汽车焊装车间自动化控制技术

吕青海,张一闯

摘要：随着经济的飞速发展，私家车的普及程度也在逐年增加，这对汽车制造行业既是挑战也是发展机遇，为了能够有效降低汽车的生产造价成本同时保障汽车质量不断提升，现代企业越来越多地采用了自动化、智能化的管理模式，在确保汽车行业完成可持续发展基础上推进汽车工业整体发展。本文针对现今汽车生产过程中，焊接车间进行自动化控制管理进行全面描述，在明确汽车焊装的基础上阐述企业自动化焊装生产对于企业生产效率的提升以及成本的降低，针对控制管理系统进行全方位的分析，从而保障汽车行业能够高效应用自动化设备完成行业自动化控制技术的优化发展。

关键词：汽车焊装车间；自动化控制；控制技术

前言：社会经济建设的快速发展，推动了科技发展的步伐，目前多数的企业将现代科学技术有效的运用到企业发展当中，实现了企业的智能化、信息化管理。汽车焊装车间在控制技术上也实现了机械化与自动化管理，且随着自动化技术在汽车焊装过程中的广泛应用，汽车焊装技术得到了大幅度的提升。本文对汽车焊装车间自动化控制技术进行了深入的分析，旨在进一步提升汽车焊装车间自动化控制技术的应用效率。

1汽车焊装生产线中的主要装置

1.1焊装夹具

在汽车焊装生产线中，焊装夹具是最重要的一个工装组成部分，其主要作用是对焊装件进行定位，并将其夹紧，以此保障车身形状、尺寸及其精度与具体设计要求相符。同时，在具体的汽车焊装过程中，焊接夹具所具有的自动化程度将会对汽车的批量生产起到关键的影响作用。生产中，焊装夹具不仅可实现相应工序中的零件阻焊及其定位，同时也可以对上一道工序中的零件焊接质量进行检验和校正。因此，焊装夹具的设计与制造效果将会对整体汽车焊装生产工艺、产品质量以及生产能力产生直接影响。焊装夹具的主要组成部分包括定位板、压板、支架以及气缸或手动形式的夹紧元件，一些焊装夹具中也设置了定位销。具体的自动化控制中，在气缸动作的情况下，焊装夹具便可实现夹紧或者是松开操作。基于此，可借助于PLC中的输出点将信号发出，以此实现电磁阀的自动化控制，完成焊装夹具的夹紧和松开动作。

2.2焊枪

焊枪的主要作用是对汽车中的各部件组分进行焊接。焊枪的安装方式有很多种，常见的方式有移动式、旋转式、固定式、移动加旋转式安装等。因为汽车车身属于一个三维形体，所以在焊接过程中，一定要避免焊枪对周围车体产生干涉，且应该和焊点平面之间保持垂直。因此，焊枪在焊接中也需要进行三维运动。在柔性焊装生产线上，焊枪可通过三维运动机器人上的手来夹持。而在通过焊枪进行汽车部件焊接的过程中，一项不可或缺的设备就是焊接控制器，它的主要作用是在具体焊接中对焊接电流以及每一次焊接循环中的焊接时间分配等进行控制。通常焊接控制器中都涵盖了很多套规范，不同规范适合不同材料条件下的焊接控制。在对焊枪进行自动化控制时，PLC中的输出信号主要对其进行加压控制，并实现焊接控制器的自动化启动，然后再借助于焊接控制器以及焊接变压器来进行焊枪控制，使其按照相应的规范实现焊接电流与焊接时间的合理分配。在完成了焊接之后，焊接控制器便会将完成信号输出，在PLC接收到了这个完成信号之后，便会对焊枪进行卸压控制，并使焊枪移动到新的焊接点处，循环新一个焊接过程。

2汽车焊装车间自动化发展过程中存在的问题

汽车行业在新时期发展飞快，为进一步压缩生产成本，很多汽车制造企业开始探索焊装车间自动化控制的发展路径，但是由于我国工业发展程度相较于发达国家来说处于劣势位置，很难结合发达国家的相关自动化技术来实现汽车的系统化焊装工作，这使得很多直接引入发达国家焊装生产线的企业面临着较大的内化问题。因此汽车制造企业要实现自身焊装自动化发展，必须要结合自身的实际情况进行对应的创新以及技术调整，从而设计出最适宜自身发展的自动化焊装技术。

3汽车焊装车间自动化控制技术

3.1控制层

汽车焊装车间自动化控制系统中的控制层主要包含了PLC的控制系统，控制层主要是利用以太网交换机的模式针对分布在焊装车间内部不同区域内的PLC控制系统进行管控，同时与监控层达成有效连接，能够整合整个汽车焊装车间自动化控制系统相关的屏幕和自动化控制系统，从而确保整个汽车焊装车间在实际操作过程中能够完成实时数据收集与监控作业，当PLC控制系统开始连接到不同区域内的焊装车间之后，可以利用以太网以及不同区域内的交换机达成高效的控制作业，从而保障整个车间监控能够完成内部各项作业的实施工作，优化汽车企业内部的动态管理，保障焊装车间自动化系统对于生产作业的控制力度。

3.2设备层

汽车焊装车间自动化控制系统中的设备层主要的作用就是连接电信设备的信号对整个汽车焊装车间进行控制，针对机器设备、无线射频读写设备能够达成有效的控制工作，确保汽车焊接车间实现全面自动化运转。在汽车自动化车间内部不少的制造厂商都以标准化现场总线进行车间系统之间的连接工作，但是标准总线的连接方式较为单一，技术以及连接方式还不安全成熟，因此现阶段必须要以更为安全的系统管理对总线系统进行优化、升级与改进，不少德国的汽车企业，例如西门子以及欧姆罗克维尔都开始着手开发更加安全、可靠的总线系统装置，以达成更加便捷的通讯协议，在简化汽车焊装车间设备的同时保障工作流程顺利实施，同时这种优化还能有效提升汽车企业生产过程中焊装车间的安全系数，安全总线系统在发展过程中已经逐步成为整个汽车焊装系统中与自动化控制技术最为贴近的连接方式。

3.3监控层

汽车焊装车间自动化控制系统中的监控层主要是负责监督管理整个车间的生产状态，主要是在汽车生产过程中完成全局健康的职能，其中包括针对监控装置、服务系统以及生产管理系统的全面的监控服务，在完成监控系统的自动化设计过程中，最关键的就是要将监控管理的服务器妥善安装在焊接车间以及相关的监控室内部，同时在监控过程中注意不同时期生产的整体目标与生产线的规划，结合实际的汽车生产情况进行全面性的汇总，将监控数据上传总厂，由总厂针对数据内容加以分析，之后利用控制层对整体的自动化管理系统进行优化升级，从而更加合理化地分配员工的工作内容，促使汽车企业中的焊装车间生产效率获得不断提升。

3.4总线系统

汽车焊装自动化生产在国内的发展还处于不断的完善阶段，虽然可通过监控层来实现对生产过程的监控，但是一些内部隐患问题仍然不能及时的发现，存在一定的安全问题，因此很多汽车企业在焊装时会引入总线系统，通过总线结构实现自动化控制系统可靠性与自动化的需求，同时将系统内部分散性控制系统兼顾好，使其能够更好的对焊装过程进行实时监督，使得传统形式复杂的配线系统得以简化。总线系统的可编辑性，使得系统朝着结构化方向完善，促使系统结构本身的便捷性、可拓展性得到较大程度的提升，且系统内部的连线方式得到进一步的优化，为后期的维护过程提供更大的便利。

结束语：

综上所述，汽车车间焊装在汽车工业生产当中有着举足轻重的地位。在具体的工业生产当中需要专业技术人员认真把握每一项检测内容和设计，积极采用先进的汽车焊装自动化技术和方法。以逐步地解决汽车工业生产当中所面临的种种问题。在推进汽车工业生产的同时，更要注重优良的发展观念促进企业长久稳定的运行，使得汽车车间焊装的工作效率得到进一步的提升，促进汽车制造业获得更好的发展。

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