汽车门板焊接柔性生产线的三维数字化设计与仿真研究

发布时间：2020-10-25 22:49

　　 随着德国“工业4.0”,“中国制造2025”等概念的到来,智能制造已经成为当今制造业的发展趋势。数字化仿真技术作为数字化工厂以及智能制造中的关键技术,能够帮助企业对生产线进行提前预估,有效地提高生产过程的智能化,缩短生产制造周期,降低生产变更所带来的影响。本文基于数字化仿真技术,以某企业的汽车门板机器人焊接生产线为研究对象,以3DCreate软件作为数字化工厂仿真平台,研究了数字化生产线的设计与仿真优化方法,提高了生产过程的数字化以及智能化程度,有效地减少了研发周期以及成本,为企业的生产线改进提供了指导意义。首先,在论述了本文的研究背景以及研究意义的基础上,分析了多机器人协同的汽车门板焊接生产线的生产要求,并根据该生产要求,提出了生产线工位划分、设备方案、设备布局以及生产流程的规划。随后利用Petri网建立了焊接生产流程的数学模型,分析了生产流程的合理性。然后根据生产线的规划,本文在3DCreate平台上建立了生产线各个工位的数字化模型,并将其连接成完整的三维数字化机器人汽车门板焊接生产线系统,实现了生产线及生产流程在三维数字化环境下的模拟。最后,利用数字化仿真软件所提供的仿真功能,结合生产线平衡概念,本文对数字化焊接生产线的生产效果进行分析与评估,找出了生产线的瓶颈之处,并采取了相应的优化措施:(1)利用凸优化方法对焊点分配过程进行优化,解决了焊接机器人间焊接任务分配不合理的问题,提升了生产效率;(2)通过添加焊接工位,实现了生产效率的进一步提升。3DCreate平台的仿真结果表明,采取的优化措施是有效、可行的。另外,本文以另一款汽车门板为例,验证了生产线具备一定的柔性生产能力。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U468.2
【部分图文】：

低时间和成本的目的。过虚拟网络来共同进行产品或生产线的设计，让项目中的处同一环境中进行协作设计。仿真技术的应用场景求日渐零碎化的市场环境下，数字化仿真技术以其低开发成点，在多个场景内得到了广泛应用。主要包括：局规划和仿真的厂房或进行生产线的变更时，厂家都需要对工厂的生产线。数字化工厂仿真技术以其直观、高效以及易于调整等特点中的作用日益凸显[26]。利用数字化仿真软件，厂家可以在虚的设备模型，快速、有效地搭建工厂的布局，提前对布局规是否能满足设计要求，如图 2-2 所示。

第二章 数字化仿真技术分析器人工作仿真需求的日渐提高，不少企业开始将工业机器人引进到实际生自动化程度。对于中小型制造企业而言，如何选择合适的机生产过程中运动轨迹进行合理规划、如何进行机器人的放置。化仿真技术，可以在虚拟环境下实现生产设备与机器人的混过程、优化工作轨迹[27]，并验证机器人的操作可达性、人机帮助企业快速进行机器人设备的选型。同时，数字化仿真软作轨迹规划结果导入到实际的机器人控制器中，如图 2-3 所下进行机器人夹取工作的规划。

仓库、运输小车等。用户可以通过各种设备库以及机器人库搭建生产线布局。同时，3DCreate 支持多种 CAD 模型格式，导入相应的模型，并编写 python 脚本实现组件的行为。上，3DCreate 提供了 3D Pdf 录制以及视频录制功能，可以产过程。在仿真结果上，3DCreate 提供了统计和报表工具，数据进行分析，生成条形图、线形图、扇形图等。e 操作方式简介备简单上手的操作方式，图 2-5 为 3DCreate 的操作界面，用型库中选择合适的模型，拖动到操作界面内，根据规划好的可进行三维仿真。3DCreate 自带了超过 1500 个的工厂元件传输带（conveyor），元件发生器（feeder）等，应用这些自生产线模型的需求。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 周济;;智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J];中国机械工程;2015年17期

2 王欣;;关于工业机器人焊接机器人的发展[J];科技风;2014年24期

3 张国军;黄刚;;数字化工厂技术的应用现状与趋势[J];航空制造技术;2013年08期

4 王启玉;陈志强;于青春;;我国焊接机器人的发展现状[J];现代零部件;2013年03期

5 王皓峰;;中航工业一飞院成功部署达索系统解决方案树业内应用典范[J];航空制造技术;2013年03期

6 付百川;李仰东;武殿梁;程奂翀;;面向生产系统规划的数字化工厂仿真应用研究[J];现代涂料与涂装;2012年07期

7 黄洁明;;汽车零部件焊接工艺研究[J];装备制造技术;2012年02期

8 刘海江;张春伟;姜冬冬;;白车身焊接机器人干涉问题研究[J];机械设计;2011年03期

9 刘江来;廉开兢;陈保辉;朱三朋;;数字化技术在工厂规划中的实际应用[J];建设机械技术与管理;2010年12期

10 叶晓素;蔡勇;;精益生产方式下生产线平衡的研究[J];机电工程技术;2009年11期

相关博士学位论文 前1条

1 王占中;基于Petri网的多式联运流程优化研究[D];吉林大学;2007年

相关硕士学位论文 前7条

1 张超波;虚拟现实在制造系统设计中的应用研究[D];华南理工大学;2016年

2 徐道帆;空气开关装配生产线的三维模型设计及仿真研究[D];华南理工大学;2016年

3 赵硕;多机器人协同的焊接路径规划研究[D];合肥工业大学;2015年

4 袁毅;侧围焊接工位焊点分配及路径规划的研究[D];湖南大学;2013年

5 曾魁;基于数字化工厂的车身地板焊装线工艺规划及仿真[D];大连交通大学;2011年

6 赵显阳;白车身装焊夹具的设计及点焊机器人的焊接仿真[D];电子科技大学;2007年

7 茆凡;白车身侧围焊点任务组合优化研究[D];同济大学;2006年

本文编号：2856073