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焊接机器人自动化生产线在奇瑞A3中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-01-08  来源:工业360  浏览次数:696
核心提示:A3自动化生产线共有两个部分组成,分为车身下部线和主焊线,有5条空中输送线,工艺流程为发动机仓、前地板、后地板分别由3条输送线输送至车身下部线,车身下部经空中输送至主焊线,然后通过空中输送线输送至调整线。

  在汽车竞争激烈的潮流中,A3车型可以说是奇瑞公司的战略转型车型之作,作为五星级安全品质的代表,企业对该车型提出更加苛刻的质量要求。焊装车身的制造水平提高依赖于先进的焊接设备,公司引进柯马公司的生产线,完成车身下部和车身总成的焊接任务,以符合更高的焊接质量要求。

  第一部分A3自动化生产线设计纲领

  主要负责A3三厢和A3两厢两种车型白车身总成的生产,下部线和主焊线是混线自动化生产线,年产能约为20万辆。

  车身下部线完成发动机仓、前地板、后地板等总成零件的拼装焊接工作,适应车身下部高强度的焊接要求。主要由27台机器人完成焊接工作、零件抓取,整条线还包括自动化输送悬链,零件缓存器。

  主焊线主要是完成车身下部、侧围、顶盖、包裹架等总成的拼装焊接工作。由滚床、OPENGATE、和31台机器人组成。

  主焊线OP130工位为在线激光检测系统,由4台机器人带动激光检测系统,对车身尺寸关键点进行在线检测。

  第二部分 电气控制系统

  A3自动化生产线共有两个部分组成,分为车身下部线和主焊线,有5条空中输送线,工艺流程为发动机仓、前地板、后地板分别由3条输送线输送至车身下部线,车身下部经空中输送至主焊线,然后通过空中输送线输送至调整线。

  整条生产线有车型识别系统一套,辊床一套、涂胶设备8套、COMAU机器人62台,采用SICK的安全保护设备,采用带有安全集成功能的CPU 416F-2的西门子。控制部分的采用工业以太网和PROFIBUS(现场总线)连接,见图控制部分示意图。

控制部分示意图

  现场总线PROFIBUS,是用了7层模型的1、2层,精简的结构保证了数据的高速传输。主要应用于现场分散的I/O设备。PROFIBUS-DP网络由以下几部分组成(如图2):1主控器(PLC);2现场I/O模块(ET200S),用于连接各种I/O设备;3其他智能装置,如变频器,触摸屏等;4.网络附件(交换机等)。它能够直接完成设备的顺序、连锁、闭环控制,完成过程参数的采集以及报警功能。

  PLC下面的从站模块通过两条PROFIBUS支路进行硬件配置分别有1.MPI网络的网络模块配置2.DP网络的模块配置。PLC与PLC之间的通讯通过DP/DP COUPLER完成。PLC与PLC之间的通讯通过DP/DP COUPLER完成

  两条自动化生产线和5条空中输送线由CPU 416-2DP、CPU 315-2DP的13台西门子PLC控制。PLC可向系统提供分析设备运行状态和发生故障点的信息。每条生产采用1台西门子人机界面PC870进行控制,通过自身的MPI接口与PLC连接,内部安装西门子组态监控软件WINCC。整条生产线采用两种总线模式,PLC与机器人间及PLC与I/O设备之间采用PROFIBUS现场总线进行通讯。PLC与PLC间的通讯全部采用西门子生产的CP443—1交换机进行通讯和数据交换。

  机器人和人机界面采用PROFIBUS通讯协议,开关、电磁阀、按钮、指示灯、I/O从站等全部采用现场总线,区域内PLC间的通讯通过DP/DP Coupler进行信号交换,区域间的PLC通过工业以太网进行通讯。这种总线的组合方式,节约了大量的接线工作,同时实现对整个系统的控制,过程状态显示、故障报警信息的显示,使得整个系统操作简便、维护方便、可靠性高。

  西门子的人机界面HMI为整条生产线的运行与维修提供了强大的保证。在机器人界面上通过组态软件进行动态调试、人机界面按操作菜单分为工位平面布置图见图2、各设备状态图见图3等。人机界面能够显示线内的设备分布状态、并用不同的颜色显示设备的不同状态、如运行、停止、故障等信息。子菜单内可显示PLC与I/O的状态图3,显示变频器()、机器人的故障信息见图4。当有故障时能自动弹出报警信息,并对报警信息进行记录进行归档统计,保留历史故障记录ZAOCHE168.com,为日后维修与点检设备时提供参考依据。

设备平面布置图

设备状态

网络通讯监控

设备故障信息

  所有的操作界面使用西门子公司的HMI,避免了传统的面板接线复杂、劳动强度大、观察、维修不方便的弊病。在该生产线中成功地应用了西门子公司的SIMATIC产品的技术,其中Profibus场总线和工业以太网技术在该系统中起到关键作用。

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