汽車焊裝自動化控制及疑難問題研究

朱斌 潘生軍

【摘 要】隨著科技的發展，自動化控制在汽車制造過程中將發揮越來越重要的作用。它可以降低工人勞動強度、提高工藝品質、進一步推動精益生產，為企業打造具有競爭力的產品提供有效保障。隨著市場結構的變化，國內汽車企業已經從庫存推動銷售，轉變為定單拉動生產的方式。如何使生產現場透明化、可視化管理，減少中間環節的浪費，節約勞動工時，快速敏捷對應市場需求。將是企業特別需要重點關心的。

【關鍵詞】汽車焊裝;自動化;控制;

前言

自動化控制技術是汽車焊裝很重要的的技術，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系統中，進而通過程序實現計算機智能控制汽車生產的最終效果。

一、 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。

二、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 結構化編程方式和模塊化編程方式

三、車型識別的RFID也有些疑難問題

經了解國內同行、日本本田，解決方案是采用RFID技術，但投資費用非常高（原因是要給每輛臺車增添RFID卡和配備相應的識別點）。經過技術分析、費用對比、可行性判斷后，我們決定采用光電管識別技術，識別出來的臺車、吊具號碼與ERP系統的生產計劃中車體屬性（MTOC）綁定，從而實現對車體流動情況的實時監控。難點主要有兩個： 1、提高識別點精度。首先在安裝精度上，從安裝工藝、模具調試、光源聚焦等方面必須有精準的調試工作。其次在識別點程序算法設計方面，提出了Reading（識別點對射光線進入小孔后，從開始掃描到結束掃描的物理距離）和OkNumber（掃描鋼條碼后，連續讀數正確的個數）的概念，成功解決了現場讀數抖動、干擾的問題。 2、車體移動實時顯示。為了使監控數據更加直觀、符合現場真實情況，車體移動必須滿足插、拔車（有品質問題的車，拔出進行返修;修復后重新插入生產鏈）的需求。同時識別點如何高效率并行讀數，讀數后如何推動車體移動都是解決的難點。其次為了解決識別點漏讀、誤讀數的情況，識別點間邏輯判斷關系設計必須為弱耦合。 項目第一期完成后，連續正常運行三個月，24000條讀數/天，異常數據發生率為0.1253%，達到了預期目標。

四、結束語

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，充分發揮自動化控制技術的作用，大大降低汽車生產中的成本，提高企業的經濟收益。

參考文獻：

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