CN112131684A - 基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，其步骤为：首先，利用建模软件建立汽车白车身焊接夹具参数化定制系统和汽车焊接生产线的三维模型，并基于Unity3D软件对三维模型进行仿真得到汽车焊接虚拟产线；其次，根据汽车钣件数据和参数化定制系统得到汽车钣件焊接夹具，并将汽车钣件焊接夹具和汽车焊接虚拟产线进行虚拟装配，得到汽车白车身虚拟焊接生产线；然后，构建汽车焊接物理生产线，通过汽车焊接生产线物理模型与虚拟模型的联动，检验设计的夹具模型是否满足焊接要求。本发明利用汽车焊接虚拟产线实时反映物理产线的关键信息和运行数据，减少汽车焊接物理产线搭建及调试时间，节约设计制造成本。

Description

基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，特别是指一种基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法。

背景技术

目前汽车白车身焊接存在设计周期长、焊接质量不高等问题。为了快速设计出高质量夹具，参数化设计成为支撑其快速高质量的完成设计的一种方法。参数化设计通过三维模型对某些关键几何要素进行约束，不需要精确的图形，就能够自动导出几何模型。通过对部分关键参数进行调整数值就可以实现整个三维模型的修改，对于焊接夹具等形状完全相同或者比较相近的零部件，通过相关参数调整就能生成新的且满足需求的设计，参数化设计极大的简化了工作流程，避免工程师进行重复设计，缩短了设计周期，降低了生产制造成本。

现代信息技术、虚拟现实等技术使客户在虚拟环境下进行汽车焊接夹具的虚拟仿真成为现实。基于Unity3D建立汽车白车身焊接夹具的虚拟仿真系统，利用该系统可实现客户对焊接产线夹具的虚拟仿真，为客户提供了一种真实、实时性的交互方式。通过对汽车白车身焊接产线的虚拟化操作，可以完成对焊接产线夹具打开与压紧状态分析、进行干涉检查、虚拟运行等，能够发现设计中存在的问题，并完成用户定制数据的收集反馈给参数化定制系统进行修改。将这种方式引入汽车焊接夹具设计领域，对提高夹具设计质量，提升客户满意度具有积极意义。

数字孪生是智能制造应用落地的一个主要手段，数字孪生技术能够实现智能产线物理模型和信息模型的融合与迭代优化，从而缩短产线定制周期，降低设计成本。当物理系统状态发生改变时，数字世界中对应的虚拟模型状态也同步发生改变。对虚拟模型的优化调整也将通过工业互联网自动以及手动的调节反馈到物理系统，使物理系统也做出相应的调整。数字孪生技术体现了仿真模型对物理设备进行高度仿真，同时需要采集实时物理设备的各种状态数据驱动仿真模型，使仿真模型与物理设备实时状态一致。通过汽车焊接生产线物理模型与虚拟模型的联动，检验设计的夹具模型是否满足焊接要求。在数字孪生系统的构建中，首先需要等比例构建物理设备的3D模型。而Unity3D软件本身不具备三维建模功能，因此需要借助汽车行业专用三维软件CATIA建立汽车焊接产线的三维模型，并将汽车焊接产线的三维模型保存为FBX格式后输入Unity3D中进行交互脚本设计。

发明内容

针对上述背景技术中存在的不足，本发明提出了一种基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，基于Unity3D软件的虚拟仿真系统，以标准化、参数化为启发，借助二次开发技术，实现对汽车白车身焊接夹具的快速设计、柔性化设计，适用于客户参与设计的个性化设计，并通过实时仿真并与焊接夹具设计工程师进行交互，能够提高焊接夹具的个性化程度；本发明利用汽车焊接虚拟产线实时反映物理产线的关键信息和运行数据，通过虚拟产线与物理产线的联动发现设计中存在的问题，减少汽车焊接物理产线搭建及调试时间，提高焊接质量，节约设计制造成本。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，其步骤如下：

S1，利用三维建模软件CATIA建立汽车白车身焊接夹具的参数化定制系统。

S2，利用三维建模软件CATIA建立汽车焊接生产线的三维模型，并将汽车焊接生产线的三维模型导入Unity3D软件中，基于Unity3D软件开发虚拟仿真系统，得到汽车焊接虚拟生产线。

S3，根据汽车钣件数据确定夹具装夹位置、夹紧方式和夹具类型，采用模块化原理，将夹具中的零件进行分类，并设置夹具的零件尺寸。

S4，将步骤S3中的夹具的零件尺寸输入参数化定制系统得到夹具零件，并利用三维建模软件CATIA中的自动装配单元对夹具零件进行装配，形成一套汽车钣件焊接夹具。

S5，在虚拟仿真系统中，将步骤S4中的汽车钣件焊接夹具、步骤S3中的夹具装夹位置和步骤S2中的汽车焊接虚拟产线进行虚拟装配，得到汽车白车身虚拟焊接生产线。

S6，根据汽车白车身虚拟焊接生产线构建汽车焊接物理生产线，汽车白车身虚拟焊接生产线通过PLC控制器与汽车焊接物理生产线相连接。

S7，根据汽车白车身虚拟焊接生产线的仿真生产动作设置PLC控制器的控制逻辑，利用PLC控制器的控制逻辑驱动汽车焊接物理生产线进行生产动作，收集汽车白车身虚拟焊接生产线仿真过程中生成的数据与汽车焊接物理生产线的数据进行比对，判断仿真生产动作与生产动作是否一致，若是，得到汽车钣件焊接夹具，否则，调整参数化定制系统，返回步骤S4。

所述利用三维建模软件CATIA建立汽车焊接生产线的三维模型，并将汽车焊接生产线的三维模型导入Unity3D软件中，基于Unity3D软件开发虚拟仿真系统，得到汽车焊接虚拟产线的方法为：

S2.1，建立焊接生产线上生产与工艺装备的三维模型，设置生产与工艺装配位置，得到汽车焊接生产线空间布局，并将汽车焊接生产线空间布局转化为FBX格式后导入Unity3D软件；

S2.2，使用Unity3D软件自带的UGUI系统，搭建UI界面，并对汽车焊接生产线上的生产与工艺装备的三维模型进行场景渲染，得到虚拟仿真系统；

S2.3，使用编程语言C#编写启动汽车焊接产线虚拟仿真的程序，通过触动虚拟仿真程序实现虚拟仿真系统中汽车焊接生产线上生产与工艺装备的仿真运行，得到汽车焊接虚拟产线；

S2.4，在虚拟仿真系统外部设置控制系统，通过控制系统的控制方式对虚拟仿真系统进行调试优化。

所述将步骤S3中的夹具的零件尺寸输入参数化定制系统得到夹具零件，并利用三维建模软件CATIA中的自动装配程序对夹具零件进行装配，形成一套汽车钣件焊接夹具的方法为：

S4.1，将夹具的零件尺寸输入到参数化定制系统中，通过驱动零件尺寸生成零件，并将零件进行分类保存；

S4.2，建立各零件的装配基准并保存至三维建模软件CATIA的数据库中；

S4.3，利用三维建模软件CATIA的自动装配程序对各零件进行自动装配，获得汽车焊接夹具单元；

S4.4，利用三维建模软件CATIA的自动装配程序对步骤S4.3中的汽车焊接夹具单元进行自动装配，得到一套汽车钣件焊接夹具。

所述汽车白车身虚拟焊接生产线包括虚拟生产装备、虚拟工艺装备、虚拟焊接机器人和虚拟焊接夹具；虚拟生产装备、虚拟工艺装备、虚拟焊接机器人和虚拟焊接夹具均通过PLC控制器与汽车焊接物理生产线相连接。

所述汽车焊接物理生产线包括生产装备、工艺装备、焊接机器人和焊接夹具，生产装备通过PLC控制器与虚拟生产装备相连接，工艺装备通过PLC控制器与虚拟工艺装备相连接，焊接机器人通过PLC控制器与虚拟焊接机器人相连接，焊接夹具通过PLC控制器与虚拟焊接夹具相连接。

所述根据汽车白车身虚拟焊接生产线的仿真生产动作设置PLC控制器的控制逻辑，利用PLC控制器的控制逻辑驱动汽车焊接物理生产线进行生产动作的方法为：基于Unity3D软件的虚拟仿真系统与PLC控制器以字符串类型数据进行通讯，PLC控制器接收数据，将数据转化成相对应的控制指令；首先，在Unity3D软件上新建脚本TCP Client 用于发送数据指令，并创建Socket服务器侦听是否有传入的连接请求，实现数据的发送功能；其次，数据通过TCP协议传输给Socket服务器，PLC控制器执行相对应的控制命令；最后，基于Unity3D软件的虚拟仿真系统与PLC控制器通过C#语言进行通讯，输入指令代码控制PLC控制器发送指令。

本技术方案能产生的有益效果：

（1）本发明建立了汽车白车身焊接夹具通用单元，将夹具通用单元中的零部件按照模块化原理分类；利用参数化设计方法设计非标准件，建立焊接夹具零部件数据库，针对不同的车身，只需通过参数化驱动设计出不同的非标准件，实现焊接夹具的柔性化与个性化。

（2）本发明通过对CATIA软件的二次开发，实现零部件的快速设计与焊接夹具的装配，通过对零件设置装配参考基准，实现对焊接夹具通用单元中的零部件进行自动装配，减少焊接夹具设计周期，节约设计制造成本，提高制造精度。

（3）本发明采用基于Unity3D软件的虚拟仿真系统定制模式，实现个性化定制，柔性化定制；根据汽车焊接虚拟产线模型构建汽车焊接生产线的物理产线，通过汽车焊接生产线物理模型与虚拟模型的联动，检验设计的夹具模型是否满足焊接要求，能够随时与设计制造工程师交互，提高了焊接夹具的个性化程度，增强了客户的满意度。

（4）本发明利用汽车焊接虚拟产线实时反映物理产线的关键信息和运行数据，减少汽车焊接物理产线搭建及调试时间，节约设计制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图。

图2为本发明汽车焊接夹具通用化单元。

图3为本发明Unity3D软件与PLC控制器的通讯框图。

图4为本发明汽车焊接虚拟产线建模流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，构建的夹具参数化定制系统、焊接生产线虚拟仿真系统和汽车焊接物理产线之间交互式迭代优化与反馈控制，在数字孪生系统中得到验证后，快速参数化设计出焊接夹具。具体步骤如下：

S1，利用三维建模软件CATIA建立汽车白车身焊接夹具的参数化定制系统；在三维建模软件CATIA上进行二次开发，建立汽车白车身焊接夹具参数化定制系统，实现参数化驱动生成个性化夹具零件。

S1.1，使用VB语言对三维建模软件CATIA进行二次开发，利用VB编程语言接口，开发出EXE形式的界面程序或者基于COM 接口，采用VB来对CATIA底层程序进行开发，建立参数化定制系统，通过输入尺寸生成夹具零件。

本实施例中，对焊接夹具通用单元进行模块化分类，包含如图2所示的标准件：铸造角座701、铰链板702、调整垫片703、限位块704、铰链销705。非标准件：连接板1、支撑块2、压块3、压臂4。外购件：汽缸901、衬套902。其中，只需开发非标准件的专用功能模块，参数化驱动生成零件。标准件、外购件只需建立系列化三维模型保存于数据库中，以供随时调用。图2的夹具的生成原理是建立标准零件模型库外购件模型库，标准件可从标准库中直接调用，外购件从外购件库中调用。非标准件通过在S1.1中的参数化定制系统输入尺寸生成零件，通过S1.2中自动装配程序完成夹具零件的装配。

S1.2，利用三维软件二次开发技术开发自动装配程序，实现对参数化定制系统中生成的零件的自动装配。

S1.2.1，通过VB编程开发焊接夹具自动装配程序，并安装于主机上。

S1.2.2，主机上自动装配程序可通过与夹具标准单元中的零件进行外形比对，通过零件形状识别步骤S1.1中生成的夹具零件，并与夹具标准单元进行比对，确认零件完整。

S1.2.3，服务器和主机根据IP 协议进行通讯，服务器发送装配指令给主机上的自动装配程序，完成焊接夹具单元的装配设计。

S2，利用三维建模软件CATIA建立汽车焊接生产线的三维模型，并将汽车焊接生产线的三维模型导入Unity3D软件中，基于Unity3D软件开发虚拟仿真系统，得到汽车焊接虚拟产线，实现了虚拟仿真系统与参数化定制系统的数据互通功能。如图4所示，具体方法为：

S2.1，建立焊接生产线上生产与工艺装备的三维模型，设置生产与工艺装备位置，得到汽车焊接生产线空间布局，将生产与工艺装备安装在焊接生产线上，设置焊接机器人的位置能够对安装在夹具上的钣件进行依次焊接，并将汽车焊接生产线空间布局转化为FBX格式后导入Unity3D软件。

S2.2，使用Unity3D软件自带的UGUI系统，搭建UI界面，并对汽车焊接生产线上的生产与工艺装备的三维模型进行场景渲染，得到虚拟仿真系统。

S2.3，使用编程语言C#编写启动汽车焊接产线虚拟仿真程序，通过触动虚拟仿真程序实现虚拟仿真系统中汽车焊接生产线上生产与工艺装备的仿真运行，得到汽车焊接虚拟产线；生产运行程序实现仿真运行过程如下：使用Unity3D软件自带的UGUI系统，搭建UI界面，通过在虚拟仿真系统中编写汽车焊接生产线的生产运行程序，通过启动仿真按键，实现汽车焊接生产线的虚拟仿真。

S2.4，在虚拟仿真系统外部设置控制系统，通过控制系统的控制方式对虚拟仿真系统进行调试优化。控制系统实现对虚拟仿真系统的控制过程如下：基于Unity3D的虚拟仿真系统与PLC控制器通过C#语言进行通讯，通过输入指令代码控制PLC控制器发送指令，从而实现控制系统对虚拟仿真系统的控制。

S3，基于客户定制需求获取个性化的汽车钣件数据，根据汽车钣件数据确定夹具装夹位置、夹紧方式和夹具类型，采用模块化原理，将夹具中的零件进行分类，并设置夹具的零件尺寸。

S3.1，用户将钣件数据及设计图纸由交互界面上传至个性化定制系统端服务器，夹具设计工程师依据汽车钣件数据及设计图纸完成焊接夹具设计，并通过后台网络传送至参数化定制系统。

S3.2，确定汽车钣件上件顺序，由参数化设计平台后台工程师根据用户设计图纸要求在CATIA软件中完成钣件装配，并确定焊枪类型及BASE板。

S3.3，根据步骤S3.2中的BASE板高度确定夹具高度，确定汽车焊接钣件定位与焊接夹具装夹位置；确定夹具高度后，根据汽车钣件数据形状、尺寸确定钣件定位位置，根据钣件焊点位置确定夹具装夹位置。

S4，将步骤S3中的夹具的零件尺寸输入参数化定制系统得到夹具零件，并利用三维建模软件CATIA中的自动装配单元对夹具零件进行装配，形成一套汽车钣件焊接夹具。

S4.1，将夹具的零件尺寸输入到参数化定制系统中，通过驱动零件尺寸生成零件，并将零件进行分类保存。

S4.2，建立各零件的装配基准，其中铸造角座通过螺栓孔与连接板实现装配，连接板通过平面与支撑块实现装配，汽缸通过铰接孔与压臂和连接板实现装配，压块通过平面与压臂实现装配，限位块通过平面分别与连接板、压臂实现配合，铰链板通过孔轴配合实现与压臂和连接板的装配。并保存至三维建模软件CATIA的数据库中。

S4.3，利用三维建模软件CATIA的自动装配程序对各零件进行自动装配，获得汽车焊接夹具单元。

S4.4，利用三维建模软件CATIA的自动装配程序对步骤S4.3中的汽车焊接夹具单元进行自动装配，得到一套汽车钣件焊接夹具。

S5，在虚拟仿真系统中，将步骤S4中的汽车钣件焊接夹具、步骤S3中的夹具装夹位置和步骤S2中的汽车焊接虚拟产线通过C#编程，开发虚拟装配程序，通过启动装配程序，实现虚拟产线零部件的虚拟装配，得到最终汽车白车身虚拟焊接生产线。

S6，根据汽车白车身虚拟焊接生产线构建汽车焊接物理生产线，汽车白车身虚拟焊接生产线通过PLC控制器与汽车焊接物理生产线相连接。

所述汽车白车身虚拟焊接生产线包括虚拟生产装备、虚拟工艺装备、虚拟焊接机器人和虚拟焊接夹具；虚拟生产装备、虚拟工艺装备、虚拟焊接机器人和虚拟焊接夹具均通过PLC控制器与汽车焊接物理生产线相连接。所述汽车焊接物理生产线包括生产装备、工艺装备、焊接机器人和焊接夹具，生产装备通过PLC控制器与虚拟生产装备相连接，工艺装备通过PLC控制器与虚拟工艺装备相连接，焊接机器人通过PLC控制器与虚拟焊接机器人相连接，焊接夹具通过PLC控制器与虚拟焊接夹具相连接。PLC控制器实现控制过程如下：虚拟仿真系统与PLC控制器以字符串类型数据进行通讯，PLC控制器与汽车焊接物理产线TCP协议进行通讯。利用编程软件编写PLC控制程序，并将控制程序导入PLC控制硬件中，PLC控制器接收数据，将数据转化成相对应的控制指令，进而驱动虚拟焊接生产线与汽车焊接物理产线的运行。

S7，根据汽车白车身虚拟焊接生产线的仿真生产动作设置PLC控制器的控制逻辑，利用PLC控制器的控制逻辑驱动汽车焊接物理生产线进行生产动作，通过汽车焊接生产线物理模型与虚拟模型的联动，检验设计的夹具模型是否满足焊接要求。判断仿真生产动作与生产动作是否一致，若是，得到汽车钣件焊接夹具，否则，调整参数化定制系统，返回步骤S4。

S7.1，把基于Unity3D软件的虚拟仿真系统与PLC控制器建立通讯。

如图3所示，基于Unity3D的虚拟仿真系统与PLC控制器以字符串类型数据进行通讯，PLC控制器接收数据，将数据转化成相对应的控制指令。首先，在Unity3D新建脚本TCPClient 用于发送数据指令，并创建Socket服务器侦听是否有传入的连接请求，实现数据的发送功能。数据通过TCP协议传输给服务器，PLC控制器执行相对应的控制命令。基于Unity3D的虚拟仿真系统与PLC控制器通过C#语言进行通讯，输入指令代码控制PLC控制器发送指令。

S7.2，根据汽车焊接生产线仿真结果构建汽车焊接物理生产线。

S7.3，使PLC控制器与汽车焊接物理产线焊接机器人建立通讯关系，使PLC控制器与汽车焊接物理产线焊相连接，其中焊接机器人与PLC采用了Profibus协议建立通讯关系。

S7.4，根据汽车焊接虚拟产线的仿真过程设置PLC控制逻辑方案，并利用编程软件编写PLC控制程序。将控制程序导入PLC控制硬件中，通过在PLC控制硬件中运行PLC控制逻辑方案，以驱动汽车焊接虚拟产线的设备进行生产动作仿真。在PLC硬件中运行PLC程序，通过PLC控制硬件中的I/O信号使汽车焊接物理产线有序运行，从而使得汽车焊接虚拟产线与汽车焊接物理产线的生产动作保持一致，达到汽车焊接生产线物理模型与虚拟模型的联动。查看汽车焊接生产线物理模型与虚拟模型的联动运行状况，是否有干涉现象产生及方便焊枪进出，检验设计的夹具模型是否满足焊接要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，其特征在于，其步骤如下：

S1，利用三维建模软件CATIA建立汽车白车身焊接夹具的参数化定制系统；

S2，利用三维建模软件CATIA建立汽车焊接生产线的三维模型，并将汽车焊接生产线的三维模型导入Unity3D软件中，基于Unity3D软件开发虚拟仿真系统，得到汽车焊接虚拟产线；

S3，根据汽车钣件数据确定夹具装夹位置、夹紧方式和夹具类型，采用模块化原理，将夹具中的零件进行分类，并设置夹具的零件尺寸；

S4，将步骤S3中的夹具的零件尺寸输入参数化定制系统得到夹具零件，并利用三维建模软件CATIA中的自动装配单元对夹具零件进行装配，形成一套汽车钣件焊接夹具；

S5，在虚拟仿真系统中，将步骤S4中的汽车钣件焊接夹具、步骤S3中的夹具装夹位置和步骤S2中的汽车焊接虚拟产线进行虚拟装配，得到汽车白车身虚拟焊接生产线；

S6，根据汽车白车身虚拟焊接生产线构建汽车焊接物理生产线，汽车白车身虚拟焊接生产线通过PLC控制器与汽车焊接物理生产线相连接；

S7，根据汽车白车身虚拟焊接生产线的仿真生产动作设置PLC控制器的控制逻辑，利用PLC控制器的控制逻辑驱动汽车焊接物理生产线进行生产动作，收集汽车白车身虚拟焊接生产线仿真过程中生成的数据与汽车焊接物理生产线的数据进行比对，判断仿真生产动作与生产动作是否一致，若是，得到汽车钣件焊接夹具，否则，调整参数化定制系统，返回步骤S4。

2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，其特征在于，所述利用三维建模软件CATIA建立汽车焊接生产线的三维模型，并将汽车焊接生产线的三维模型导入Unity3D软件中，基于Unity3D软件开发虚拟仿真系统，得到汽车焊接虚拟产线的方法为：

S2.1，建立焊接生产线上生产与工艺装备的三维模型，设置生产与工艺装配位置，得到汽车焊接生产线空间布局，并将汽车焊接生产线空间布局转化为FBX格式后导入Unity3D软件；

S2.2，使用Unity3D软件自带的UGUI系统，搭建UI界面，并对汽车焊接生产线上的生产与工艺装备的三维模型进行场景渲染，得到虚拟仿真系统；

S2.3，使用编程语言C#编写启动汽车焊接产线虚拟仿真的程序，通过触动虚拟仿真程序实现虚拟仿真系统中汽车焊接生产线上生产与工艺装备的仿真运行，得到汽车焊接虚拟产线；

S2.4，在虚拟仿真系统外部设置控制系统，通过控制系统的控制方式对虚拟仿真系统进行调试优化。

3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，其特征在于，所述将步骤S3中的夹具的零件尺寸输入参数化定制系统得到夹具零件，并利用三维建模软件CATIA中的自动装配程序对夹具零件进行装配，形成一套汽车钣件焊接夹具的方法为：

S4.1，将夹具的零件尺寸输入到参数化定制系统中，通过驱动零件尺寸生成零件，并将零件进行分类保存；

S4.2，建立各零件的装配基准并保存至三维建模软件CATIA的数据库中；

S4.3，利用三维建模软件CATIA的自动装配程序对各零件进行自动装配，获得汽车焊接夹具单元；

S4.4，利用三维建模软件CATIA的自动装配程序对步骤S4.3中的汽车焊接夹具单元进行自动装配，得到一套汽车钣件焊接夹具。

4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，其特征在于，所述汽车白车身虚拟焊接生产线包括虚拟生产装备、虚拟工艺装备、虚拟焊接机器人和虚拟焊接夹具；虚拟生产装备、虚拟工艺装备、虚拟焊接机器人和虚拟焊接夹具均通过PLC控制器与汽车焊接物理生产线相连接。

5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，其特征在于，所述汽车焊接物理生产线包括生产装备、工艺装备、焊接机器人和焊接夹具，生产装备通过PLC控制器与虚拟生产装备相连接，工艺装备通过PLC控制器与虚拟工艺装备相连接，焊接机器人通过PLC控制器与虚拟焊接机器人相连接，焊接夹具通过PLC控制器与虚拟焊接夹具相连接。

6.根据权利要求1或4所述的基于数字孪生的汽车焊接生产线个性化夹具的设计方法，其特征在于，所述根据汽车白车身虚拟焊接生产线的仿真生产动作设置PLC控制器的控制逻辑，利用PLC控制器的控制逻辑驱动汽车焊接物理生产线进行生产动作的方法为：基于Unity3D软件的虚拟仿真系统与PLC控制器以字符串类型数据进行通讯，PLC控制器接收数据，将数据转化成相对应的控制指令；首先，在Unity3D软件上新建脚本TCP Client 用于发送数据指令，并创建Socket服务器侦听是否有传入的连接请求，实现数据的发送功能；其次，数据通过TCP协议传输给Socket服务器，PLC控制器执行相对应的控制命令；最后，基于Unity3D软件的虚拟仿真系统与PLC控制器通过C#语言进行通讯，输入指令代码控制PLC控制器发送指令。

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