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自動化裝配技術論文
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【摘 要】主要研究汽車制造企業(yè)柔性自動化裝配生產線，對汽車裝配生產線的國內發(fā)展情況和柔性生產線在國內推廣的弱勢情況進行了闡述，并對柔性自動化生產線進行了一個簡單介紹，最后對柔性汽車裝配自動化生產線的主要構成進行了分析。
【關鍵詞】柔性生產線 汽車 裝配
柔性自動化裝配生產線主要負責完成大批量、多品種、多車型、多顏色混線的汽車裝配。這套系統(tǒng)應用了自動化機器人，轉接重讀定位的精度在0.6mm以內，能夠完成9種車型、20多種汽車產品的混線生產，并實現(xiàn)有效的生產管理。柔性自動化裝配生產線有著極高的生產效率，每小時能夠完成65輛以上車輛的裝配，而目前國內現(xiàn)有裝配線最大產能是每小時44輛車，產能提高了47.6%。這種產能已經和國際先進水平十分接近，可以不再依賴進口。
1 國內發(fā)展現(xiàn)狀
柔性自動化裝配生產線系統(tǒng)主要有車身存儲、內飾裝配、底盤裝配、輪胎儲運、座椅儲運、分裝車門、動力集成、整車裝配和線間相互轉掛機器人等設備，應用了包括自動識別、跟蹤、在線監(jiān)測、自動存儲、工業(yè)現(xiàn)場等技術，系統(tǒng)不僅能夠進行汽車裝配操作，還能夠實現(xiàn)對裝配過程的生產調度、質量管理和柔性裝配控制等功能，提高了汽車裝配過程的自動化和信息化水平。
一些部門對世界汽車工業(yè)的未來格局進行了預測，認為，在2025年以后，汽車工業(yè)的產銷將逐漸轉移到亞洲市場，中國汽車銷量將占到世界總銷量的30%。汽車裝配生產線的柔性自動化技術是重要的核心關鍵技術，實現(xiàn)了裝備的本土化，為我國汽車生產工業(yè)提供了先進并且自主知識產權的生產設備，對我國裝備制造業(yè)有著重大的意義。該系統(tǒng)能夠改變汽車制造生產線依賴進口的情況，基礎技術等還能夠出口和向相關領域擴散。
但是，即便柔性自動化汽車裝配生產線有著非常大的優(yōu)勢，但是在國內的汽車裝配制造廠家中應用的仍然多為剛性生產線，應用柔性裝配生產線仍然屬于少數(shù)，年產在10-30萬臺的大型汽車總裝廠的生產流水線基本上都是進口設備，目前我國的一些技術實力較強的企業(yè)如華遠，開始研發(fā)柔性自動化汽車裝配生產線成套設備，爭取行業(yè)高端。
2 柔性自動化生產線
柔性生產線是聯(lián)結多臺能夠調整的機床，配合自動化裝置組成的生產線，有著很高的自動化和信息化水平，能夠通過計算機進行管理和操作，還能夠結合多種生產模式同時進行，有效的節(jié)省了生產成本，并且極大的提高了生產效率。
汽車裝配柔性生產線的基本組成主要有自動加工、物流系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等幾部分。柔性生產線技術復雜，自動化程度非常高，結合了微電子學、計算機和系統(tǒng)工程等技術，有著更高的設備利用率，編入柔性生產線的機床會比單機作業(yè)產量高出數(shù)倍。柔性生產的產能比較穩(wěn)定，系統(tǒng)中往往存在幾臺機床同時工作，出現(xiàn)故障會調整降級運轉，物料傳送系統(tǒng)可以自行繞過故障機床。在柔性生產線中，零件結構過程裝卸一次即可完成，加工精度高，并且形式穩(wěn)定。
3 生產線組成
柔性生產線按照范圍可劃分為產品生產線和零部件生產線，按照生產節(jié)奏快慢能夠劃分為流水線和非流水線兩種，按照自動化程度則有自動化和非自動化生產線兩種。
汽車裝配柔性生產線主要有車身存儲、內飾、底盤裝配、輪胎座椅、最終裝配、整車檢測、車門分裝、發(fā)動機前橋分裝、儀表等相互獨立但相互關聯(lián)的機床模塊組成。
3.1 智能化控制
利用計算機技術和網(wǎng)絡技術實現(xiàn)智能化控制。借助計算機、網(wǎng)絡和PLC總線網(wǎng)絡以及無線LAN網(wǎng)絡和射頻識別系統(tǒng)以及光電接近開關、機器視覺傳感器和執(zhí)行器等部分組成，對系統(tǒng)的智能化控制按照集中管理、分散控制的形式進行。
電控系統(tǒng)主要三層結構，分別為監(jiān)控層、控制層、設備層，不同層次均由不同的網(wǎng)絡結構和不同的軟硬件層進行控制，實現(xiàn)諸如自動識別、跟蹤、在線監(jiān)測和柔性裝配等智能化操作。
3.2 自動化執(zhí)行
自動化執(zhí)行是智能化控制的執(zhí)行層面，由智能感知系統(tǒng)獲得實時準確的現(xiàn)場信息，智能化管理以及控制系統(tǒng)，在網(wǎng)絡環(huán)境中控制滑橇滾床系統(tǒng)、滑板系統(tǒng)、摩擦系統(tǒng)、自行單軌車系統(tǒng)和機器人執(zhí)行指令，通過執(zhí)行系統(tǒng)完成汽車的整個裝配操作過程。
3.3 控制系統(tǒng)
集中管理方式需要有一個有力的管理核心。系統(tǒng)主要通過管理計算機、工業(yè)以太網(wǎng)和冗余光纖網(wǎng)連接現(xiàn)場分系統(tǒng)PLC，實現(xiàn)現(xiàn)場信息的采集，進而進行整個裝配生產線的柔性管理。上位管理計算機借助工業(yè)以太網(wǎng)對現(xiàn)場控制器上傳的有效信息進行接受，并建立管理數(shù)據(jù)庫，用于系統(tǒng)的開發(fā)和更改，并建立交互界面，管理、監(jiān)控、記錄工件物流狀態(tài)、質量信息和運行狀態(tài)，打印報表。
3.4 螺紋柔性裝配系統(tǒng)
螺紋聯(lián)接裝配方式經歷了手動、半自動、全自動三個發(fā)展階段，目前已經進入了柔性裝配階段。柔性螺紋裝配系統(tǒng)能夠進行整車螺紋聯(lián)接的高精度自動化裝配，這種技術中應用了伺驅動、機械傳動、電力電子、智能控制、傳感檢測、網(wǎng)絡通信等技術，有效的提高了螺紋聯(lián)接的精度，實現(xiàn)了螺紋聯(lián)接的自動化、集成化、網(wǎng)絡化。
4 結束語
柔性自動化系統(tǒng)能夠完成非常復雜的汽車裝配操作流程，具有多品種、準時化和高產能的優(yōu)勢，能夠同時完成大批量、多品種、多車型和多顏色同時進行的裝配生產任務，可以作為各種車型的總裝車間。這種生產線除了能夠進行裝配之外，還能夠在適當?shù)母脑旄慕ㄖ笥米錾a企業(yè)的涂裝、焊裝或者其他分類、儲存的柔性系統(tǒng)。柔性裝配生產線在汽車裝配中的應用能夠大程度的提高汽車裝配車間的生產效率，提高了裝配工作的智能化和自動化水平，提高了生產效率和生產質量，并且還能夠節(jié)省能耗。汽車制造柔性自動化裝配生產線融合了機器人、計算機、自動規(guī)劃、軟件、網(wǎng)絡、機械等多個領域的諸多技術，在研發(fā)整合之后形成了這套柔性自動化裝配生產線，為我國“掌握核心科技”，從制造大國到技術大國的轉變做出了微小的貢獻。
參考文獻
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