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摘要：汽车白车身门盖件材料较薄、易变性等因素易产生焊接问题，提升汽车焊装线的自动化、智能化水平来改善门盖焊接质量成为重要渠道。本文基于SEW变频器的集成系统在门盖焊接线的应用进行分析，结合SEW变频器、PLC控制器、智能焊接机器人等硬件优势，对门盖电气控制系统和集成系统HMI界面设计进行研究，完成门盖焊接电气控制柜、SEW变频器硬件设计和HMI人机界面平台开发。门盖焊接线集成系统自动化、智能化水平高，能够降低焊接劳动强度、改善门盖焊接质量，对集成化汽车焊装线设计具有一定的借鉴意义。
Abstract： Welding problems are easy to occur due to thin material and variability of door cover parts of automobile body in white. Therefore， it has become an important channel to improve the welding quality of door cover by improving the automation and intelligence of automobile welding line. This paper analyzes the application of integrated system based on sew frequency converter in door cover welding line. Combined with the hardware advantages of sew frequency converter， PLC controller and intelligent welding robot， this paper studies the HMI interface design of door cover electrical control system and integrated system， and completes the hardware design of door cover welding electrical control cabinet， sew frequency converter and the development of HMI man-machine interface platform. The door cover welding line integration system has a high level of automation and intelligence， which can reduce the welding labor intensity and improve the door cover welding quality. It has a certain reference significance for the design of integrated automobile welding line.
关键词：SEW;门盖焊接;集成系统;HMI界面
Key words： SEW;door cover welding;integrated system;HMI interface
中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章編号：1674-957X（2021）21-0219-02
0 引言
随着汽车制造业的快速发展，汽车更新换代周期越来越短，汽车车型和配置进行不断创新和汽车整体效果不断提升，可供人们选择的车辆种类越来越多，进而引发了汽车行业的激烈竞争，所以汽车外观质量和效果成为人们选择车辆的重要参考因素。汽车白车身焊接是汽车制造重要组成部分，白车身门盖总成是关键环节，直接关乎用户体验和外观感受。传统的门盖焊接存在焊点压痕、毛刺，甚至烧穿等问题，严重影响汽车外观表面质量[1-2]。本文针对白车身门盖焊接系统进行研究，集成SEW伺服控制器、PLC控制器、焊接机器人、触摸屏等设计门盖焊接集成控制系统，采用主站+多从站的分布式通讯布局，各控制系统间采用PROFINET/ PROFIBUS协议通讯，实现高速数据传输和可靠通讯，基于西门子触摸屏设计HMI界面，实现焊接控制系统监控。HMI界面工位操作界面，能够清晰的反映工位上夹具的状态、在HMI上能手动操作每台夹具的动作。该集成控制系统能够有效提升汽车白车身门盖焊接质量和焊接速度，具有较高的自动化水平。
1 门盖焊接电气控制系统
门盖焊装线系统整体布局示意图，如图1所示。
依据门盖焊接控制需求和各部分功能分别设计焊接电源柜、系统电源柜、PLC主控柜、变频柜、HMI操作箱柜、现场外围OB操作柜、安全门柜等。PLC主控柜是控制系统主站，安装有PLC模块、PS模块、SM模块、通讯模块及继电器、接触器、交换机等辅助设备，通过PROFINET协议实现主从站通讯。焊接电源柜提供380V AC电源，为现场11台焊接机器人供电。系统电源柜主要为其他柜体和现场部分设备提供电源，是整个电气控制系统的总电源接口。变频柜主要为现场电机和电机控制器提供电源。HMI操作箱设计有触摸屏和模式操作按钮及状态指示灯，可进行系统手动操作和自动操作模式转换及现场设备运行操作和监控。外围OB操作柜主要用于现场紧急操作和设备启动控制，主要有急停、启动、复位按钮组成，能够保障操作者和设备的安全。安全门操作柜用于对机器人设备的启动、停止、复位、急停等操作，用于现场突发事件急停和故障复位。
Abstract： Welding problems are easy to occur due to thin material and variability of door cover parts of automobile body in white. Therefore， it has become an important channel to improve the welding quality of door cover by improving the automation and intelligence of automobile welding line. This paper analyzes the application of integrated system based on sew frequency converter in door cover welding line. Combined with the hardware advantages of sew frequency converter， PLC controller and intelligent welding robot， this paper studies the HMI interface design of door cover electrical control system and integrated system， and completes the hardware design of door cover welding electrical control cabinet， sew frequency converter and the development of HMI man-machine interface platform. The door cover welding line integration system has a high level of automation and intelligence， which can reduce the welding labor intensity and improve the door cover welding quality. It has a certain reference significance for the design of integrated automobile welding line.
关键词：SEW;门盖焊接;集成系统;HMI界面
Key words： SEW;door cover welding;integrated system;HMI interface
中图分类号：TP278 文献标识码：A 文章編号：1674-957X（2021）21-0219-02
0 引言
随着汽车制造业的快速发展，汽车更新换代周期越来越短，汽车车型和配置进行不断创新和汽车整体效果不断提升，可供人们选择的车辆种类越来越多，进而引发了汽车行业的激烈竞争，所以汽车外观质量和效果成为人们选择车辆的重要参考因素。汽车白车身焊接是汽车制造重要组成部分，白车身门盖总成是关键环节，直接关乎用户体验和外观感受。传统的门盖焊接存在焊点压痕、毛刺，甚至烧穿等问题，严重影响汽车外观表面质量[1-2]。本文针对白车身门盖焊接系统进行研究，集成SEW伺服控制器、PLC控制器、焊接机器人、触摸屏等设计门盖焊接集成控制系统，采用主站+多从站的分布式通讯布局，各控制系统间采用PROFINET/ PROFIBUS协议通讯，实现高速数据传输和可靠通讯，基于西门子触摸屏设计HMI界面，实现焊接控制系统监控。HMI界面工位操作界面，能够清晰的反映工位上夹具的状态、在HMI上能手动操作每台夹具的动作。该集成控制系统能够有效提升汽车白车身门盖焊接质量和焊接速度，具有较高的自动化水平。
1 门盖焊接电气控制系统
门盖焊装线系统整体布局示意图，如图1所示。
依据门盖焊接控制需求和各部分功能分别设计焊接电源柜、系统电源柜、PLC主控柜、变频柜、HMI操作箱柜、现场外围OB操作柜、安全门柜等。PLC主控柜是控制系统主站，安装有PLC模块、PS模块、SM模块、通讯模块及继电器、接触器、交换机等辅助设备，通过PROFINET协议实现主从站通讯。焊接电源柜提供380V AC电源，为现场11台焊接机器人供电。系统电源柜主要为其他柜体和现场部分设备提供电源，是整个电气控制系统的总电源接口。变频柜主要为现场电机和电机控制器提供电源。HMI操作箱设计有触摸屏和模式操作按钮及状态指示灯，可进行系统手动操作和自动操作模式转换及现场设备运行操作和监控。外围OB操作柜主要用于现场紧急操作和设备启动控制，主要有急停、启动、复位按钮组成，能够保障操作者和设备的安全。安全门操作柜用于对机器人设备的启动、停止、复位、急停等操作，用于现场突发事件急停和故障复位。