探究汽車車身焊裝自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

張益輝

摘要：近年來，中國的汽車生產(chǎn)迅速發(fā)展。中國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不同類型的汽車的自產(chǎn)。作為中國交通運(yùn)輸?shù)闹髁姡嚨纳a(chǎn)對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生重要影響，占據(jù)著非常重要的地位。汽車生產(chǎn)不僅帶動(dòng)了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也帶動(dòng)了中國制造業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了全國的發(fā)展。越來越多的汽車制造商追求汽車的安全性和舒適性，汽車車身所需材料逐漸變成了輕合金和高強(qiáng)度鋼并且汽車制造領(lǐng)域?qū)附由a(chǎn)線和車體的要求越來越高了。

關(guān)鍵詞：汽車;車身焊裝;自動(dòng)化;技術(shù);應(yīng)用

引言：

隨著現(xiàn)代工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化提供了有利條件。汽車焊接廠的自動(dòng)控制系統(tǒng)作為汽車生產(chǎn)制造過程的重要組成部分，不斷得到改善，創(chuàng)新，向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，產(chǎn)業(yè)革新畢竟是技術(shù)革新，近年來國內(nèi)汽車市場的需求迅速增長，汽車產(chǎn)業(yè)競爭越來越激烈，汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車制造商不斷地要求汽車制造技術(shù)提高水平。汽車焊接自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷提高是汽車制造技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的良好表現(xiàn)，體現(xiàn)了汽車焊接現(xiàn)場技術(shù)體系的現(xiàn)代化、科學(xué)化、自動(dòng)化，象征著汽車焊接技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)入新時(shí)代。

1 車身焊裝生產(chǎn)線的發(fā)展過程

汽車焊接生產(chǎn)線是汽車零部件焊接技術(shù)相結(jié)合的生產(chǎn)復(fù)合體，主要設(shè)備一般包括焊接設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備，汽車焊接生產(chǎn)線可以提高企業(yè)的焊接效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

在長期發(fā)展過程中，汽車焊接生產(chǎn)線也經(jīng)歷了三輪升級和換代。焊接生產(chǎn)線的第一步是采用固定式單層焊接平臺(tái)的小焊接方法，生產(chǎn)效率高。第二階段是強(qiáng)盛焊接生產(chǎn)階段，在這個(gè)階段車體焊接的生產(chǎn)效率明顯提高了，但是隨著車體使用材料的變化，這個(gè)焊接線沒有達(dá)到焊接的剛性條件，發(fā)展成了柔性焊接生產(chǎn)階段的焊接，這就是我們所說的第三階段汽車焊接生產(chǎn)線，在這一階段，生產(chǎn)線、車體焊接技術(shù)水平大幅提高，對焊接線的理解也非常科學(xué)。在車體焊接過程中，需要選擇車體焊接材料和焊接設(shè)備，汽車焊接是車體成型過程的總稱，組裝線需要多個(gè)焊接工序。焊接工序中，零件由焊接夾具構(gòu)成。在設(shè)備的相互協(xié)助下，生產(chǎn)線順利完成了焊接作業(yè)。

2 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用時(shí)的控制系統(tǒng)

在中國現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的前提下，所有汽車生產(chǎn)現(xiàn)場的自動(dòng)化應(yīng)用都是既集中又分散的。也就是說，在生產(chǎn)過程中，主要的核心系統(tǒng)是監(jiān)督各部門的生產(chǎn)業(yè)務(wù)，其次，通過不同的操作系統(tǒng)細(xì)分業(yè)務(wù)內(nèi)容，所有的操作系統(tǒng)都履行自己的職責(zé)，互不干涉。

2.1 設(shè)備層的組成和作用

設(shè)備層是任務(wù)執(zhí)行層，主要由監(jiān)督者安排工作，根據(jù)控制層的工作要求執(zhí)行相關(guān)操作流程，主要設(shè)置在 PLC系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備中，包括掃描儀裝置、頻率調(diào)節(jié)控制裝置和遠(yuǎn)程連接控制裝置，對焊接現(xiàn)場的自動(dòng)化過程產(chǎn)生了很大的影響，這是實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化的核心技術(shù)。通過這種智能控制，自動(dòng)操作不僅大大降低了生產(chǎn)成本，還彌補(bǔ)了工作中人的失誤，提高了產(chǎn)品的合格率。

2.2 控制層及監(jiān)管層的組成及作用

汽車焊接車間控制系統(tǒng)的監(jiān)控層十分復(fù)雜，由插件服務(wù)器、監(jiān)控服務(wù)器和生產(chǎn)管理服務(wù)器組成，生產(chǎn)任務(wù)由焊接車間從控制室的中間監(jiān)視服務(wù)器轉(zhuǎn)移到綜合生產(chǎn)部，并由各生產(chǎn)線的生產(chǎn)任務(wù)層層重疊在一起。層級按照任務(wù)生產(chǎn)，完成任務(wù)后，管理服務(wù)系統(tǒng)將完成情況報(bào)告給綜合生產(chǎn)部，綜合生產(chǎn)部進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)工作，完成后，監(jiān)控系統(tǒng)將任務(wù)有機(jī)地整合，高效地配置。控制層通過 PLC系統(tǒng)構(gòu)成，是設(shè)置在不同區(qū)域的汽車焊接車間，通過以互聯(lián)網(wǎng)開關(guān)和監(jiān)視層實(shí)現(xiàn)連接目的，控制層是利用 PLC連接到不同地區(qū)的開關(guān)，連接監(jiān)視服務(wù)器，進(jìn)行整體控制達(dá)到目的。

2.3 安全總線在汽車焊裝系統(tǒng)中的應(yīng)用

汽車的安全系統(tǒng)對汽車的生產(chǎn)過程和運(yùn)行安全非常重要，必須按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)制造，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的故障和問題，及時(shí)反饋，避免安全上的危險(xiǎn)。

3 汽車車身焊裝車間自動(dòng)控制軟件設(shè)計(jì)

焊接車間自動(dòng)化控制技術(shù)軟件的部分除了構(gòu)建整個(gè)硬件網(wǎng)絡(luò)外，在整個(gè)車身的制造過程中也發(fā)揮著重要作用。不同的汽車制造商對汽車焊接廠設(shè)備層的上監(jiān)視管理系統(tǒng)和人機(jī)接口程序的制作有不同的要求。焊接車間的大型 PLC程序的制作，為了提高 PLC的整合性、可讀性、移植性、程序設(shè)計(jì)效率，在程序上，汽車制造商要求焊接設(shè)備的集成企業(yè)使用結(jié)構(gòu)化和模塊化的程序設(shè)計(jì)方法。由于工藝設(shè)計(jì)基于不同的焊接線，具有不同的功能結(jié)構(gòu)，因此 PLC程序必須采用相同的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)的一致性，提高 PLC程序的可讀性，便于整體控制系統(tǒng)的維護(hù)和改造。

3.1 用戶自定義數(shù)據(jù)

自動(dòng)控制軟件的自定義數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)相同變量統(tǒng)一的主要方法，同時(shí)對減少中間變量的程序編輯工作量具有重要意義。通過 PLC系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，可以同時(shí)控制 10臺(tái)機(jī)器的工作。自定義數(shù)據(jù)每天的中間變量需要 500次。然后，通過自定義數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)方法定義機(jī)器的變量。使用 UDT自定義數(shù)據(jù)名定義 50個(gè)變量，10臺(tái)機(jī)器的60個(gè)變量，有利于大幅提高工作效率，達(dá)到統(tǒng)一變量的目的。

3.2 模塊化編程和特點(diǎn)

基于相同或相同焊接設(shè)備的編程模式，不同的焊接線都可以控制汽車氣缸、機(jī)器人和安全門。所有操作位置都有相同的自動(dòng)/手動(dòng)操作模式。為了減少同一中間變量和 PLC處理程序的編輯工作量，同一設(shè)備集成企業(yè)制作的 PLC程序相同。汽車制造商一般對系統(tǒng)集成企業(yè)使用模塊化程序。這個(gè)主要從兩個(gè)方面進(jìn)行。一方面，變量以指定的數(shù)據(jù)格式定義變量。另一方面，PLC程序設(shè)計(jì)成功的功能塊等處理程序，根據(jù)不同的 I/O變量計(jì)算相同的 I/O變量。

3.3 功能塊方式編程

為了減少同一 PLC處理程序的編輯工作量，昀好是提高 PLC程序的一致性和可讀性，使用功能塊進(jìn)行編程。相同的 PLC處理程序只能編譯一次功能塊，也可以進(jìn)行內(nèi)部程序或者可以通過梯形圖等各種方法進(jìn)行編程。完成語法表和功能塊后，可以直接調(diào)用需要調(diào)用的功能塊。當(dāng)需要多次調(diào)用相同的處理程序時(shí)，可以減少工作量。這個(gè)功能塊便于兩個(gè) PLC程序之間的程序模塊化程序的設(shè)計(jì)，大幅削減程序編輯量，縮短開發(fā)時(shí)間，減少程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。擴(kuò)展設(shè)備功能時(shí)，只需要修正對應(yīng)的功能塊，提高移植的可能性和實(shí)用性，方便系統(tǒng)程序的調(diào)整和管理。

總結(jié)：

綜上所述，在汽車焊裝車間中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，不管是針對于汽車的質(zhì)量而言，還是針對于汽車運(yùn)行時(shí)的安全指數(shù)而言，都有明顯的作用。在汽車焊接技術(shù)領(lǐng)域采用自動(dòng)化技術(shù)對智能的控制，對焊接程序執(zhí)行既集中又分散的管理方式，并將以太網(wǎng)合理運(yùn)用，使汽車焊接生產(chǎn)過程更加機(jī)械化、緊密化、網(wǎng)絡(luò)化，并且也減少了汽車生產(chǎn)過程中的材料浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率高標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。除此之外，在程序的編寫上，為了給程序執(zhí)行提供更加便捷的方式，在汽車焊接技術(shù)的編程模塊化上也有了進(jìn)步，降低了程序員在編寫時(shí)的難度，避免因內(nèi)容篇幅過長而造成的不易理解的現(xiàn)象。總而言之，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠深遠(yuǎn)的推動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展，并且不斷改進(jìn)著程序編寫時(shí)的不足。

參考文獻(xiàn)

[1]李先瑞，郝靜.汽車焊裝工藝測控自動(dòng)化控制技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（09）：51-52.

[2]張巧巧.汽車焊裝車間自動(dòng)化控制技術(shù)[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（04）：107.

[3]陳紹城.芻議汽車焊裝車間自動(dòng)化控制的技術(shù)應(yīng)用[J].中國高新區(qū)，2018（01）：182.

[4]黎津良，張帥，王寧.汽車焊裝車間自動(dòng)化控制技術(shù)研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，48（04）：81.