基于PDPS软件的汽车侧围内板焊装线仿真研究_宁艳亭.pdf
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1、2023年第5期2023 No.5汽车工艺与材料Automobile Technology&Material基于PDPS软件的汽车侧围内板焊装线仿真研究宁艳亭张姗姗葛卫京(商丘工学院机械工程学院,商丘 476000)摘要:对汽车侧围内板焊装线仿真研究,应用 PDPS 软件对汽车侧围内板焊装线建模,模拟工件上料、夹具开合、机器人焊装、工件下料焊装线生产过程,仿真研究结果如下:通过调整焊枪路径或焊枪姿态实现焊点可达性以及避免发生碰撞干涉,根据 6 自由度机械手关节值旋转角度变化情况调整焊接机器人焊接过程,通过对工位操作生产节拍仿真研究控制生产线生产时间。关键词:焊装线PDPS软件焊接仿真生产节拍中
2、图分类号:U468.2文献标识码:BDOI:10.19710/J.cnki.1003-8817.20220408Simulation Research on Welding Line of Automobile Side Wall InnerPanel Based on PDPS SoftwareNing Yanting,Zhang Shanshan,Ge Weijing(School of Mechanical Engineering Shangqiu Institute of Technology,Shangqiu 476000)Abstract:The welding line of a
3、utomotive side wall inner panel was simulated,the PDPS software was used tomodel the welding line of the automotive side wall inner panel and simulate the production processes,i.e.workpieceloading,fixture open&close,robot welding,workpiece blanking.The simulation research results are as follows,byad
4、justing the welding gun path or the welding gun attitude,the solder joint accessibility is achieved and collisioninterference is avoided,adjust the welding process of the welding robot according to the change of the joint value androtation angle of the 6-DOF manipulator,and control the production ti
5、me of the production line through the simulationof the production beat of the station operation.Key words:Welding line,PDPS software,Welding simulation,Production beat作者简介:宁艳亭(1990),女,助教,硕士学位,研究方向为机械结构设计。基金项目:商丘工学院普惠仿真(CAE)技术人才培养探索与实践项目(20230104102)。参考文献引用格式参考文献引用格式:宁艳亭,张姗姗,葛卫京.基于PDPS软件的汽车侧围内板焊装线仿真研
6、究J.汽车工艺与材料,2023(5):19-24.NING Y T,ZHANG S S,GE W J.Simulation Research on Welding Line of Automobile Side Wall Inner Panel Based on PDPS SoftwareJ.Automobile Technology&Material,2023(5):19-24.1前言高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。要实现高质量发展,必须完整、准确、全面贯彻新发展理念,推进新型工业化,加快制造强国、质量强国、数字中国建设。经过改革开放四十多年的发展,我国已成为世界第二大经济
7、体,制造业大国。但我国国力还不强,实现由制造业大国向制造业强国的转变,是我国经济发展面临的重大课题1。汽车产业在制造业中占有举足轻重的地位。汽车产业链比较长,关联度比较高,涉及面比较广,汽车制造业增加值占到整个工业增加值的比重高。坚持以供给侧结构性改革为主线,加强统筹协调,推动汽车产业高质量发展,是提升我国制造业整体实力的关键。近十年,我国汽车领域长足发展,除了车型和品牌以外,在更多新技术领域方面,中国汽车工业也取得了诸多突破。尤其是新能源领域,发展十分迅猛,已逐步成长为汽车领域的创新高地。第5期汽车工艺与材料随着科技的发展,新技术的不断应用,汽车生产线从流水线到现在全自动生产线,见证了工业发
8、展从 1.0到 4.0的变化。汽车焊装线从手动焊装线到柔性焊装线,生产效率有了巨大提升2,为全面智能制造奠定了基础。柔性焊装线主要通过自动切换夹具机构和电气控制程序实现多种车身拼装焊接模式3,是目前国内外车身生产线主要方式。相比而言,中国焊装生产线的起步较晚,但很多自主品牌通过技术创新,推动了中国焊装生产线的革命性进步4。但中国汽车焊装生产线自动化、智能化程度与国外一流汽车公司还有一定差距。本文利用仿真软件 PDPS,对汽车侧围内板焊装线仿真研究,以期为焊装生产线自动化、智能化发展提供重要参考。2焊装生产线仿真工作站建模2.1PDPS软件仿真流程机器人生产线的虚拟仿真运行一般分为基于时序驱动和
9、基于事件驱动的模式,基于时序驱动的仿真模式为人为设定时间长度决定设备进入仿真的时机,基于事件驱动的仿真模式为按照信号交互的逻辑关系决定设备进入仿真的时机。相比而言,基于时序驱动的仿真驱动模式操作更为简单,易于实物相连接。在 PDPS 软件中,一般采用基于时序驱动的仿真运行模式进行机器人生产线工艺规划,对于有信号逻辑关系要求的仿真项目也会按照基于事件驱动的仿真运行模式进行仿真。PDPS 是 Process Designer&Process Simulate 的简称,是西门子公司 Tecnomatix 下的产品5,PD 的主要功能是数据管理与工艺规划,PS 的主要功能是实现仿真验证与离线编程6,该
10、软件目前广泛应用于汽车的焊装工艺规划以及设计领域。本文通过利用 PDPS 软件模拟机器人在真实环境中的工作状态,解决产品设计、制造过程可能出现的问题,汽车侧围内板焊装线仿真流程如图1所示。2.2焊装生产线仿真工作站建立2.2.1工作站数据导入焊装生产线仿真工作站建立前,先梳理工件、抓手、滑台、机器人、焊接夹具、围栏等资源的三维模型。第 1 步,存放仿真过程中所要用到的文件,需要建立该项目的Project和Library文件夹。第 2 步,PDPS 软件支持的数据文件格式是 jt,应用cojt_generate.bat插件对文件格式处理。第3步,数据导入前,正确定义数据类型。2.2.2焊点数据导
11、入在进行焊装夹具设计时,按照6点定位原则进行工件定位,保证工件的最小变形。根据6点定位原则拟定焊点坐标并制作焊点文件,然后将焊点文件导入PD软件。2.2.3焊枪状态定义焊枪是焊接工作的主体,焊枪的行程运动是焊接中基本的运动模型7,焊枪行程和焊枪开合状态关系焊枪运动情况。定义焊枪的 4 种状态为初始状态、半开状态、打开状态和闭合状态。2.2.4焊枪姿态确定由于焊枪姿态对焊缝质量有一定的影响,在满足焊枪可达性的前提下,对工件、夹具的位置进行调整,确保焊枪姿态符合要求。对工件进行焊接过程中,分析焊点空间可达性,实时调整焊枪姿态,同时还要保证焊枪与工件之间、焊枪与夹具之间不发生碰撞干涉。机器人 6 个
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