基于DELMIA焊装线工艺规划与仿真验证

0 引言

    近年来，汽车行业的竞争日益激烈，客户对于汽车的要求也不断提高；面对着目前汽车产品车型周期短，市场变化快的情况，高精度高、高柔性化的汽车混合焊装线已成为车身焊接技术的发展方向。

    在汽车白车身的焊装前期工艺规划与仿真过程中，WorkSpace、Robcad、IGRIP以及DELMIA等仿真分析软件在白车身焊装领域得到广泛应用。其中Dassault System公司系列软件DELMIA以基于物理的虚拟设计与制造及机器人等模块表现最为优异。

    结合白车身自动线工艺规划的特点，本文采用DELMIA的虚拟仿真技术，对白车身焊装线项目进行工艺规划和仿真验证。

1 数模转换及工作站的建立

    根据确定的仿真流程，首先要将设计完成的白车身、输送装置、夹具与相关工装设备的数模导入DELMIA中。DELMIA具有UG、CATIA等常用三维软件的数据接口，也有IGES等通用数据格式的转换接口，通过接口，可以将三维数模导人到DELMIA环境，保证了仿真设计与实际应用的统一性。

    机器人数量依据生产线节拍和工作站工作数量确定以后，根据适用性和经济型进行选型。不同品牌的机器人在负载和工作范围方面均有差异，因此需要进行对比验证之后导人仿真工位中。

    将设计完成的白车身、输送装置、夹具与相关工装导入DEMIA中，（所有模型的导入均以车身坐标系的原点为参考点）依据设计好的二维布局图进行大致的布局，建立工作站。图1为初步建立的某工位点焊工作站。

图1 基于DELMIA的仿真工位建立

2 工位的仿真验证

    2.1 焊点导入

    工位模型建立之后，要将焊点导入并进行分配。进入DELMIA的Workcell Sequencing模块，通过Import Io Info调入焊点信息，焊点信息格式如图2。机器人工位任务分配，应根据节拍的要求来合理的分配焊点，使得机器人工作量达到平衡。

图2 某工位焊点信息文件

    2.2 概念焊枪的设计

    焊枪是焊装线中最重要的焊接设备，焊钳与焊接夹具、工位中焊接资源之间的仿真验证对焊装设计非常重要。

    根据分配后的焊点初步确立焊枪类型（C型枪和X型枪），在DELMIA示教模块中综合考虑每一种车型的焊点，最终确定焊枪参数（喉深、喉宽、大小开行程、上下电极臂的长度）及焊枪安装法兰的形式，同时在保证焊接时不出现干涉的前提下，应尽量的减少焊枪的尺寸，以便减少机器人的负载。图3是概念焊钳设计效果图，图中可以看出焊点所在的板件剖切面集合与焊枪中心剖切型面组合验证焊枪的通过性。