智能製造：數字化協同技術在BIW焊裝產線的應用

                              

隨着汽車工業的發展,如何利用數字化技術提升整車製造水平,已經成爲各廠商亟待解決的問題。經過數字化工廠系統的應用使得白車身整車項目前期工藝設計、生產線規劃質量有了顯著提高,數字化工廠已經成爲現代焊裝生產準備過程當中必不可少的技術。

焊裝生產線是指必須通過焊接工藝才能完成完整產品的綜合生產線，它包括專用焊接設備，輔助工藝設備以及各類傳輸設備等。它由車身總成線和許多分總成線組成，每一條總成線或分總成線又由許多焊裝工位組成。每一個工位由許多定位夾緊夾具、自動焊接裝置以及檢測裝置等設備以及供電供氣供水裝置組成。線間、工位間經過搬送機、機器人等搬送設備實現上下料和零部件的傳送，以保證生產線內各工位工做的連貫性。

焊裝生產線包括：車身完成線、主焊線、地板總成線、側圍總成線、移動線以及子線。焊裝產線自動化程度高，組成複雜，好比：多臺焊接機器人、焊槍、修磨器、換槍盤、氣動點定夾具等等。線體上主要的工做是夾具的設計製造，和整條線的集成調試等。在產線開發過程當中與整車廠之間須要交換焊裝工藝方案、車身數模等，與外部設備配套商交換產線空間佈局信息。而線體商內部的協同就更加頻繁，涉及到多個專業和工做組，好比：線體佈局、夾具設計、工藝方案仿真、電氣控制開發等等。

目前線體生產線設計過程當中使用到的開發工具不知凡幾，有作整體佈局的工具、三維設計工具、工藝仿真工具、虛擬調試工具等等。線體商也結合這些工具的能力開發了靈活、高效的設計方法，好比：先作焊裝工藝仿真、利用仿真工具出槍雲、基於槍雲作夾具設計、再不斷細化夾具設計、過程當中不斷爲佈局提供二維投影、作氣動動做仿真、基於動做仿真作虛擬調試、做爲電氣控制設計的輸入等等。

在這個過程當中，出現了諸多協同上的問題，尤爲產線仿真人員和產線佈局人員須要共同對產線總體進行調整，其協同交互的頻率很是高。好比：數據轉化量大、格式多（JT、Dwg、Stp、Xml、CSV、3dx等等）、交互頻繁、數據傳遞鏈路長、數據失真，而數據狀態又沒有控制，所以，總體協同效率很低、設計週期長、容易出現設計錯誤。

西門子數字化設計套件（Teamcenter、TCM、NX、Tecnomatix等）能有效解決上述協同問題。其中，西門子數字化製造理念中的"3PR"是其核心思路，"3PR"——Product(產品)、Process(焊裝工藝)、Plant(產線)、Resource(生產資源)。將3PR的理念引用到線體開發中，須要一些適應性的調整，以下：

Product(產品) —— 白車身零組件、BOM；

Process(工藝) —— 白車身焊裝工藝BOP；

Plant(產線) —— 焊裝產線（線體商主要設計工做）；

Resource(資源)—— 產線中全新設計的夾具（線體上主要設計工做），機器人等；

從上述調整咱們能夠看出，線體商的主要設計的產品實際上是"3PR"中的Plant(產線)和Resource(資源)。基於上述分析，焊裝產線數字化協同設計解決方案的框架以下：

                                                      

                                                                                    迪基透：焊裝產線數字化協同設計解決方案

在此方案框架中，以Teamcenter爲支撐平臺，將NX或其餘CAD產生的三維模型，統一轉換爲JT格式，以Process組織管理焊接工藝、產線、BIW焊接件等，以Plant組織管理產線和資源，將產線佈局設計和產線仿真共用的Plant和Resource統一管理，支持產線佈局設計人員使用NX Line Designer和產線仿真人員使用Tecnomatix PS進行協同設計和仿真。利用Teamcenter強大的數據和過程管理能力，將產線項目的前期數據、產線仿真的數據、夾具設計數據、產線佈局的數據進行統籌管理。而且創建各專業小組的數據協同共享區，圍繞產線、工藝、資源、槍雲圖等進行交互。在系統中由於數據惟一，版本狀態可控，各專業小組可及時獲取到信息，共同協同工做，而且將中間格式轉換爲JT格式，大幅提高協同效率。