在汽车工业快速发展的今天，越来越多的设计工作要依赖于软件来完成，而Tecnomatix数字化制造软件是一个工艺规划的信息化平台，也是提高工艺规划和设计质量的强大工具。它提供了一个协同工作的计算机网络环境和相应的软件工具，使得工艺规划人员能够方便、迅速地进行工艺规划的设计、优化、仿真，保证了信息交流和共享，还可以缩短生产制造准备时间，加快工艺规划和设计速度。

1 使用Process Designer进行焊接工艺设计

1.1 工艺设计流程

在工艺设计过程中，主要有3种类型的文件即产品、工艺和资源。所谓的产品是指白车身数模、焊点等信息：工艺则为生产线规划、工位的操作流程等；资源则是夹具、机器人、焊钳及相关附属设备的集合。

整个工艺设计可以归纳为3个过程，即创建过程、分配过程和导入过程。创建过程主要有项目创建、流程树创建、操作库和生产线的创建：分配过程主要有零件、焊点、操作和资源的分配：导入过程主要有产品、焊点和资源的导入。具体工艺设计流程见图1。

图1 工艺设计流程

1.2 工艺设计步骤

(1)数据准备

产品和资源文件的格式：将产品的数模转化为jt格式后置于同名的cojt文件夹下。例如，文件夹名称为A.cojt，产品数模名称为A.jt。

焊点格式：焊点文件可以为数模或位置坐标。数模中的焊点既可以以点的形式存在也可以以实体的形式存在，通过插件转化为csv格式的位置坐标后，再导入软件中。焊点位置坐标的模板见图2。

图2 焊点位置坐标模板

(2)工艺规划

按照工艺流程中的内容和顺序，将产品、资源和操作进行关联。把零件、焊点、资源分配到工位以后，其最终状态见图3。

图3 产品、资源和操作关联界面

2 使用Process Simulate进行机器人焊接工艺仿真

2.1 工艺仿真流程

在工艺仿真过程中，将PD中已经规划好的工位加入焊钳后进行焊点可达性的验证，同时对机器人的型号和位置进行确认，并设定机器人焊接和物体运动的路径。工艺仿真流程见图4。

图4 工艺仿真流程

2.2 工艺仿真步骤

(1)焊点投影

因为任何焊点都必须向零件投影之后才可以使用焊钳进行焊接仿真，所以首先将焊点投影到板件的垂直面上。焊点投影见图5。

图5 焊点投影

(2)焊钳选型

在已有的焊钳库中，选择能够焊接到所有选定焊点的合适焊钳。

(3)机器人选型

将焊钳安装到机器人上，通过矩阵筛选，选择机器人的型号和合适位置，同时确定焊钳可达性。

(4)机器人路径仿真

确定机器人型号、位置和焊钳型号后，开始对机器人进行焊接路径的设置。经过优化的焊接操作，不仅包括焊点还包括运动路径上的关键点。通过Gantt图可以设置和分析工位操作顺序及节拍符合性。

机器人路径仿真

3 结束语

随着汽车生产的自动化程度越来越高，机器人焊接仿真工作在焊装工艺领域里的重要性也凸显出来。通过应用Tecnomatix软件，主机厂可以在项目发包前就进行详细的工艺设计和规划、仿真工作，不仅能够有效地降低投资，对项目周期和风险的控制也具有重要意义。