在汽車工業快速發展的今天，越來越多的設計工作要依賴于軟件來完成，而Tecnomatix數字化制造軟件是一個工藝規劃的信息化平臺，也是提高工藝規劃和設計質量的強大工具。它提供了一個協同工作的計算機網絡環境和相應的軟件工具，使得工藝規劃人員能夠方便、迅速地進行工藝規劃的設計、優化、仿真，保證了信息交流和共享，還可以縮短生產制造準備時間，加快工藝規劃和設計速度。

1 使用Process Designer進行焊接工藝設計

1.1 工藝設計流程

在工藝設計過程中，主要有3種類型的文件即產品、工藝和資源。所謂的產品是指白車身數模、焊點等信息：工藝則為生產線規劃、工位的操作流程等；資源則是夾具、機器人、焊鉗及相關附屬設備的集合。

整個工藝設計可以歸納為3個過程，即創建過程、分配過程和導入過程。創建過程主要有項目創建、流程樹創建、操作庫和生產線的創建：分配過程主要有零件、焊點、操作和資源的分配：導入過程主要有產品、焊點和資源的導入。具體工藝設計流程見圖1。

圖1 工藝設計流程

1.2 工藝設計步驟

(1)數據準備

產品和資源文件的格式：將產品的數模轉化為jt格式后置于同名的cojt文件夾下。例如，文件夾名稱為A.cojt，產品數模名稱為A.jt。

焊點格式：焊點文件可以為數模或位置坐標。數模中的焊點既可以以點的形式存在也可以以實體的形式存在，通過插件轉化為csv格式的位置坐標后，再導入軟件中。焊點位置坐標的模板見圖2。

圖2 焊點位置坐標模板

(2)工藝規劃

按照工藝流程中的內容和順序，將產品、資源和操作進行關聯。把零件、焊點、資源分配到工位以后，其最終狀態見圖3。

圖3 產品、資源和操作關聯界面

2 使用Process Simulate進行機器人焊接工藝仿真

2.1 工藝仿真流程

在工藝仿真過程中，將PD中已經規劃好的工位加入焊鉗后進行焊點可達性的驗證，同時對機器人的型號和位置進行確認，并設定機器人焊接和物體運動的路徑。工藝仿真流程見圖4。

圖4 工藝仿真流程

2.2 工藝仿真步驟

(1)焊點投影

因為任何焊點都必須向零件投影之后才可以使用焊鉗進行焊接仿真，所以首先將焊點投影到板件的垂直面上。焊點投影見圖5。

圖5 焊點投影

(2)焊鉗選型

在已有的焊鉗庫中，選擇能夠焊接到所有選定焊點的合適焊鉗。

(3)機器人選型

將焊鉗安裝到機器人上，通過矩陣篩選，選擇機器人的型號和合適位置，同時確定焊鉗可達性。

(4)機器人路徑仿真

確定機器人型號、位置和焊鉗型號后，開始對機器人進行焊接路徑的設置。經過優化的焊接操作，不僅包括焊點還包括運動路徑上的關鍵點。通過Gantt圖可以設置和分析工位操作順序及節拍符合性。

機器人路徑仿真

3 結束語

隨著汽車生產的自動化程度越來越高，機器人焊接仿真工作在焊裝工藝領域里的重要性也凸顯出來。通過應用Tecnomatix軟件，主機廠可以在項目發包前就進行詳細的工藝設計和規劃、仿真工作，不僅能夠有效地降低投資，對項目周期和風險的控制也具有重要意義。