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數字化文章-基于西門子PDPS下的PLM產線規劃設計 [ 2022-1-15] 點擊數量:116 [ 打印此文章 ]

基于西門子PDPS下的PLM產線規劃設計

  來源:互聯網    作者:陳龍燦      
關鍵字:PLM  產線規劃  
PLM(Product Lifecycle Management,產品生命周期管理)包括但不僅限于零件規劃與驗證、裝配規劃與驗證、機器人與自動化規劃、工廠設計與優化、質量生產管理以及制造流程管理等。文章以自行車車架焊接島的三維圖紙設計和基于Process Designer及Process Simulate進行定義和仿真,論述其設計和仿真過程。
引言
       系統由自行車車架裝配點焊及回轉工作臺整合組裝焊接兩部分組成,車架裝配工作站由勾爪傳送及固定裝置、上又及對應固定裝置、下又及相應固定裝置、前三角架等組成。自行車組裝焊接工作站由機器人安裝底座、全數字化焊接電源、送絲系統、水冷焊槍、清槍剪絲機構、變位機、自行車架固定裝置及回轉工作臺、車架搬運機械手、車架傳輸帶等組成。
       針對車架后三角焊接生產流程,進行焊接生產線的設計,形成焊接島(焊接工位),采用西門子Process Simulate軟件實現車架焊接過程的驗證,并進行仿真測試。具體實現:
       (1)針對自行車車架后三角焊接流程,進行工藝流程設計。
       (2)對上述流程采用Process Simulate建立焊接的三維生產線布局。
1 產線結構
       本系統旨在設計一套全自動無人值守和操作的整套自行車焊接加工生產線,因此系統設計中無人工操作工位。
       以一條生產線為例,本系統包括工業焊接機器人(2臺)、工業搬運機械手(1臺)、電控系統(3套)、1套電氣系統(包含機器人控制柜、PLC柜)、自行車定位夾具(2套)、回轉變位機(2套)、弧焊焊接系統(2套)、安全圍欄系統(2套)、外圍傳輸設備及相應夾具(2套)、實現2臺焊接機器人對應2套焊接工裝夾具及其他輔助設施設備,進行安全高效的焊接。

系統方案總體設計圖

圖1 系統方案總體設計圖

2 焊接機器人的Process Designer定義
       ProcessDeslgner是-個依賴數據庫的軟件,它的所有數據分成兩部分:一部分是3D數模,這部分數據是放在sysroot下,在程序內Options下選擇程序數據存放地址;另一部分數據是3D數模的相互關系,這部分數據是存儲在Oracle數據庫中的,無法像3D數模這樣在Windows下查看,只能用程序將這些關系以XML的形式導出和存放。所以,完整的PD成果必須包含該模擬中所需要調用的數模和對應的XML。

ProcessDesigner對機械手的定義

圖2 ProcessDesigner對機械手的定義

       機器人本身運動并沒有實際意義,工廠里有意義的是機器人接盤上安裝了某種工具后,機器人操縱工具進行工作。文章中機器人是安裝了焊槍(或搬運夾具),機器人按照焊槍焊接頭處的坐標來運動,而不再按照機器人接盤處的坐標來運動(機器人空載時是按照6軸末端接盤來運動)。
3 Process Simulate仿真
       PD中的規劃完成后,需要在PS中對上述規劃進行模擬驗證、空間上驗證、設備與機械手焊接工作驗證、搬運流程驗證和相互干涉驗證、可達性驗證等。
       關于時間上驗證,導入客戶提供的工人統計數據,然后PS里會用模擬時間Verifbd Tine取代PD里的分配時間Allocated Tine這樣得出的時間才是最正確的時間,PD里規劃的分配時間往往是比較充裕的,PS算出來的時間只會比PD小。
4 總結
       PLM已經成為制造企業全面實現管理、經營、設計、制造和服務等過程信息化的基礎。實施PLM戰略,可以幫助制造企業全面規劃管理模式、技術和設備升級、組織結構、業務過程、合作伙伴和客戶關系。它對保證裝配質量,提高裝配生產效率,降低成本和減輕工人勞動強度等有積極的作用。



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