轿车车身部件点焊机器人工作站人机工程仿真分析

【摘要】全球化使得制造业企业面临着更加严峻的竞争，客户定制化的生产趋势使得产品需求更加的繁杂多样。在现代化企业中应用虚拟制造技术，可以有效的缩短产品的研发周期，提高设计的精准度。在虚拟制造技术的设计过程中，往往忽视“人”这一在生产中的重要因素的作用，本文将虚拟制造技术与人机工程学相结合，在产品的设计中考虑工人在生产中的能力、安全、健康和操作的舒适度等问题。将人机工程学应用于虚拟制造技术会加大虚拟制造技术在节约开发成本、缩短产品的开发周期和提高设计精准度等方面的优势。本文将人机工程学与虚拟制造技术相结合，对国内某汽车生产车间轿车顶盖横梁及后端板点焊机器人工作站进行设计仿真分析。通过分析点焊机器人工作站的结构和生产特点将人机工程学理论应用于点焊机器人工作站的生产布局及工人的生产工作安排中，提高工人在生产时的安全性。利用CATIA和DELMIA等三维可视化仿真软件对点焊机器人工作站进行模拟仿真分析，通过国家标准建立符合我国男子身体特征的人体模型。对该人体模型在虚拟工作站的工作进行可视性、可达性分析，可视性分析保证操作者在实际工作时具有良好的视野状况，及时发现危险和清晰的观察部件的安装和焊接状况；可达性分析保证工人在装夹操作时没有超过身体范围的装夹操作，轻松的完成生产任务。使用DELMIA软件在虚拟点焊工作站环境下对工人的工作进行模拟仿真，通过模拟分析验证工人的生产节拍是否可以满足生产要求，保证实际生产节拍可以完成生产计划。同时，在仿真环境下，对工人的搬运、提举操作进行分析，保证工作强度在工人的能力范围之内，不会对工人的身体造成伤害。通过工人在存件架处不同高度的快速上肢评价分析，发现工人在不同高度提举工件时身体舒适程度有较大差异，而现阶段工厂的存件架多为固定高度，并不能满足所有工人提举操作的舒适性，因此建议采用高度可调节的存件架对使用工具进行优化。
【作者】吴茁；
【导师】徐国成；赵国新；
【作者基本信息】吉林大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】人机工程学；DELMIA仿真；机器人工作站；工效分析；

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