PDF《2019 年“西门子杯”中国智能制造挑战赛》

"西门子杯"中国智能制造挑战赛

1 2019 年"西门子杯"中国智能制造挑战赛 智能制造创新研发类赛项:产品全生命周期管理方向 赛题

一、题目背景 本赛项以制造业中某工厂升级改造为背景,参赛队以乙方的角色参与到升级改造过程中,完成 PLM (Product Lifecycle Management,产品生命周期管理)中某些环节的任务,包括但不仅限于零件规划与验 证、装配规划与验证、机器人与自动化规划、机器人编程、虚拟调试、工厂设计与优化、质量生产管理以 及制造流程管理等.

该赛项目的是培养一流的熟悉产品生命周期管理概念包括规划、开发、制造、生产以 及技术支持,熟练掌握产品生命周期管理相关软件的使用并具备一定创新能力的人才.

二、比赛要求

(一)比赛题目

2019 年该赛项赛题为某汽车厂轿车侧围外板总成焊接的工业机器人焊接程序离线编程与虚拟调试.

1、焊接(点焊)工艺流程 其生产过程主要包含三个大的部分: (1)零件装夹;

(2)焊接;

(3)工件放回.其中焊接工序为自动 化作业,上下料假设为人工操作. 轿车侧围外板总成组成及名称如图

1 所示. 图1轿车侧围外板总成 轿车侧围外板总成的组成: (1)H 柱 "西门子杯"中国智能制造挑战赛

2 (2)B 柱(3)门槛板 (4)A 柱 轿车侧围外板总成上件顺序依次为: (1) (2) , (3) (4) 图2轿车侧围外板总成上件顺序 比赛任务: 针对轿车侧围外板总成的焊接生产流程,进行焊接工艺的设计,根据焊接工艺采用合适的工业机器人 及焊枪,配合焊接工位的夹具,采用西门子 Process Simulate 软件实现焊点设计、布置以及焊接过程的仿 真,并进行工业机器人的离线编程,对生成的机器人程序进行虚拟调试. 具体要求: (1)针对轿车侧围外板总成焊接流程,进行工艺流程设计、焊点设计和焊点布置. (2)对上述流程采用 Process Simulate 建立 3D 的焊接工位布局,包括机器人、焊枪、工作台、夹具、 料架、周边围栏、控制设备等.焊接流程中用到的待加工轿车侧围外板总成三维模型由大赛官方统一提 供.需要用到的机器人、操作工作台、工装夹具等需要参赛选手自行选用或设计(上述资源的三维数模需 要在 CAD 软件中完成) . (3)对步骤

1、步骤

2 的内容采用 Process Simulate 软件进行焊接操作的设计和仿真. (4)在Process Simulate 软件中进行工业机器人的离线编程,根据仿真中的工业机器人类型,在软件 的离线编程功能中选定具体的机器人品牌和控制器后,自动生成机器人程序. (5)针对工位中的控制设备,根据工艺过程以及与对机器人的控制,在西门子 TIA 博途软件中进行 控制设备的 PLC 编程,生成 PLC 程序. (6)将西门子 HMI与PLC 控制器接线连接,通过 TIA 博途软件将程序写入 PLC 控制器,并通过支持 OPC UA/ProfiNet 协议的网络连接到 Process Simulate 软件进行连接,能够实现通过 PLC 控制器控制 Process Simulate 中的虚拟的机器人模型运动(在初赛阶段如果没条件进行实物环境准备,可以用西门子 PLCSIM Advanced 软件模拟实物 PLC 控制器) ,进行机器人程序的虚拟调试,对发现的问题进行修改.

(二)初赛要求: 初赛阶段采取方案评审与网络评审的方式进行.参赛队伍需完成并撰写以下内容: "西门子杯"中国智能制造挑战赛

3 A 、方案设计: ? 功能描述,包括焊接工位的功能和生产过程等 ? 焊接过程仿真 ? 工业机器人离线编程 ? 虚拟调试方案(软硬件连接方案、调试过程、操作规范要求等) B 、方案实现 ? 采用西门子 PLC 控制器以及 TIA、PLCSIM Advanced、Process Simulate 软件对方案进行仿真、离 线编程与虚拟调试. 参赛需要提交设计方案文档及配套视频资料(焊接仿真及离线编程、虚拟调试环境准备及虚拟调试过 程的视频) . 命题专家会同全国竞赛组委会选聘的专家对参赛队伍所提交的方案、视频进行评审,选出优秀的作品 进入决赛.进入决赛队伍的数量根据全国参赛队伍数量以及作品水平来确定.