汽车焊装自动化控制及疑难问题研究

朱斌 潘生军

【摘 要】隨着科技的发展，自动化控制在汽车制造过程中将发挥越来越重要的作用。它可以降低工人劳动强度、提高工艺品质、进一步推动精益生产，为企业打造具有竞争力的产品提供有效保障。随着市场结构的变化，国内汽车企业已经从库存推动销售，转变为定单拉动生产的方式。如何使生产现场透明化、可视化管理，减少中间环节的浪费，节约劳动工时，快速敏捷对应市场需求。将是企业特别需要重点关心的。

【关键词】汽车焊装;自动化;控制;

前言

自动化控制技术是汽车焊装很重要的的技术，其最主要的作用就是编写出一套系统;的、完整的应用程序，并且将全套程序输入系统中，进而通过程序实现计算机智能控制汽车生产的最终效果。

一、 汽车焊装自动化控制系统硬件组成和功能

依据车间的实际情况，可以将汽车焊装车间的自动化控制系统分成三种监控模式，即监控层、控制层、设备层。每种监控模式之间都是相互独立的，使用的网络结构以及所配置硬件系统、软件系统各不相同。

1.1监控层

监控层主要可以分为监控管理以及ANDON系统服务器和一些其他的系统组成部分。监控管理系统服务器通常被放置在车间的中控室，该服务器的主要作用是依据总工厂所下达的相关生产计划，根据总工厂的要求安排各条生产线完成相应的生产目标，最后将各生产线的完成情况传达、回报给总工厂。这样总工厂就能够依据车间的监控管理系统所上传的数据进行分析，更加合理地分配生产任务，有效控制汽车焊装车间的工艺流程。

1.2 控制层

在汽车焊装车间运行中，控制层是其自动化控制技术作用下的关键性组成部分，汽车焊装不用受到时空限制，可以随时反馈并科学处理汽车焊接中出现的一系列问题，有效降低汽车焊装成本。在自动化控制技术应用过程中，控制层中的可编程逻辑控制器并不相同，动态控制主拼线、地板线，巧妙利用以太网多样化优势，实时传输控制器运行中一系列信息数据，确定汽车焊装车间的具体情况，利用自动化控制技术，优化对应的控制层。

1.3 设备层

设备层指的是PLC控制系统当中的现场电气设施，比如机器人、无线射频读写设施、激光区域扫描开光、光幕、扫描枪、远程模块以及变频器等。随着现代化工业的不断发展，基于总线技术的网络集成自动化已经逐渐发展成汽车焊装自动化控制中的热点技术：比如Interbus、Profibus等技术已经获得了广泛的推广应用。

1.4 安全总线系统

现场总线是工业革命之后随即开发出来的互联系统，在发明之后，就被工业领域大范围的引用，各个行业也都随后开发出了自身独特的现场总线。而我国的工业长期落后，国外的厂商拥有着先进的科学技术，却采取垄断的经营方式，对我国工业发展极为不利。因此，开发出自己的安全总线系统，才是当务之急。

二、汽车自动化生产系统软件具体设计

2.1 实现汽车自动化软件设计要求

汽车车身生产是汽车焊接车间生产过程中比较重要的一个环节，和车身整体的构造都有一定的联系。由于不同的车型对车身的要求存在着一定的差别，因此，在可编程逻辑控制系统的设计上需要在车身的制造上满足多样化这一特点。同时，在程序编写的时候为了增加程序的可读性、可编辑性以及能够适应各个不同电脑系统特点，要求程序编写者对程序有敏锐的感觉，能够对程序进行模块化的划分，使程序的结构更加清晰。

2.2 结构化编程方式和模块化编程方式

三、车型识别的RFID也有些疑难问题

经了解国内同行、日本本田，解决方案是采用RFID技术，但投资费用非常高（原因是要给每辆台车增添RFID卡和配备相应的识别点）。经过技术分析、费用对比、可行性判断后，我们决定采用光电管识别技术，识别出来的台车、吊具号码与ERP系统的生产计划中车体属性（MTOC）绑定，从而实现对车体流动情况的实时监控。难点主要有两个： 1、提高识别点精度。首先在安装精度上，从安装工艺、模具调试、光源聚焦等方面必须有精准的调试工作。其次在识别点程序算法设计方面，提出了Reading（识别点对射光线进入小孔后，从开始扫描到结束扫描的物理距离）和OkNumber（扫描钢条码后，连续读数正确的个数）的概念，成功解决了现场读数抖动、干扰的问题。 2、车体移动实时显示。为了使监控数据更加直观、符合现场真实情况，车体移动必须满足插、拔车（有品质问题的车，拔出进行返修;修复后重新插入生产链）的需求。同时识别点如何高效率并行读数，读数后如何推动车体移动都是解决的难点。其次为了解决识别点漏读、误读数的情况，识别点间逻辑判断关系设计必须为弱耦合。 项目第一期完成后，连续正常运行三个月，24000条读数/天，异常数据发生率为0.1253%，达到了预期目标。

四、结束语

汽车生产制造企业在进行焊装时必须要应用自动化控制技术，要将其应用到汽车焊装车间的监管层、设备层、控制层各个阶层中，在科学设计汽车自动化生产软件，进行模块化编程的基础上，充分发挥自动化控制技术的作用，大大降低汽车生产中的成本，提高企业的经济收益。

参考文献：

[1]张园林，成永兴.汽车焊装车间自动化控制技术[J].山东工业技术，2015（15）：242.