基于DELMIA_Robotics的白车身焊接机器人仿真应用

基于DELMIA_Robotics的白车身焊接机器人仿真应用收稿日期：2011-09-27基金项目：安徽省工业机器人成套技术开发与应用资助项目；2009年安徽省立项课题：工业机器人成套技术开发与应用作者简介：秦基伟（1983－），男，安徽芜湖人，工程师，本科，研究方向为工业机器人控制与应用。

0 引言多年以来，白车身焊装领域，国内的绝大多数主机厂还停留在一个较低的技术水平上。

焊装、总装工艺工程师最为主要的工作内容就是Excel 填表和截图，文本性的工作占据了大量时间，工艺工程师很难有时间去考虑制造工艺本身的问题，如节拍、生产线布局合理性以及工位仿真等。

DELMIA 就是应运而生的全3D 数字化制造解决方案。

它能使在真实工厂或者生产过程还没有开始前，在虚拟空间中对真实工厂进行数字化仿真，并提供优化的结果。

为前期项目方案制定，项目竞标，以及方案实施提供有利帮助，同时为后期示教、维护提供直观的指导。

本文以奇瑞-哈工大联合开发的大负载六自由度QH-165型机器人，为应用对像，仿真S11白车身侧围的点焊过程，通过DELMIA 软件中的Robotics 模块对其进行焊接路径的仿真。

结果表明，利用DELMIA/Robotics 实现机器人仿真是方便、准确和有效的。

1 机器人结构及技术指标QH-165型机器人为六轴串联机器人，其本体结构如图1所示，整个系统由机械本体和电控系统两大部分组成。

实际焊接应用时需增加焊接控制器、焊枪以及水、气控制检测等外部设备。

机器人技术参数见表1。

图1 QH-165机器人模型表1 机器人技术指标技术参数产品型号QH-165控制轴数6手腕最大负载（Kg ）165运动半径 (m)2.66基于DELMIA ／Robotics 的白车身焊接机器人仿真应用The simulation based on DELMIA/Robotics for body-in-white welding robot秦基伟，章敏凤，杨宁QIN Ji-wei, ZHANG Min-feng, YANG Ning（奇瑞汽车股份有限公司，芜湖 241006）摘要：针对汽车焊接机器人工位缺乏精确可靠的焊接过程分析，作者应用DELMIA／Robotics软件以奇瑞自主研发的QH-165型机器人为仿真对像，结合S11车身侧围工艺，实现汽车侧围的机器人焊接工位仿真。

第4期2013年4月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool ＆Automatic Manufacturing TechniqueNo．4Apr．2013文章编号：1001－2265（2013）04－0106－04收稿日期：2012－09－12*基金项目：国家科技支撑项目（2012BAF06B01）；年产24万辆乘用车机器人焊接自动化生产线（发改办高技【2011】2548号）作者简介：林巨广（1963—），男，安徽六安人，合肥工业大学机械与汽车工程学院教授，工学博士，博士生导师，主要从事汽车自动化装备、汽车实验台等研究，（E －mail ）linjuguang@jee．com．cn 。

基于DELMIA 焊装线工艺规划与仿真验证*林巨广，樊晓光，李体振（合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009）摘要：基于DELMIA 的虚拟仿真技术，实现对白车身焊装线项目的前期工艺规划和仿真验证包括焊装线中工作站的建立、概念焊钳设计与验证、焊接工位的布局、干涉分析、三维工厂及离线编程的建立；通过仿真验证分析焊接装配过程中可能出现的问题，并提出了解决方法，确定工艺方案。

指导现场装配和现场调试，提高工作效率，降低生产成本。

关键词：DELMIA ；白车身；焊装线；仿真中图分类号：TH16；TG65文献标识码：A Process Planning and Simulation Verification of Welding Line Based on DELMIALING Ju-guang ，FAN Xiao-guang ，LI Ti-zhen（School of Mechanical ＆Automotive Engineering ，Hefei University of Technology ，Hefei 230009，China ）Abstract ：The virtual simulation technology is used to implement the preliminary process planning and simulation verification of BIW welding line project ，including the establishment of work station in weld-ing line ，design and verification of conceptual welding clamp ，layout of welding post ，interference analy-sis and establishment of 3D plant and off-line programming．Problems that may appear during the weld-ing and assembling are analyzed through the simulation and verification ，with solutions provided and process plan determined subsequently ，thus to offer guidance for field assembly and field commissioning ，hence raising efficiency and lowering production cost．Key words ：DELMIA ；body in white ；welding line ；simulation0引言近年来，汽车行业的竞争日益激烈，客户对于汽车的要求也不断提高；面对着目前汽车产品车型周期短，市场变化快的情况，高精度高、高柔性化的汽车混合焊装线已成为车身焊接技术的发展方向［1］。

DELMIA在机器人生产线仿真中的应用陈世钟;宋健;黄卓;窦正伟;管贻生【摘要】Industrial robot is characteristic of high speed, high precision and low cost, so it is widely used in modern industry. The simulation of robot automation production line can be used to improve the technology level and competiveness of enterprise and re-duce the production cost. Through a specific case, this paper describes the application of DELMIA in the robot production line simula-tion, and then models and simulates the whole production line equipment, analyses the dynamic interference between the equip-ment, optimizes the layout and production flow and introduces the notion of man-machine .The result shows that the application of this system can help the enterprises to improve the ability in response to the market and the overal benefit.%对机器人自动化生产线进行仿真，有助于企业提高其技术能级，降低生产制造成本，提升竞争力。

基于GA及DELMIA的白车身焊接机器人三维路径
规划研究的开题报告
一、研究背景和意义
伴随着工业化进程的加速和生产效率的提升，自动化技术在制造业
领域中得到了广泛应用，其中焊接机器人技术是自动化制造的关键技术
之一。

然而，由于焊接机器人作业涉及到复杂的空间规划和路径选择，
使得机器人的自主性比较低，由此造成了工作效率低下、生产成本较高
的问题。

因此，本课题旨在研究基于遗传算法和DELMIA的白车身焊接机器
人三维路径规划，以实现机器人自主化路径规划和优化，从而提高机器
人的生产效率和经济效益。

二、研究内容和方法
本课题主要研究内容包括：
1.研究白车身焊接机器人的运动学模型和振动模型，并确定其关键
参数。

2.结合GA（遗传算法）算法，建立白车身焊接机器人路径规划模型，探究其路径规划方法和优化策略。

3.基于DELMIA软件，实现白车身焊接机器人三维路径规划模拟。

4.通过仿真实验验证模型的有效性，并对比不同算法在机器人路径
规划和优化方面的性能表现。

本课题采用的研究方法包括文献综述、数学建模、软件仿真和实验
验证等。

三、预期目标和意义
本课题的预期目标包括：
1.建立基于GA及DELMIA的白车身焊接机器人三维路径规划模型。

2.优化机器人路径规划策略，提高机器人的自主性和运动效率。

3.通过仿真实验，验证模型的有效性，并比较不同算法在机器人路径规划和优化方面的性能表现。

4.实现制造企业的智能化生产，提高生产效率和经济效益。

本课题的研究成果将在工业自动化领域中应用，具有重要的应用价值和社会意义。

好地实现不同的系统之间共享和重用,而且可以借助智能化本体检索,实现虚拟样机模型搜索的能化,能够更好地辅助设计人员进行产品设计,从而快速地响应客户需求,在市场竞争中获取更大利益。

参考文献:[1]Siv a-shanmug am K,V erma K.Speed-R:Semant icP2P Env iro nment fo r Div erse Web Serv ices R eg is-tries[D].T err ell Hall A thens,G A:U niver sity o fGeo rg ia,2002.[2]Dumas M,O.Sulliv an J,Her avizadeh M,et al.T o-war ds a Semantic F ramew ork for Serv ice Descrip-tio n[C]//P ro c.o f the IF IP Conf.on Database Se-mant ics.Amster dam:K luw er A cademic Publishers,2001:277O291.[3]吴健,李莹,邓水光,等.网络化制造环境中的Web服务模糊匹配研究[J].浙江大学学报,2006,40(9):1545O1549.[4]汪锦岭,金蓓弘,李京,等.基于本体的发布/订阅系统的数据模型和匹配算法[J].软件学报,2005,16(9):65O77.[5]高鹏,林兰芬,蔡铭,等.基于本体映射的产品配置模型自动获取[J].计算机集成制造系统一CIM S,2005,99:810O816.[6]Doshi P,G oo dw in R,A kkiraju R,et al.Par ameter-ized Semant ic M atchmaking for W or kf low Compos-itio n[EB/O L].(2004O10O01)[2009O05O29].ht tp:///pdoshi/r esear ch/RC23133.htm l. [7]谭伟,范玉顺.网络化制造环境下服务匹配与合成问题研究[J].计算机集成制造系统)))CIM S,2005,11(10):1408O1413.(编辑袁兴玲)作者简介:袁逸萍,女,1973年生。

基于DELMIA的机器人三维测量仿真
查弘文;王宏涛
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2013(040)001
【摘要】利用机器人实现工件的三维测量仿真对提高测量效率、降低测量成本、满足企业自动化生产的需求等具有重要意义.以某轿车车门为例,应用DELMIA软件实现了轿车车门的机器人三维测量的动态仿真.首先运用软件的“零件设计”工作台实现了机器人三维测量仿真系统中视觉传感器、车门、测量夹具等元素的建模；然后利用软件的“设备任务定义”工作台,建立了仿真系统的虚拟环境并完成机器人测量路径规划；最后应用软件的“设备任务定义”工作台实现了机器人三维测量的动态仿真.实验结果表明,所设计的机器人三维测量某轿车车门的仿真系统具有良好的仿真效果.
【总页数】3页(P19-21)
【作者】查弘文;王宏涛
【作者单位】南京航空航天大学机电学院机械电子工程系,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院机械电子工程系,江苏南京210016
【正文语种】中文
【中图分类】TP242.3
【相关文献】
1.基于DELMIA的机器人柔性滚边系统仿真研究 [J], 张青青
2.基于DELMIA的工业机器人运动轨迹的建模仿真研究 [J], 周尔民;彭小剑;郑亚波
3.基于DELMIA/Robotics的白车身焊接机器人路径仿真研究 [J], 王家海;庞旭旻
4.基于DELMIA/Robotics的白车身焊接机器人仿真应用 [J], 秦基伟;章敏凤;杨宁
5.基于DELMIA的机器人工作站仿真研究 [J], 贺金鑫
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摘要：在虚拟装配中，可以通过人机工程的仿真和运用来评估虚拟装配设计的质量和零部件的装配可达性。

本文将人体模型作为虚拟装配的一个重要因素来研究，根据DELMIA中人体模型特点，阐述了人机工程在虚拟装配中的应用，并在DELMIA中进行了人机工程仿真应用示例。

关键词：虚拟装配；人体模型；人机工程；仿真中图分类号：TB18文献标识码：A文章编号：1673-9205（2009）04-0012-04Ergonomics Simulation And Application in Virtual Assembly based on DELMIAYANG Ming，YIN Ming-de（Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu210016）Abstract：It can evaluate design’s quality and assembly reach a-bility by ergonomics simulation and application in virtual assem-bly.In this paper,with human model considered as a important influencing fact,a predigestion human model is presented,and use it to calculate the reach zone of the bining er-gonomics simulation and application in DELMIA,the importance of ergonomics application in virtual assembly is corroborated. Key words：Virtual Assembly；Human Model；Ergonomics；Simulation0引言目前虚拟装配是装配领域近年来的一个新兴的研究方向，它的研究与发展极大地推进了虚拟制造技术完善，具有广阔的应用前景。

白车身装焊夹具的设计及点焊机器人的焊接仿真研究摘要：汽车是当前社会中的重要交通工具，在汽车的设计和生产过程中，为了进一步提升生产效率、提高产品质量，可以对白车身焊接技术进行应用。

对于汽车的质量和性能发挥来说，白车身焊接质量具有直接的影响。

对于汽车来说，车身的设计制造对于行驶安全、燃油经济性、人机工程学、艺术美学等方面，都发挥着较大的作用。

而为了提升白车身焊接质量，装焊夹具、点焊机器人等，都是十分重要的部分，因此本文对白车身装焊夹具设计，以及点焊机器人的焊接仿真进行了研究。

关键词：白车身；装焊夹具；设计；点焊机器人；焊接仿真前言：在当前的社会当中，汽车是最为普及的交通工具，在社会当中占据了至关重要的位置。

在汽车工业当中，车身工程是发展最为迅速的一个方面，对于汽车的整体性能与质量来说，使至关重要的。

在汽车制造当中，白车身作为承载其它零部件的主要结构，通常使钢结构支撑部件，具有十分复杂的工艺流程。

而在这一过程中，白车身的焊接无疑是最为重要的部分。

对白车身进行科学、合理的焊接处理，能够有助于提升整车的质量和性能，因而具有十分重要的意义。

一、白车身装焊夹具及焊接技术白车身是汽车当中一个十分重要的部分，指的是在内饰件总装、涂装之前的车身，需要承载汽车的内外装饰件、电子系统、形式系统、动力系统等子系统，对于汽车的外观质量、外观形象、平顺性、舒适性、动力性等质量和性能都有着至关重要的影响。

在车身的装焊过程中，需利用相应工艺进行夹紧、定位、定型，对车身总成、分总成、合件、组件等进行组合，并通过焊接使其成为一个整体。

装焊夹具是指在装焊当中应用的夹具，可根据不同的需求、生产条件、车型结构等进行设计制造。

在汽车制造当中，需要进行大量的焊接操作，并且对焊接精度的要求也非常高[1] 。

在车身中应用的钢板，通常厚度不大，因而在焊接过程中，为了避免焊接变形，提升焊接效率，通常采用凸焊、点焊等方式进行操作。

在点焊中，装配工件，形成搭接接头，在两电极之间，进行通电和夹紧，将母材利用电阻热能进行融化，从而产生焊核，在此基础上完成点焊。

点焊机器人路径规划及应用摘要：针对目前白车身焊接机器人路径规划不合理的问题，总结归纳了不同算法的优点和不足，改进了贪婪算法容易进入局部最优的缺陷，并提出一种基于删除最大的距离的路径规划新算法。

结合实际生产线车身侧围焊点布局，用两种算法作了对比分析，最后用DELMIA软件进行了实例验证。

关键词：白车身；路径规划；TSP问题；贪婪算法前言随着社会经济和科学技术的快速发展，焊接机器人技术不管是在研究领域还是工程实践领域都有了很大的提高。

焊接机器人在白车身焊接上的运用，很大程度上提高了焊接质量，改善了工人的劳动条件，提高了生产效率。

而点焊以其独特的成本优势使得它成为了目前国内的各大汽车组装厂的主要焊接方式。

然而在实际生产过程中，传统的点焊机器人一般采用路采用在线示教方法对机器人的路径进行规划和仿真，由于工作任务和工作环境的复杂性，并且多台机器人还需避免相互干涉和碰撞，因此，实际工作中需对机器人反复调试，从而会导致机器人路径的设计工作量大、效率低，且不便于优化、无法并行工作[1]。

本文在对点焊机器人和车身进行虚拟建模的基础上，提出基于删除最大距离的新型算法，并编写算法实现程序，在DELMIA软件仿真中实现点焊机器人路径自动规划，在很大程度上提高点焊机器人的路径规划设计效率，提高了点焊机器人的工作效率。

1.白车身焊接特点焊接工艺是整车制造厂四个工艺之一，是白车身加工制造的重要环节，白车身焊接包括对发动机仓，前底板，后地板，侧围，顶棚和五门一盖等零部件或零部件总成的装配焊接。

本文就侧围工位机器人点焊具有如下特点：1.1工作环境复杂。

侧围工位主要运用点焊机器人进行自动化焊接，焊接工位包括机器人群组，工装夹具，车身工件，传输装置等。

机器人的活动范围是有限的，特别是在多台机器人在同一工位上执行操作的时候，往往会对机器人的路径规划造成很大的困难。

1.2焊点数量多。

每个焊接工位上面有多台机器人，每台机器人负责的焊点一般二十个左右。

大连工业大学本科毕业论文基于ROBCAD白车身焊接仿真工艺研究Research on Simulation Technology of BIW Welding based onROBCAD论文完成日期2018年6月13日学院：机械工程与自动化学院专业：工业工程学生姓名：赵前腾班级学号：工业131-01指导教师：金海华评阅教师：程金石2018 年6 月摘要轿车白车身是汽车的重要组成部分，是构成汽车的四大部分之一，是以“钢结构”为主的汽车零部件载体。

车身焊接是白车身制造工艺中最重要的工艺过程之一，车身焊接的质量、精度、生产效率对整车的质量、精度、生产效率有着直接的影响。

在大规模制造方式下，生产流水线是提高产品质量和生产效率的有力工具，在白车身焊接生产过程中也不例外。

本文通过论述虚拟制造技术这一先进制造技术的概念、发展现状，提出了运用虚拟制造技术进行白车身焊接生产线设计的技术架构、技术关键点、方法和流程，详细介绍基于虚拟仿真软件进行白车身焊接生产线设计的设计方法和设计评价标准，以实现了型侧围外板手动焊接工位的虚拟仿真，运用虚拟仿真结果指导生产线的设计。

关键词：车身焊接；白车身；工艺；虚拟仿真AbstractCar white body is an important part of automobile and one of the four major parts of automobile. Body welding is one of the most important processes in the white body manufacturing process. The quality, precision and production efficiency of the body welding have a direct impact on the quality, accuracy and production efficiency of the whole vehicle. In large-scale manufacturing, production line is a powerful tool to improve product quality and production efficiency, and it is no exception in the production process of white body welding. This paper discusses the concept and present situation of virtual manufacturing technology, and puts forward the technical framework, key points, methods and flow of the design of white body welding production line using virtual manufacturing technology. This paper introduces in detail the design method and design evaluation standard of the white body welding production line based on the virtual simulation software to realize the virtual simulation of the manual welding work station of the shape side outer plate. The virtual simulation result is used to guide the design of the production line.Key Words：Body Welding; White Body; Process; Virtual Simulation目录引言 (1)第一章白车焊接工艺基本内容研究 (2)1.1 白车身的定义与特点...................................................... 错误!未定义书签。

白车身装焊夹具的设计及点焊机器人的焊接仿真的开题报告一、选题背景随着汽车行业的发展，要求汽车生产线的效率和质量越来越高。

在汽车制造的过程中，焊接是不可避免的过程之一。

而目前大多数汽车焊接工作仍是由人工完成，这种方式生产效率低、质量难以保证、数据化程度不高，且会存在一定的安全隐患。

因此，引入机器人技术来完成汽车焊接，可以提高焊接质量和效率，减少人工成本，同时提高生产线的安全性和可控性。

二、选题意义本文选取汽车生产线上的白车身装焊夹具的设计及点焊机器人的焊接仿真作为研究课题，旨在解决目前点焊夹具易磨损、焊接质量不稳定等问题，提高生产效率和质量。

同时，通过开展焊接仿真研究，可以在保证焊接质量的前提下减少试验次数，降低生产线投资成本。

因此，该研究具有一定的理论和实际意义。

三、研究内容1. 白车身装焊夹具的设计根据汽车行业的特点和要求，结合当前设备和工艺要求，设计符合实际生产需要的白车身装焊夹具。

2. 点焊机器人的程序开发结合白车身装焊夹具的设计，编写点焊机器人的程序，使其可以准确地按照设计要求进行焊接。

3. 点焊机器人的仿真研究使用仿真软件进行焊接仿真研究，测试设计的焊接程序在实际使用中的稳定性和效率。

四、研究方法1. 设计方法：采用工具设计软件进行白车身装焊夹具的设计，并使用机器人控制软件编写点焊机器人的程序。

2. 焊接仿真方法：采用焊接仿真软件建立汽车焊接流程的仿真模型，进行焊接过程分析和焊接工艺参数优化。

五、研究计划第一年：1. 研究白车身装焊夹具的设计及点焊机器人的程序开发。

2. 开展点焊机器人的焊接仿真研究。

第二年：1. 对上述研究内容进行改进和优化。

2. 开始着手编写毫米波雷达噪声下电视信号处理的MATLAB仿真程序。

第三年：1. 完成毫米波雷达噪声下电视信号处理的MATLAB仿真程序的开发工作。

2. 对研究内容进行总结和总结性论述。

六、预期成果1. 白车身装焊夹具的设计方案。

2. 点焊机器人的程序开发。