闻侃

摘要：随着我国经济、科技的快速发展，虚拟调试技术在汽车焊装现场的应用十分广泛，能够有效缩短汽车生产周期减少实际现场焊接过程中的设备调试工作，利用虚拟调试技术为平台搭建虚拟生产线，在自动化程度更高的虚拟环境下，能够帮助设备在安装前即可完成程序调试工作，以节省传统安装汽车过程中逻辑验证过程，提高汽车虚拟调试的速率，带来更好的经济效益和社会效益。

关键词：虚拟调试技术;汽车焊装线;应用;推广

一、前言

近些年来汽车的覆盖面逐渐扩宽，大众对于汽车多样化的需求逐渐凸显，汽车产品的更新换代速度随之加快，改变了以往小众化、中低端发展的现状逐渐向高端化、个性化、时尚化转变，各汽车厂商之间的竞争愈加激烈，在生产和推出新产品的过程中也尽可能地缩短生产周期和生产年限，迅速抢占汽车市场提高汽车产业的经济效益，同时伴随着我国绿色能源、节能减排等发展的推广和落实，汽车行业也在环保健康等方面受到制约，在创新性发展的过程中汽车生产线正逐渐朝着自动化、虚拟化、数字化、智能化的方向发展，虚拟调试技术应运而生，汽车焊接线上的应用十分广泛，覆盖面积更广。

二、虚拟调试技术简介

2.1虚拟调试技术的概念

虚拟调制技术可以将仿真技术与控制技术相结合，而应用于汽车焊装线上的生产制造环节，可以全面评估和检验汽车设备系统调试离线功能，降低设计误差所带来的技术风险，同时已完整的自动化控制逻辑进行提前调试，节省安装时间，缩短安装进程，提高项目实施效率，在整体汽车焊装线上的应用十分广泛。

2.2 虚拟调试技术的原理

虚拟调试技术的核心是自动化操作技术，主要将汽车焊装线中的任务放置于虚拟环境中来完成，通过虚拟环境来搭建整个生产线与生产过程的评估，整个生产线的主要工作内容有工艺规划、数据分析、制造仿真、布局制造这几方面，在实施安装前即可完成程序编制过程，并将整个虚拟生产线的模型投入到虚拟环境当中，使自动化设备相互连接互通互助，对整个生产服务程序进行预设和规划，极大程度减少虚拟调试技术实际应用过程中的问题和难点，从而提高现场调试效率，降低生产风险。随着我国现代化程度的不断推进，虚拟调试技术已经成为一种较为复杂的系统性技术，需要综合多方面的仿真技术，机器人使用PLC自动化工艺等相互结合来完成，不断提高技术人员的操作能力和操作水准，带来更好的发展效益。

三、虚拟调试技术应用流程

虚拟调试技术的应用流程主要分为三个方面，工艺仿真、配置程序、逻辑配置、外部PLC配置。首先，需要进行工艺仿真配置，工艺仿真配置的流程是需要确定生产资源的位置、路径、参数、形式、规格、配置形式，在这个过程中能够完成汽车生产制造的可行性和干涉验证。其次，在进行程序逻辑配置的过程中需要确定程序、结构、信号、传输器的位点、设定方式、信号接口规范以及程序安装互锁等内容。最后，在进行外部PLC配置的过程中，需要保证汽车焊装线的虚拟调试流程与软硬件之间的连接相匹配，能够实现同步调试验证的效果。

3.1工艺仿真配置

虚拟的工艺仿真配置主要是根据汽车的生产流程制作与实际焊装线完全一致的3D虚拟自动化生产线，在建立虚拟生产线的过程中，首先，需要在虚拟模块中进行详细的三维布局和工艺规划，保证焊装线的所有设备属于基础单元，电器柜、钢结构、机器人、附属零件控制柜等均容纳其中。其次，在3D生产线中要做到运动仿真元素，保证工艺循环流程和服务程序的所有循环步骤都能够在逻辑轨点中符合实际工艺的参数设置，要求参数设置符合规定的正常运行范围内，可以辅助机器人在某个轨点上进行行动，其角度值在极限角度值之间，各个循环内部之间的操作不互相干涉。最后，在整个汽车焊装线的工艺设计过程中，工艺仿真配置并非一蹴而就的，需要在多个循环相互往返中来，实现工艺方案的验证，以提高方案布局的合理性、科学性和有效性，实现安全保障的目的，在进行充分论证的过程中需要通过仿真和系统仿真这两个阶段，更侧重于方案验证，而仿真更注重于整个仿真配置的空间规划和动作设计，保证整体配置流程更加完善和科学。

3.2 程序逻辑配置

虚拟调试技术中的第二个步骤程序逻辑配置也可以被叫做为CEE仿真，是基于汽车焊装线上的仿真模拟，它和实际操作工艺相比，区别在于能够基于时间轴来进行任务执行和任务结束步骤，能够在一定时间节点上执行相应动作，较为便捷，时间控制更为精准，同时实现信号控制功能，动作的执行力度取决于能否得到相应信号的控制，在CEE模式下时间触发虚拟调试装置的应用后可以保证资源的运动由逻辑来决定运动先后顺序，只要没有停止，就会一直进行下去。程序逻辑配置流程也分为四个步骤，创建信号、创建传感器、创建逻辑块、机器人配置、创建物料流这五方面。首先，创建信号，需要通过编制PLC程序来导出汽车焊装线的交互式信号清单，将信号清单添加到自动化运动轨迹软件当中，输入的信号地址需要与输入输出类型保持完全一致。其次，创建传感需要根据设备结构和整体汽车焊装流程和原理来创造出仿真立体三维实体模型，在传感过程中，根据对象范围检测过程来进行相应参数的落实和完善。再次创建逻辑块，可以通过软件添加输入输出运算公式，赋予逻辑会以虚拟模拟实时得到信号反馈。之后再进行机器人配置的过程中，需要根据之前所创建的信号传感器添加到机器人编程指令当中，创建机器人运动路径和测试程序，保证机器人与其他设备之间的交互式行动和发展。最后一个步骤是创建物料流，物料流是整个汽车焊装线行驶的最终方向也是进行资源合理配置的信息记录过程，主要是表示生产过程中物料的流向，在仿真工艺过程中由于是自动化体系，对于物料信息的获取十分关键。

3.3外部PLC配置及运行

外部PLC配置及运行过程需要在整个程序逻辑配置以及工艺仿真配置完成之后才能进行虚拟汽车焊装线的落实工作，与PLC交换机、电源等硬件設备连接后，确保无误后方可启动PLC程序，整个虚拟焊装线可以直接代替实物生产线，自动化程度更高，使用过程中能够有效避免问题和漏洞的发生，更为高效和快捷。

四、虚拟调试技术的优势

在现代化发展过程当中虚拟调试技术针对项目周期短、风险较高、现场综合性因素较多的情况下自动化技术具有显著优势，在虚拟调试技术落实的过程中，首先，可以缩短项目周期，通过前期虚拟调试解决实际程序运行过程中的逻辑问题，解除现场阶段的逻辑验证时长，节约电控调试周期和机器人调试周期时间，总体可以缩短30%左右。其次，有效降低风险，在设备安装之前虚拟环境调控下就可以调节整个生产流程中的程序，在设计开发阶段更能够直接解决现存的问题，减少设计变更数量高达80%以上。最后，延长设备使用寿命，通过快捷直观的虚拟设备运行状态评估体系，能够把握机器人的负荷能力，设计运算位置和余量，有效规避造成严重设备损耗和影响使用寿命的问题，降低生产成本，延长生命周期。

五、总结

总的来说，汽车焊接线上通过虚拟仿真技术的建立，可以全面模拟实际生产环境，完全反应真是现场状况，以实现逻辑性调节，为企业带来更好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]我国汽车装配先进工艺及调试技术研究[J].王莹.农业开发与装备.2018（01）

[2]汽车装配工艺与调试技术的若干研究[J].陈自兵，刘晓洁.科技经济市场.2016（05）