CN107844630A - 一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，在仿真平台上构建数字化工厂，对白车身焊接的整条生产线配置及工艺进行动态仿真；在仿真平台上构建控制逻辑模块，对白车身焊接整条生产线的控制逻辑进行动态仿真；将带有控制逻辑模块的数字化工厂与白车身焊接实体设备连接；对带有控制逻辑模块的数字化工厂和白车身焊接实体设备进行双向调试，验证实体设备下控制的虚拟生产线，以虚拟试生产代替初步的现场试生产。本发明从设计到装配调试，实现了对系统设备集成的虚拟调试以及数字化工厂创建的整套工作方法；通过数字化工厂制造、线体逻辑仿真验证自动化设备，在虚拟环境中调试，保证了设备的表现能够达到预期，缩短了制造系统的启动时间。

Description

一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法
技术领域
本发明涉及一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，属于白车身焊接技术领域。
背景技术
白车身焊接项目中，现有的方法一般仅对项目的结构布置及基本工艺参数的可行性进行简单的仿真设计，对于机器人的通信和PLC的通信无法进行模拟，由此常导致项目现场使用时，出现大的错误，导致系统无法运行，浪费大量的时间和成本。
虚拟调试技术(virtual commissioning technology)是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、集成调试过程统一建模，在计算机上实现产品从设计装配、检验、调试使用整个生命周期的模拟和仿真。这样，可以在产品的设计阶段就模拟出产品及其性能和制造过程，以此来优化产品的设计质量和制造过程，优化生产管理和资源规划，以达到产品开发周期和成本的最小化，产品设计质量的最优化和生产效率最高化，从而形成企业的市场竞争优势。虚拟调试的应用将会对未来制造业的发展产生深远的影响。
当前，高度自动化且灵活的制造系统包括了复杂工装、机器人、各种传输、安全及工艺性设备，其均有可编程逻辑控制器(PLC)方案控制。通过仿真可以实现设计较好的实际应用，减少制造系统在整合集成过程中发生的问题，和增加发现问题、解决问题的灵敏度。如何搭建白车身焊接的虚拟仿真系统是本领域技术人员致力于解决的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，其特征在于，该方法由以下3个步骤组成：
步骤1：在仿真平台上构建数字化工厂，对白车身焊接的整条生产线配置及工艺进行动态仿真；
步骤2：在仿真平台上构建控制逻辑模块，对白车身焊接整条生产线的控制逻辑进行动态仿真；
步骤3：将带有控制逻辑模块的数字化工厂与白车身焊接实体设备连接；
步骤4：对带有控制逻辑模块的数字化工厂和白车身焊接实体设备进行双向调试，验证实体设备下控制的虚拟生产线，以虚拟试生产代替初步的现场试生产。
优选地，所述步骤1中，通过平台构建数字化工厂。
优选地，所述步骤3中，带有控制逻辑模块的数字化工厂与白车身焊接实体设备通过SIMBA_PNIO仿真单元连接。
优选地，所述步骤4中，调试过程中，使用Cell Alignment方法对实体设备的位置进行测量。
更优选地，所述实体设备的位置包括机器人底座位置、工装平台位置。
更优选地，所述实体设备安装时，保证误差小于3毫米。
更优选地，所述步骤4中，调试过程中，避开机器人底座因机器人载荷沉降、偏移造成的影响，计算若干点在工装坐标系下和机器人坐标系下的映射关系，根据实体设备实际位置与理论位置的差值，对所述映射关系进行调整，得出工装坐标系与机器人坐标系的实际相对位置的映射关系，进而形成机器人离线控制系统。
本发明提供的方法克服了现有技术的不足，从设计到装配调试，实现了对系统设备集成的虚拟调试以及数字化工厂创建的整套工作方法。通过数字化工厂制造、线体逻辑仿真验证自动化设备，在虚拟环境中调试PLC代码，从而保证了设备的表现能够达到预期，并大幅缩短了制造系统的启动时间。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，包括如下步骤：
步骤1：通过平台构建数字化工厂，对白车身焊接工厂整线级工艺进行动态仿真；
步骤2：通过仿真技术构建控制逻辑模块，对白车身焊接生产线的控制逻辑进行动态仿真；
步骤3：通SIMBA_PNIO仿真单元连接数字化工厂与白车身焊接实体设备。
步骤4：进行调试，验证实体设备下控制的虚拟生产线，以虚拟试生产代替初步的现场试生产，以提高试生产效率、减少试生产耗时。
调试过程中，使用Cell Alignment方法对实体设备的位置，包括机器人底座位置、工装平台位置等进行测量，达到实体设备误差小于3毫米的高精度安装。
同时，使用Cell Alignment方法对实体设备的位置进行复测。以机器人底座位置为例，需要避开底座因机器人载荷沉降、偏移造成的影响，计算若干点在工装坐标系下和机器人坐标系下的映射关系，根据实际位置与理论位置的差值，对该映射关系进行调整，得出工装坐标系与机器人坐标系的实际相对位置，为有效地应用机器人离线技术夯实基础。
根据本实施例提供的白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法进行仿真调试后，可为每个项目节省20％的现场调试时间以及对应的人工成本，大幅降低集成调试过程中消极风险发生的几率，减少试生产过程中产生的废品和损耗。
本发明提供的方法可以建立智能机器人车身焊装自动生产线，大幅提升了智能机器人车身焊装的数字化工厂水平。

Claims (7)

1.一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，其特征在于：该方法由以下4个步骤组成：
步骤1：在仿真平台上构建数字化工厂，对白车身焊接的整条生产线配置及工艺进行动态仿真；
步骤2：在仿真平台上构建控制逻辑模块，对白车身焊接整条生产线的控制逻辑进行动态仿真；
步骤3：将带有控制逻辑模块的数字化工厂与白车身焊接实体设备连接；
步骤4：对带有控制逻辑模块的数字化工厂和白车身焊接实体设备进行双向调试，验证实体设备下控制的虚拟生产线，以虚拟试生产代替初步的现场试生产。
2.如权利要求1所述的一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，其特征在于：所述步骤1中，通过平台构建数字化工厂。
3.如权利要求1所述的一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，其特征在于：所述步骤3中，带有控制逻辑模块的数字化工厂与白车身焊接实体设备通过SIMBA_PNIO仿真单元连接。
4.如权利要求1所述的一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，其特征在于：所述步骤4中，调试过程中，使用Cell Alignment方法对实体设备的位置进行测量。
5.如权利要求4所述的一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，其特征在于：所述实体设备的位置包括机器人底座位置、工装平台位置。
6.如权利要求4所述的一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，其特征在于：所述实体设备安装时，保证误差小于3毫米。
7.如权利要求1或4所述的一种白车身焊接虚拟仿真系统的建立方法，其特征在于：所述步骤4中，调试过程中，避开机器人底座因机器人载荷沉降、偏移造成的影响，计算若干点在工装坐标系下和机器人坐标系下的映射关系，根据实体设备实际位置与理论位置的差值，对所述映射关系进行调整，得出工装坐标系与机器人坐标系的实际相对位置的映射关系，进而形成机器人离线控制系统。
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