DELMIA 仿真軟件在汽車車身車間的應(yīng)用

韓 鵬，李冠群，潘曉剛

（北京奔馳汽車有限公司，北京 100176）

0 引言

企業(yè)為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化必須采用先進(jìn)的制造技術(shù)，才能滿足現(xiàn)代制造階段制造業(yè)的高速度、低成本、高質(zhì)量生產(chǎn)的要求。在此要求下，基于仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的數(shù)字化工廠技術(shù)，實現(xiàn)對真實工業(yè)生產(chǎn)的虛擬規(guī)劃和仿真優(yōu)化，在現(xiàn)代制造領(lǐng)域中具有極大的研究價值。

DELMIA 軟件是法國達(dá)索公司開發(fā)的一款產(chǎn)品，包括面向制造過程設(shè)計的DPE（Digital Process Engineer）、面向物流分析的QUEST（Queuing Event Simulation Tool）和面向裝配過程分析的DPM（Digital Process Manufacturing）猿大主要模塊，各模塊之間可以通過PPR Hub（Process Product Resource）連接，形成一套從設(shè)計到制造的完整解決方案。

1 仿真流程與界面

機(jī)器人生產(chǎn)線仿真的作用是通過結(jié)合已有的工藝信息，運用三維模型，形象地對整個生產(chǎn)制造過程進(jìn)行動態(tài)仿真，分析生產(chǎn)線布局、干涉、生產(chǎn)節(jié)拍優(yōu)化等方面的信息，使企業(yè)縮短產(chǎn)品制造的周期，降低生產(chǎn)成本。應(yīng)用DELMIA 進(jìn)行仿真的流程如圖1 所示。

2 應(yīng)用實例

螺柱焊接是BBAC 焊裝車間廣泛采用的重要熱連接技術(shù)。兩種螺柱焊槍在現(xiàn)場使用，風(fēng)別為TR 槍和TH 槍，如圖2 所示。

圖1 仿真流程

由于槍的構(gòu)造及工作流程的原因，TR 槍的故障率較高，而TH 槍的故障率較低。所以思考焊裝車間的TR 槍如果用TH 槍代替，在滿足車輛螺柱焊接質(zhì)量工藝要求的前提下，那么槍的故障率將會顯著降低。

圖2 兩種螺柱焊槍

圖3 UB64 ST500-ST520 仿真數(shù)據(jù)

通過現(xiàn)場查看，選定MRA2 焊裝車間UB64 的505RB200的TR 焊槍作為更換TH 槍的試點。但是更換成TH 槍后該機(jī)器人能否滿足焊點的可達(dá)性、機(jī)器人能否具有合理的焊接運動軌跡，則可以事先運用DELMIA 仿真軟件來進(jìn)行驗證。

2.1 仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入及設(shè)備數(shù)模的驗證

作為項目應(yīng)提交的文檔之一，MRA2 焊裝車間UB64 的仿真數(shù)據(jù)已在項目驗收時由供應(yīng)商提交，在DELMIA 軟件中打開對應(yīng)區(qū)域的仿真數(shù)據(jù)，其中的505RB200 攜帶TR 型號的螺柱焊槍焊接V213 底板后端，如圖3、4 所示。

505RB200 TR 焊槍在4 個焊點位置焊接的姿態(tài)如圖5 所示。

首先導(dǎo)入TH 焊槍及安裝座的數(shù)模，參考機(jī)器人用TR 槍焊接姿態(tài)，自制TH 槍架，如圖6 所示。

然后把TH 槍安裝到機(jī)器人的B8 板上。如圖7 所示。設(shè)置TH 槍的TCP 數(shù)據(jù)，驗證TH 槍的可達(dá)性及工藝性，其中相同的4 個焊點位置的焊接姿態(tài)如圖8 所示，結(jié)果顯示TH 槍搭配自制的槍架能滿足機(jī)器人可達(dá)性需求。

圖4 505RB200 機(jī)器人

圖5 505RB200 TR 焊槍焊接姿態(tài)

圖6 TH 槍數(shù)模

在DELMIA 中示教505RB200 的焊接程序，并導(dǎo)出離線程序。記錄TH 槍的TCP 數(shù)據(jù)及焊接BASE 坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)，用于現(xiàn)場離線程序的導(dǎo)入及調(diào)試，如圖9 所示。

圖7 TH 槍安裝

圖8 505RB200 TH 焊槍焊接姿態(tài)

圖9 離線程序及TCP 與BASE 坐標(biāo)系

圖10 現(xiàn)場程序調(diào)試

2.2 現(xiàn)場機(jī)器人程序調(diào)試

把離線程序?qū)氲浆F(xiàn)場機(jī)器人中，更換TH 槍，驗證離線程序?qū)τ诂F(xiàn)場的適用性，適當(dāng)對程序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，大大地減少了現(xiàn)場程序的調(diào)試工作量。現(xiàn)場程序調(diào)試如圖10 所示。經(jīng)由質(zhì)量部確認(rèn)，螺柱焊接質(zhì)量良好，此項改造工作成功完成。

3 結(jié)束語

通過具體事例分析，給出自動化生產(chǎn)線改造的仿真和優(yōu)化過程。通過DELMIA 軟件的應(yīng)用，可直觀觀察機(jī)器人在工作過程中運動狀況，對機(jī)器人的運動軌跡進(jìn)行建模仿真，并離線編寫程序。可以很好地指導(dǎo)生產(chǎn)實際，極大提升工程設(shè)計人員的設(shè)計效率，減輕現(xiàn)場機(jī)器人調(diào)試人員的工作量，減少不必要的浪費。