[00853130]汽车机器人柔性焊装线数字化开发技术及应用

该项目属于机械制造自动化领域，涉及机械工程、电气工程、材料工程、工业工程、机器人技术、虚拟制造及同步工程等专业学科。项目立足国内汽车车身焊装技术现状，瞄准汽车车身制造国际前沿技术，围绕汽车焊装线的工艺规划、仿真、检测、控制、质量管理及相关关键设备开发的重大关键技术问题，进行了五年多的产学研联合攻关，构建了汽车机器人柔性焊装线数字化开发平台，解决了中国白车身焊装领域自主开发难题，显著提升了车身焊装数字化开发能力。汽车白车身通常由300多片薄板件的3000多个焊点，通过加热加压实现微观原子间的连接而成。焊装生产线即是实现汽车车身批量化生产的成套焊接装备。车身焊装质量需满足车身空气动力学、车辆动态性能及安全性能的要求，并直接影响车身精度，因此是汽车制造四大工艺的核心。车身焊装生产线是汽车白车身BIW(BODY IN WHITE)全部成型工位的总称，根据车身结构和工艺，车身焊装生产线可分为主焊线(MAIN LINE)、地板总成线(UNDER BODY LINE)、侧围总成线(SIDE FRAME LINE)、门盖线(ClOSURE LINE)、分总成线(SUB-ASSEMBLY LINE)，每一条总成线或分总成线由许多焊装工位组成，各工位又由不同机器人、焊装夹具、自动焊接装置、检测装置等设备构成，线间、工位间通过输送设备、机器人等搬运设备实现上下料和零部件的传送，以保证生产线内各工位工作的连贯性，其结构复杂，工艺实现难度大。整线数字化开发应用为焊装生产线自主开发提供了很好的解决思路。项目从车身数据流和工艺数据流角度出发，构建了整线虚拟工艺规划平台，建立了系统的焊装线数字化工艺规划数据库，实现了多车型、复杂空间物流系统及焊装工艺规划，满足白车身柔性焊装自动化生产线整线规划目标。项目首创了机器人柔性焊装数字化工艺规划解决方案，解决了白车身焊装领域自主开发难题；首次成功开发出车身闭合件机器人滚边系统，通过分析分析车身门盖闭合件制造工艺特征，运用CAE研究薄板件滚压成形工艺，开发柔性制造单元胎模、柔性成形工具等核心设备，解决了车身门盖包边柔性制造难题；首次在焊装线中攻克了机器人多轴、多机协调技术，解决了多轴机器人协同工作难题，大大提高了车身焊装线的柔性。项目立足自主研发，攻克了汽车车身焊装自动线数字化开发核心技术，开发出高水平车身焊装生产线，替代进口，使车身下线合格率从93%提升到98%，生产效率提升了33%，提高了整车生产企业的产品质量和市场竞争力。项目的实施大大提升了中国汽车白车身制造装备的自主开发能力，带动了车身制造上下游产业链的发展，填补了中国相关领域空白。项目共受理国家专利33项，获得授权13项，获得软件著作权登记1项，总体技术水平达到国内领先水平，部分成果达到国际先进水平。项目成果已经在一汽、东风、北汽、奇瑞、江淮、长城、昌河等国内整车企业与伊朗、埃及等国外的整车企业得到了广泛应用，获得了客户的一致认可。三年来项目研制企业获得经济效益3.6亿元，为应用企业新增经济效益33.45亿元，取得了巨大的社会经济效益。