王博一

[摘 要]隨著近年來我國在自動化工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，以汽車工程為代表的制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，日益成為了推動我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的核心力量與支撐性行業(yè)。當(dāng)下在我國國內(nèi)，在汽車配件制造以及汽車車橋焊裝生產(chǎn)線規(guī)劃領(lǐng)域，都開始逐步轉(zhuǎn)向自動化發(fā)展方向。但是在高速發(fā)展的背后，也存在著諸多弊端，例如國內(nèi)汽車工程制造業(yè)領(lǐng)域普遍存在的生產(chǎn)率低、浪費嚴(yán)重等現(xiàn)象。本文基于此提出一種建立在PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)之上的汽車車橋焊接技術(shù)，在它的應(yīng)用之下，極大的降低了生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、增強了汽車整體質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]焊接 工業(yè)機器人 PLC 汽車工程

中圖分類號：TP242 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）12-0005-01

焊接機器人主要是指以從事焊接加工為主的工業(yè)生產(chǎn)機器人，通常情況下包括機器人和焊接設(shè)備兩大結(jié)構(gòu)部分。在操作控制系統(tǒng)的設(shè)計方面，機器人主要分為本體和控制柜，其中的控制柜有分別有硬件和軟件組成。

1、汽車工程規(guī)劃中的機器人工作站

①機器人的選型

當(dāng)前在國內(nèi)汽車工程規(guī)劃發(fā)展領(lǐng)域，最常運用到的機器人工作站為六軸機器人，它主要包括汽車焊接工件的基本結(jié)構(gòu)、焊縫的位置、焊接的方法以及機器人焊接的過程與路徑，其中焊接方法包括有TIG/MIG/MAG/CO2）等，在這里就以TIG焊接方法為例。首先需要考慮的問題就是促使焊縫熔池調(diào)整到近似水平的最佳位置，之后再使得焊槍近似于垂直熔池，在這里就需要配置機器人滑臺，此舉的主要目的就是調(diào)整并確定空間軌跡。

②機器人焊接工藝及其相關(guān)裝備

在這里主要介紹工裝夾具和變位機。在現(xiàn)代化汽車工程發(fā)展領(lǐng)域，機器人最適用于大批量的零部件生產(chǎn)加工應(yīng)用方面，并且其重復(fù)性較好，其中對于焊接工件的一致性以及裝夾、定位的精度與位置要求比較高。也就是說，在整個機器人工作站的設(shè)計中，關(guān)于工件裝配模臺、焊接夾具的設(shè)計是非常關(guān)鍵的。變位機在操作系統(tǒng)的最大功用就是承載著定位裝置、裝配模臺、焊接工件以及焊接夾具等任務(wù)，因此，對于變位機的性能要求必須是穩(wěn)定持久的，要擁有足夠穩(wěn)定的支撐性以及良好的傳動性及其較小的傳動誤差。

2、PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計

在汽車工程發(fā)展領(lǐng)域，隨著焊接機器人應(yīng)用技術(shù)的不斷更新與研發(fā)，當(dāng)前在市場上存在著多種不同的機器工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)，例如DCS控制系統(tǒng)、FCS系統(tǒng)以及工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)等。其中，DCS -（Total Distributed Control System）主要是一種分散控制系統(tǒng)，具體功能體現(xiàn)在控制危險分散、管理和顯示集中等方面，它基本上綜合了計算機、顯示、控制等現(xiàn)代化4C信息技術(shù)，在具體操作生產(chǎn)過程中，有助于實施分散控制、分級管理，進而使其配置更為靈活。關(guān)于PLC網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)及其系統(tǒng)的設(shè)計，首先需要考慮到本公司產(chǎn)品生產(chǎn)的特性來進行。下面本文重點以PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)用下的汽車工程機器人進行探討分析。

（1）基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)前文中關(guān)于機器人工作站在汽車工程中的應(yīng)用以及該企業(yè)實際發(fā)展?fàn)顩r等相關(guān)內(nèi)容的闡述，現(xiàn)在基本可以理解工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。它通常情況下是由六大子系統(tǒng)共同組合而成，有執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)。

（2）控制系統(tǒng)

本文基于上述實際發(fā)展情況，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種PLC編程控制系統(tǒng)，也可稱其為伺服控制系統(tǒng)，它主要有兩種不同的控制系統(tǒng)，一種是開環(huán)控制系統(tǒng)，另一種則是閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中的反饋檢測元件相比較于其它的系統(tǒng)中的設(shè)計應(yīng)用，其精度得到極大的提升，并且其誤差大大減小。在實際應(yīng)用操作中，主要是針對機器人系統(tǒng)傳動鏈的誤差檢測，以及閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部各工件、元件的相關(guān)誤差檢測，并且檢測出來的誤差基本上可以得到補償。

（3）PLC模塊的應(yīng)用

（如圖1所示）

其中，①主要指電源模塊，圖1中所展示的應(yīng)用，是一種Q-PLC的電源模塊，它在為PLC提供電源的同時，極大的優(yōu)化著整體功能的作用程度。②指的是CPU模塊，CPU對于整個操作系統(tǒng)而言，就如同大腦對于人而言，其主要是對一些基本的數(shù)據(jù)信息進行相應(yīng)處理。③指的則是I/O模塊，它是一種集中處理模塊，包括一些數(shù)據(jù)信號的正常輸入與輸出工作。④指的是 CC-Link 模塊 ，它應(yīng)當(dāng)屬于一個較為開放式的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，在這里主要是一種設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)，在整個系統(tǒng)操作與正常運轉(zhuǎn)的前提下，它可以實現(xiàn)一個控制器連接多個不同的設(shè)備，當(dāng)前在汽車機器焊接生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍，在增加額外基本操作功能的基礎(chǔ)上海能夠有效的降低配線成本。⑤主要是指以太網(wǎng)模塊，主要用途就是汽車工業(yè)企業(yè)內(nèi)各生產(chǎn)部門之間的信息傳遞。⑥指的是網(wǎng)絡(luò)/信息處理模塊，主要功用在于數(shù)據(jù)信號指令的發(fā)出與接收、處理與控制。

結(jié)語：

在全球經(jīng)濟一體化不斷推進的今天，尤其是在國內(nèi)工業(yè)制造業(yè)領(lǐng)域，隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，在市場經(jīng)濟體制與社會經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期，對于汽車更新?lián)Q代的焊接生產(chǎn)線將是勢在必然的發(fā)展趨勢，而在整個汽車焊接生產(chǎn)線工藝流程中引入并采用現(xiàn)代化機器人應(yīng)用技術(shù)，極大的提高了汽車焊接生產(chǎn)線柔性。

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