基于PLC的车门焊接生产线系统的设计

0 前言

　　汽车制造业的自动化生产线最早可追溯到20世纪20年代的福特生产线，历经了手工——(半)自动刚性——(半)自动柔性生产线等不同发展阶段。目前，流行了半个多世纪的美国福特公司的单一品种、大批量生产模式已被日本丰田公司的多品种、中小批量生产模式所替代。随着汽车T业的发展和自动化水平要求的不断提高，焊接机器人在汽车白车身制造中得到了越来越多的应用。在汽车行业的制造模式步入按用户要求进行柔性加1二的精益生产阶段，激光焊接技术正向高速度、高精度、高柔性、低成本、智能化、集成化的方向发展，基于激光焊接机器人的白车身生产线系统的开发具有十分重要的意义。

　　PLC是一种实现控制功能的工业控制计算机，由于它具有功能强，可靠性高，环境适应能力和抗干扰能力强，以及接线简单，编程灵活、方便等特点，因此在各类生产线的控制系统中得到了广泛的应用。本文从自车身系统实际出发，用PLC设计了白车身生产线的控制系统与机器人进行通讯，满足了系统顺序控制的要求。

1 白车身系统的组成

　　白车身是指尚未进入涂装和内饰件总装阶段之前的车身，它是轿车的动力系统、行驶系统、电气系统、内外装饰件等轿车子系统的载体，是轿车动力性、舒适性.平顺性等性能的载体，是轿车外观形象、外观质量的载体。因此，轿车白车身制造是轿车总车制造中一项关键的制造技术。本系统针对白车身的车门部分进行焊接加工设计。如图1所示，第一工位为小件焊接，负责焊接玻璃导槽、防撞杆。第二工位为内板焊接，负责焊接铰链加强板、门锁加强板、内装饰带加强板。第三工位为内板焊接，负责焊接玻璃导槽、外装饰带加强板、防撞杆，焊接完即成内板总成。第四一位为外板焊接，负责焊接外板窗框，焊完即成整个车门。第一台机器人负责第一，四这两个工位的激光搭接焊，第二台机器人负责第二、第三两个工位中的激光填丝焊。生产线的物流方式，均采用液压手推车，搬运方式均采用人工搬运。系统中两台激光焊接机器人共用一个激光焊接器，采用分时操作的方法，即在同一时间内只有一台机器人使用激光器工作。为了保证整个生产线T作的效率，另一台机器人则可以进行不需要使用激光器的位姿操作。

2 基于PLC控制系统的组成

　　焊接生产线控制系统结构如图2所示，主要由激光焊接机器人及控制器、PLC控制系统、夹具系统、助力臂系统和现场监控系统组成。系统通过PLC控制器控制激光焊接机器人及夹具系统按程序设定的顺序动作，实现车门按照规定的工艺流程进行加工;控制焊接机器人激光器的功率按照焊接工艺要求进行调节;控制焊接机器人的激光器按照操作顺序要求进行分时调节，实现一个激光器为两个激光焊接机器人供光。现场监控系统实时监控、记录激光焊接机器人的运行状况，并能对加T轨迹进行实时跟踪。在电气柜操作台上装有PLC的运行状态指示灯以及对系统进行手动控制的按钮。