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激光焊接工艺的应用集成及方案优化

王伟国  
【摘要】:基于计算机控制理论和网络通讯技术,结合具体项目——华晨宝马、上海大众、北京奔驰轿车白车身生产线集成的背景,以工业以太网的PROFINET技术的设备、工艺集成为主线,全面介绍轿车白车身制造过程中的激光焊接工艺原理、分类及实施过程,内容涉及激光器、工业机器人、可编程逻辑控制(PLC)、安全回路、焊接路径规划、专用设备的工艺集成过程,重点介绍国外最新激光焊接工艺——激光飞行焊接(或称扫描焊接、远程焊接)的基本原理、实施方法和安全措施。 运用PROFINET技术中的分布式自动化概念,针对设备集成、工艺优化、设备备用及可靠性等存在的问题,进行技术、工艺、管理的综合优化,通过实际工程,概括、总结基于工业以太网的PROFINET技术的优势,并提出一种全新的生产线设备集成概念——工艺备用的模型,不仅可以减少自动生产线的同类型设备的数量,达到生产过程中的备用目的,而且提高设备运行的利用率、安全性和可靠性。 根据汽车白车身生产线集成过程中的经验,对激光焊接工艺方案规划设计、设备选型、现场集成、安装调试的全过程进行归纳、整理,概括介绍激光焊接的单元构成、设计规范、控制集成架构,并在此基础上,将生产线设备备用的概念进行扩展,提出工艺备用的全新概念,并论述工艺备用的基本原则和方法,进行可行性分析、论证,实现在保证可靠性、安全性的前提下,围绕提高设备利用率、降低成本的目标,从根本上解决现有激光工艺在设备集成和设备备用方案中存在的弊端。 本文提出的工艺备用概念是建立在PROFINET技术的设计思想和功能模块基础之上,将设备的集成方案由传统的分散式集成模式转化为分布式集成模式,对设备资源进行合理匹配和模块化设计,从而达到充分挖掘设备的潜力,降低投资成本和使用成本,提高可靠性、安全性的目的。工艺备用概念可以应用于自动化生产线的设计规划和对已有生产线的优化改造,对国内白车身生产线、自动化流水线等项目的前期规划、设备集成以及后期方案优化中,尤其是激光焊接工艺的自动生产线的集成应用中,起到一定的借鉴、指导作用。


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