轿车顶盖横梁及后端板点焊机器人工作站仿真分析

【摘要】随着我国经济改革不断的向深层次发展，传统的工业发展模式已经越来越受到怀疑甚至批评。其引起的一系列问题诸如环境污染、资源浪费、低效高耗、科技含量低等，使人们意识到必须寻找到一种更高层次的发展模式，以尽可能的保护环境、节约资源、提高生产效率。基于信息技术的数字化工厂技术的运用势必极大的缓解这一系列问题引发的后果。数字化工厂技术允许工程师在产品投产前对生产线进行虚拟规划、生产，以找出设计可能存在的问题，提高生产效率，降低生产成本。本文针对轿车顶盖横梁及后端板点焊机器人工作站，利用CATIA进行数字模型的创建，并利用数字化工厂精益制造解决方案软件DELMIA对工位进行需求分析、焊接规划和工厂布局，确定最佳布局方案。通过仿真确定准确的生产节拍，并消除焊接过程中出现的干涉、生产顺序不正确等问题，根据顶盖横梁和后端板总成焊点的焊接工艺和分布特点对其进行了分组，并根据工位布局、焊点分布优选机器人和焊钳。根据工位生产节拍和相关要求计算出工作站所需机器人数目、拆分工位数目、布局形式、工人数目。通过虚拟焊接示教调整机器人焊接位姿，并通过添加进退点和经过点最终找到一条无干涉的机器人焊接路径。为了提高生产效率，节约焊接成本，本文专门对点焊焊接路径进行优化，通过基于遗传算法的旅行商（TSP）思想对后端板一工序44个焊点路径进行了优化，用基于蚁群算法的路径优化模型对后端板二工序88个焊点路径进行了优化，缩短了焊接时间。最后通过仿真（Processsimulation）优化生产节拍并最终输出机器人离线程序。本文通过对轿车顶盖横梁和后端板点焊机器人工作站的仿真分析，有效的减少了资源浪费、优化了生产节拍、降低了制造成本、提高了劳动生产率，为公司提供了信息社会下新型企业生产模式的参考蓝本。
【作者】吴迪；
【导师】徐国成；
【作者基本信息】吉林大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】轿车后端板总成；焊接规划；点焊路径优化；Delmia仿真；

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