董珊珊 李俊超

【摘 要】随着国家经济的不断发展，汽车目前已经成为人们出行的主要交通工具，汽车的出现也改变了人们生活方式。因此，为了更好的降低汽车焊装成本，保障汽车焊装自动化的功能，当前已经有很多的厂家使用了焊装自动化控制系统来对成本进行控制。文章主要从汽车车身焊装生产线的组成分解，详细介绍各种柔性化方式，并阐述柔性化在汽车焊装生产线规划的应用。

【关键词】焊装生产线；效率值；分析

引言

人们对汽车需求量快速增长，促使汽车制造业不断提高生产效率，汽车焊装是汽车制造业的主要环节，目前我国的汽车制造业中广泛使用汽车焊装车间自动化控制技术，该技术按照设定的程序进行自动化控制生产，有利于提高汽车焊装加工质量、降低制造成本，保证汽车焊装安全性及效率性。汽车焊装车间自动化控制技术普遍采用“集中分散”控制模式，即集中监控，分散控制。

1、焊装生产线组成简介

1.1、工装

焊装工装主要包含夹具、检具、工位器具。其中焊装夹具随着汽车的大规模生产而迅速发展，是汽车焊装生产中的必须工装。夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。焊装夹具主要是对冲压件进行可靠性定位及夹紧，保证车身各部分有正确的相对位置及尺寸，保障车身零部件装配/焊接工艺正常进行。

1.2、输送装置

输送装置在车身生产线中负责各工序间的对接，是实现批量生产的必须设备，随着搞柔性化生产的推进，输送装置的种类越来越多，采取的方式亦开始多样化。线外输送大多采用输送式及机械手方式，线内间输送多采用高度辊床、高速台车、往复杆、flextrack输送方式。

1.3、焊接设备

焊接设备主要起对白车身各工序间组件进行连接的作用，汽车生产过程主要使用焊接设备，随生产线及自动化程度的提升，主要分为点焊设备、凸焊设备、焊缝设备等。

2、构成汽车焊装车间生产线自动化控制系统的硬件

2.1、监控层

在科技日新月异的时代背景下，汽车制造业也紧跟时代步伐，在汽车焊装生产车间广泛使用了自动化控制技术。其中，监控层主要由ANDON系统服务器、监控管理系统服务器组成，其主要作用是对汽车生产车间的每个运行环节进行全方位的动态监督，细化各个岗位的职责，可以有效避免车间生产工作中频繁出现问题，例如，在汽车焊装车间生产过程中出现问题，ANDON系统服务器能及时上传故障信息，保证汽车焊装车间生产工作高效推进，同时，也可以有效保证所生产汽车的质量及性能。通常在汽车焊装车间中控室安装监控管理系统服务器，其作用是执行总厂的生产命令，根据总厂要求，科学合理安排生产线完成各个生产目标，然后再将生产线实际完成情况返回给总厂系统，总厂对监控管理系统上传的数据进行分析和整理，以此为根据下达生产命令，对汽车焊装车间生产的整个过程实现有效监控，保证生产工作顺利进行，提高生产效率。

2.2、控制层

控制层是汽车焊装车间自动化控制系统的核心组成部分，无时间及空间限制，所以能够针对汽车焊装车间生产中出现的问题及时作出处理。控制层的主体部分PLC控制系统主要是安装在汽车焊装车间的各个区域。控制层中的可编辑逻辑控制器也有所不同，控制层的主要作用是控制车间的主拼线、地板线及以太网交换机进行连接实时传输控制器产生的信息数据，分层构建车间控制层，使控制层多样化作用得到充分发挥。

2.3、设备层

设备层主要由变频器、机器人等构成，设备层是汽车焊装车间中的工作任务执行层，联结着监控层和控制层，其主要作用是执行监控层的工作计划，同时根据控制层的要求进行工作，对整个工作流程实现全方位动态控制。在汽车焊装车间生产过程中，设备层可以有效监控可编程逻辑控制器系统相关的设备，包括扫描设备、控制变频设备等，能够及时发现车间生产中发生的问题并及时做出处理，减少故障。另外，还可以合理使用现场总线系统，现场总线是制造自动化的关键技术，虽然在安全控制方面存在一些问题。采用现场总线系统可以实现汽车焊装生产的自动化操作，降低制造成本，同时，提高产品质量。

3、焊装生产线自动化的应用

3.1、安全总线系统在焊接控制中的应用

因为科学技术、信息化技术的不断完善，安全总线在汽车焊装的控制化中也得到了广泛应用，因此，对于自动化焊接在我国汽车的生产上要着重进行介绍。基于当前汽车焊装的实际发展情况，目前全球几家大规模的自动化系统公司，都是通过几家传感器来进行比较深层次的合作。并且共同开发出具有良好兼容性的安全总线控制系统，以此来进行安全总线系统的应用。把安全的plc和标准的plc这两个系统结合到一个plc当中，然后利用一条标准的物理总线来进行通信，使其达到有效安全等级的效果。在安全的先决条件下，节约了一套plc的硬件和软件系统以及调试的工作量，与此同时还可以有效的简化安装工作。安装的设施能够与plc进行连接，并且将其带到安全性比较高的控制系统当中。针对目前安全总线系统而言，我国已经有大部分汽车焊装在进行尝试这样一种的系统。安全系统总线控制的推广，可以進一步推动焊接自动控制的发展。

3.2、Opengate

OPengate方式，也称柯马OPENGATE，其分为地面平移存贮和蝶形存贮方式。地面平移存贮方式主要特点换型容易，可在15S内完成；标准模块化，易于分期投入；适用于柔性生产；空间满足的话，理论上可满足较多种车型共线。但是该结构占地面积较大，对于整个车间的布置及物流有较大影响。蝶形存贮方式与前一种相比仅是更改了存贮方式，使占地面积略小，车型较少时适用于柔性生产；但车型较多时就有可能使车型切换时间拉长，仅适用于批量生产。

3.3、自动化控制系统的软件设计要求

在汽车焊装生产过程中，利用自动化控制技术时，设计人员要结合多方面因素，科学设计汽车制造业制动化生产软件，提高汽车焊装效率及质量。汽车车身焊装是汽车焊装车间生产工作的重要环节，车身设计同样重要，不同的车型需要匹配不同的车身，因此可编程逻辑控制系统的设计也必须满足车身设计多样化的要求。在设计时，设计人员要综合分析车型车身，严格按照设计要求，科学合理利用自动化控制技术，保证车身生产的多样性。另外，编写程序时要求编写人员对程序有敏锐感，有效划分程序模块，使程序结构清晰化，确保程序的可读性、可编辑性及能适用于各种电脑系统。

结束语

柔性化生产线的实现，最关键的是同一工位实现不同车型间的切换。车身制造过程，根据不同的切换组合方式，可以实现整体切换、局部切换等相关功能。从而满足小规模、多样化产品需求。焊装生产线逐步提高自动化、柔性化已成大势所趋，也是我国未来汽车行业、甚至许多工业、企业发展的方向。

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