對我國工業發展極為不利。因此，開發出自己的安全總線系統，才是當務之急。

2、汽車自動化生產系統軟件具體設計

2.1 實現汽車自動化軟件設計要求

汽車車身生產是汽車焊接車間生產過程中比較重要的一個環節，和車身整體的構造都有一定的聯系。由于不同的車型對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的設計上需要在車身的制造上滿足多樣化這一特點。同時，在程序編寫的時候為了增加程序的可讀性、可編輯性以及能夠適應各個不同電腦系統特點，要求程序編寫者對程序有敏銳的感覺，能夠對程序進行模塊化的劃分，使程序的結構更加清晰。

2.2 結構化編程方式

按照不同焊裝線具備同樣的功能結構單元所提出來的，所以需要PLC程序也具備同樣的樹狀結構，達到程序結構的統一，將PLC程序的可讀性加大。為總體控制系統的維護改造帶來了便利。不同汽車廠家對PLC程序的樹狀結構要求不同，各個汽車廠家自稱體系，達成自身內部統一。

2.3 模塊化編程方式

汽車焊裝車間當中每一條焊裝線的構成以及作用各不相同，可是每一個之間不管是設備還是運行方式，都有相似之處。模塊化編程方法使用設備和運行方法之間存在相同變量的特征，將程序編輯工作量極大的簡化，將程序的統一性強化，將程序的可讀性優化。模塊化變成經過用戶自定義數據類型方法，讓變量編輯實現定量定義；與此同時，將同樣的處理程序使用PLC程序變成做成功能模塊，之后使用I/O變量的差異調用同樣的功能模塊，實現編程。

2.4 模塊化編程及其優點

模塊化的編程是汽車焊接車間進行焊接作業時不可缺少的一個環節，進行模塊化編程的目的是將整個程序分成幾個單獨模塊的程序，方便系統調用時能夠準確找到并調用每個小程序，不會出現程序混亂的情況，有利于整體程序的有效運行。在進行模塊化編程使要根據自動化控制系統的特點進行，使各國模塊能夠很好地被適應于各種不同的計算機系統中，更加方便汽車焊裝車間的生產作業的開展。

另外，模塊化編程還有功能劃分的優點。程序不同執行的任務也就不相同，所以，在汽車焊裝車間的生產制造作業中，各種制造設備所起得到的作用的各不相同的，這些設備都需要特定的程序來控制。進行模塊化編程可以將程序的功能進行有效的劃分，這樣就不會由于某個程序出現狀況而影響整個程序的運行。除此之外，還有利于工作人員及時發現錯誤的程序，有效節省了大量的工作時間，并降低了編程工作人員的工作量，減輕程序調試員的工作負擔。若系統需要進行更新，只需要對相應的模塊進行更新，就能確保整個工程的順利運行，進而有效減少了許多的工作。

3、汽車焊裝自動化控制中安全總線技術的應用

隨著我國各種科學技術的不斷進步與更新，汽車焊裝車間自動化控制系統中安全總線技術應用地越來越多，下面將介紹我國的國產車型奇瑞生產過程中自動化焊接生產線的具體應用。首先，對于奇瑞A3的電氣控制系統來說，主要包括了五條空中運輸線，其各種工藝材料、設備均通過空中運輸的方式到達目的地。所有的制造系統應用了國外先進的技術，以達到有效減少生產線弊端的目的。然后，點焊機器人是奇瑞A3自動化焊裝系統中最主要的智能設備，自動化控制系統會發布指令操作機器人，使它們自動識別A3的車廂和相關設備。此外，機器人身上還會帶有自動膠槍，使A3的降噪性能更好。而且機器人還配備了修磨裝備，這也是為了實現汽車生產焊裝的全程自動化，提升車間的作業效率。在A3中應用安全總線技術，能夠提升A3的綜合性能，特別是人們所重點關注的汽車的安全性能，更是有了較大的飛躍，這也啟發了我國在汽車制造中安全總線的應用創新。

結語

汽車生產制造企業在進行焊裝時必須要應用自動化控制技術，要將其應用到汽車焊裝車間的監管層、設備層、控制層各個階層中，在科學設計汽車自動化生產軟件，進行模塊化編程的基礎上，有效發揮自動化控制技術的作用，從而降低汽車生產中的焊裝成本，提升企業的經濟效益。

參考文獻：

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（作者單位：長城汽車股份有限公司）