摘要：焊缝设计复杂，焊接设备的加工时间和成本都很高。汽车熔接痕的高效可靠设计已成为汽车行业的一个关键问题。随着制造技术和软件系统的进一步发展和完善，数字车间技术应运而生。该技术允许对生产线进行工程仿真、人工仿真和离线编程、过程认证和优化以及高质量自动焊接的设计。它为制造商和供应商提供了一个统一的数据平台，涵盖了制造的各个方面，并允许及时共享信息。

关键词：数化工厂;车门自动化;焊装线

引言

伴随着技术革命和产业变革的新浪潮，中国制造业正朝着数字化和智能化的方向发展。汽车工业是先进制造业的典型代表，拥有广泛的行业专门知识，对本区域工业发展、提高就业率和促进经济发展至关重要。近年来汽车行业发展迅速，汽车企业之间存在竞争。为满足新型汽车工业的需求，数字工厂的新技术已经开发出来，以简化汽车的制造和设计，缩短前置时间，加快产品上市，降低生产成本。点焊、电弧焊接、激光焊接、粘合剂和压力联接目前采用国家数字车间技术。基于数字工厂平台创建焊接工艺数据库，将产品、操作、资源和制造特性连接起来，为熔接痕和制造工艺的前视图创建数字孪生模型，模拟数字工厂中门的焊接工艺，验证重复性逻辑、工艺能力和机器人可行性，分析和修复、优化和消除静态和动态空间干扰，对实际生产线的布局和生产节拍进行优化改进，提高工作效率和设备利用率。

1数字化工厂模型的设计与应用

规划以智慧园区为基础，以IT技术和OT技术为支撑，以前瞻技术为引导，通过构建支撑应用场景的IOT架构。广州工厂投入了大量的自动化设备和信息化应用系统，包含工厂级MES生产执行系统，设备管理系统，质量管理系统，SAP系统，供应商管理系统，WMS系统，AGV智能调度系统，可视化监控系统等。以往各个系统因为基础软件的不同，相互之间都是孤岛，数据需经过离线人为格式转换从系统导入另外一个系统。因此，针对不同工业基础软件的面向业务需求的接口二次开发至关重要。通过MES结合智能识别RFID系统，从制造的角度、从生产计划与生产过点动态角度把所有不同模块从业务的角度串联起来。

2车门焊装线工艺规划

焊接工艺是汽车行业最重要的制造工艺。焊接工艺因不同汽车制造商的车辆结构差异较大而有所不同。根据对车门结构的分析，前门接合线设计为根据整个汽车集团对车间未来的规划要求，制造一条只需手动装配的全自动多车生产线。前门焊缝的Takt根据生产工艺和生产计划计算115秒。在相应的工作站上布置一系列焊接点和胶条是焊接生产线计划的首要任务。各站的工作内容包括：路面、夹具打开、焊接、转盘、零件提升机等。每项作业所需的时间是根据车辆厂的经验值确定的，这些值随后会根据实际需要进行调整。每项操作都需要时间和经验。由于车辆前后对称，为了提高机器人的利用率，为了缩短工艺转换过程，设计了生产线，使左右车门的制造站在中间工业机器人两侧对称分布。工位1当两个操作员安装左前挡板、内板、后投影装配板等部件时，两个工业机器人可以焊接从转盘传输的右前面板部件。焊接后，焊接人员可以在安装夹具并从转盘传输后旋转左前板的组成，使其能够循环移动。在工位2中，两个工业机器人分别攻击工位1中两个夹具上的前挡板装配，旋转90度进行固定填充焊接，并将总成放在工位3上的夹紧装置上，为下一周期做好准备;3工位通过两个操作固定，例如外板加固环、外板、碰撞梁。工业机器人必须循环焊接左右前门内板构件;在工位4中，工业机器人无限循环地攻击以前固定填充焊缝工作装置的内板，旋转以复盖带内板并形成前外。

3数字化工厂建模

FD-010用于数字车间使用数字车间技术，模拟计算机上的真实工厂环境，并将车间中的所有资源置于虚拟软件环境中的实际大小和比例。初步确定每个工作站的产品型号、焊接点、焊缝、夹具和夹具结构后，将各种资源导入到软件中。为FD-010工作站创建数字工厂模型。基于初始工艺计划、布局和焊缝分布，为基于人体的焊缝工作站创建数字工厂模型，执行以下步骤：为基于点焊的工作站创建仿真模型。②设置各种参数，例如b .焊接参数、工艺参数;*根据计划方案为台站运行图创建SOP（序列操作），在SOP中运行仿真模型。在结构碰撞、Takt超时、机器人无法到达等情况下。，需要修改和优化。具体措施包括改变夹具结构、更换焊接大炮、调整机器人、优化路径、重新分配焊接点等。数字车间的建模过程如图4所示。方案验证后，必须对机器人进行编程和调试。机器人编程分为演示和离线编程。客户必须使用该技术调试驱动机柜，以下应用于运行机器，甚至更多地运行列车，以及将项目存储到机器上。离线编程时，OLP模块应用于数字工厂模型，预配置软件中的路径，设置各个钎焊接头的焊接参数，在校准后导入机器人并修复错误。离线编程与演示编程相比具有以下优点：①它不影响机器人的工作，减少了机器人的停机时间。②改进编程环境，使工程师远离危险的工作环境;③促进CAD/CAM/机器人的一体化;④通过数字车间技术的验证，可以对复杂的操作轨迹进行编程，以提高程序的准确性和可靠性。Rob CAD的离线编程通过RRS协议与机器人RCS建立通信，从而在二者之间建立离线编程接口。采用RCS创建的脱机程序。PE格式，其中代码是ASCII代码。但是，因为机器人只能在现实世界中使用。以二进制代码编写的tp文件必须由RJ转换器转换为数据格式，才能在机器人上运行生成的脱机程序。

4工艺一体化平台

基于3D的数字化工艺规划、仿真和优化平台来帮助恒大新能源汽车建立高效的、高质量的产品生产工艺规划水平，通过工艺一体化平台，实现产品设计数据向制造的同步，工装和工艺派生数据的在线设计，以及工装与产品数据的关联设计。建立以结构化数据方式整合在一起的产品、工艺、工厂、制造信息，实现制造、过程数据信息化和精细化管理。以产品数据、工艺资源数据为基础，在数字化环境内，进行工艺布局、工艺设计、工艺仿真验证。提高工艺文件编制效率，实现工艺经验积累、有效重用，最终实现设计面向制造。工艺数据中台的工艺管理：通过三维设计数据的同步更新，进行工艺数据的统筹管理;以产品、工艺、工厂、制造信息整合的结构化数据方式进行BOP发放管理。基于统一的三维数据协同管理平台，进行标准作业流程的固化，并形成标准作业指导，为精益制造、敏捷生产提供有利的基础保证。工艺管理平台的工艺组织：通过工艺一体化平台，构建统一工艺数据结构，形成工艺信息模版，实现工艺经验积累、有效重用。建设与PLM系统高度集成的三维数字化协同工艺设计与管理系统，工艺编辑按照树状结构化方式进行组织管理，能够实现产品族的扩展和组织，进而搭建与制造工艺数据的关联，形成多品种的工艺数据拓展和组织管理。将三维工艺模型、工艺文档等数据直接与对应的工序/工步相关联，所有工艺数据均按照PBOM层级关系进行组织和展示。工艺输出同时支持二维/三维、视频动画等多种工艺表达形式。

结束语

本文详细研究了基于汽车车间焊丝的工艺规划过程，建立了机器人焊接站的数字工厂模型。由此产生的离线程序最终导入到在现场运行的机器人中，以提高焊接效率和可靠性，缩短项目周期，实现巨大的企业生产成本效益。数字车间技术的实施为国内汽车制造商带来了巨大的利益。这方面的人才今天比较稀缺，需要在国外积极学习。

参考文献

[1]许敏，玄文凯，于翔.工厂数字化交付平台应具备的基本功能探究[J].软件，2019，40（11）：195-198.

[2]蔡炳杰，廖朋芳.基于数字化与智能化技术的工厂规划[C]//.2019中国汽车工程学会年会论文集（5）.，2019：226-231.

[3]朱广民.数字化工厂与数字化交付分析[J].中国管理信息化，2019，22（20）：87-89.

[4]刘效禹.数字化工厂与协同设计[J].当代化工，2019，48（09）：2173-2176

[5]刘效禹，王洋.浅谈数字化工厂与数字化交付[J].化工管理，2019（24）：109.