中气轿车侧围焊接工位设计与仿真分析

论文摘要

侧围焊接是汽车白车身焊接生产线中关键工位之一。本文以中气轿车白车身焊接试制线的设计为背景，对侧围焊接工位的布局、夹具方案设计以及机器人的运动路径规划进行了研究。基于DELMIA软件，提出了焊接工位的虚拟设计流程；将产品和焊缝信息导入DPE系统，并创建工艺路线和构建资源库；在此基础上，完成了侧围焊接工位的前期工艺规划。通过对侧围焊接工位的机器人布置方案进行分析，确定了该工位的基本布局方案；应用可视化平台与工艺约束相结合的方式，进行机器人的焊接任务分配，降低了任务分配的难度；在此基础上，通过对不同位置焊缝的机器人可行布置区域计算，确定了机器人的摆放位置。通过对侧围内板的特征分析，总结了其焊接夹具的设计要求；应用全型面定位方式和电磁力夹紧方式，完成了侧围内板焊接夹具的方案设计与建模；通过仿真分析并优化了夹具结构，使之满足生产环境的要求。应用符号法对机器人的位姿进行分析，确定了机器人在不同焊缝端点之间运动的最佳位姿，减少了机器人运动的时间；考虑机器人位姿变化对运动时间的影响，利用分支定界法对其运动路径进行规划，确定了机器人运动的最佳路径；最后通过仿真分析，验证了所规划路径的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究和发展现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 焊接技术与设备介绍
• 2.1 白车身焊接技术
• 2.1.1 点焊
• 2.1.2 激光焊接
• 2.2 焊接设备介绍
• 2.2.1 焊接机器人概述
• 2.2.2 焊接头概述
• 2.2.3 焊接夹具概述
• 2.3 本章小结
• 第3章 侧围焊接工位的布局设计
• 3.1 DELMIA 简介
• 3.2 焊接工位虚拟设计流程
• 3.3 焊接工位前期工艺规划
• 3.3.1 产品结构和焊缝信息的导入
• 3.3.2 工艺路线的创建
• 3.3.3 资源库的构建
• 3.4 焊接工位的布局设计
• 3.4.1 布局方案的设计
• 3.4.2 焊接任务的分配
• 3.4.3 机器人位置的摆放
• 3.5 本章小结
• 第4章 侧围焊接工位的夹具方案设计
• 4.1 中气轿车白车身结构特点
• 4.2 白车身焊接工艺流程
• 4.3 侧围内板的特征分析
• 4.3.1 侧围内板结构特征分析
• 4.3.2 侧围内板的焊接特征分析
• 4.4 侧围内板夹具方案设计与建模
• 4.4.1 夹具的设计要求
• 4.4.2 夹具的定位原理
• 4.4.3 夹具方案设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 侧围焊接工位的路径规划
• 5.1 机器人焊接路径规划
• 5.1.1 旅行商问题及分支定界算法的基本思想
• 5.1.2 TSP 模型建立
• 5.1.3 侧围焊接工位的路径规划
• 5.2 机器人轨迹控制
• 5.2.1 机器人位姿分析
• 5.2.2 机器人动作控制
• 5.3 机器人运动仿真
• 5.3.1 工位的 SOP 分析
• 5.3.2 侧围焊接工位仿真分析
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文