人機(jī)工程仿真技術(shù)在焊裝領(lǐng)域的運(yùn)用精品資料

1、制造效率與質(zhì)里有效降低生產(chǎn)成本0人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用在汽車行業(yè)的總裝領(lǐng)域體現(xiàn)較為明顯而在焊裝領(lǐng)域除了先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用外部分關(guān)鍵匚序仍需要人匚完成0利用Pr()cessSiniulae軟件搭建數(shù)字化仿直平臺(tái)借助Human模塊在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段完成對(duì)人工上件及焊接操作的仿直分析并根據(jù)分析結(jié)果直接影響產(chǎn)品設(shè)計(jì)、匚程設(shè)計(jì)及工藝規(guī)劃結(jié)果提刖識(shí)別問題并及時(shí)解決優(yōu)化人工操作姿態(tài)使現(xiàn)場(chǎng)人匚操作完全符合人機(jī)匚程學(xué)要求02人機(jī)匚程簡(jiǎn)介人f示匚程學(xué)是把人一機(jī)一環(huán)境系統(tǒng)作為一個(gè)整體來研究以創(chuàng)造適合于人操作的機(jī)械設(shè)備和作業(yè)環(huán)境使人一機(jī)環(huán)境系統(tǒng)相協(xié)調(diào)從而保證人安全、健康、高效、舒適的匚作狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)以人為本的人性化理念20目刖

2、人機(jī)：r程研究理論的數(shù)里不斷增多根據(jù)各企業(yè)需求的不同虛擬仿直軟件PS中同樣設(shè)置多種人機(jī)匚程分析方法(圖1),本文主要對(duì)O'WAS和RUJLA兩種人體姿態(tài)分析方法對(duì)人機(jī)匚程技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析00WAS姿態(tài)分析方法用來檢查工人的姿勢(shì)是否舒適苴主要分析人體背部、手臂、腿部、頭部4個(gè)部位的姿勢(shì)要素和1個(gè)負(fù)重要素通過分析5個(gè)要素之問的相互作用評(píng)定人體姿態(tài)的疲勞等級(jí)并根據(jù)工作姿態(tài)需要改進(jìn)的緊迫程度、工作姿態(tài)疲勞等級(jí)分AC1-AC44個(gè)等級(jí)0RI兒A上肢快速評(píng)估分析方法主要評(píng)估手臂、刖臂、手腕、頸部、身軀、腿部在不同工作姿勢(shì)角度上的不同分并觀察姿勢(shì)的施力大小與使用肌肉狀態(tài)給予評(píng)分根據(jù)綜合評(píng)分將行動(dòng)等

3、級(jí)分為AL1-Al44個(gè)等級(jí)如表1所示0工作過程中導(dǎo)致上肢不適的可臺(tái)匕目匕因素包括腕部和手臂的姿勢(shì)、整個(gè)身體的姿勢(shì)、關(guān)節(jié)使用頻率、作業(yè)中上肢的施力、作業(yè)周期中姿勢(shì)是否變動(dòng)等因素03焊裝領(lǐng)域人機(jī)工程仿真以往焊裝手工工位在刖期方案規(guī)劃設(shè)計(jì)和操作通過性方面較大程度依賴工藝員的經(jīng)驗(yàn)但工藝人員通過經(jīng)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的規(guī)劃方案并不能完全解決所有潛在問題這些問題將會(huì)在項(xiàng)目后期舁泰露出來直接影響產(chǎn)過利用PS軟件中的Human程設(shè)計(jì)刖期放置驗(yàn)證p匚并解決潛在的問題達(dá)的問接提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)程技術(shù)的研究主要體現(xiàn)匚時(shí)優(yōu)化兩個(gè)方面0本匚位和側(cè)圍線一匚位為焊接、轉(zhuǎn)運(yùn)等匚藝內(nèi)容模塊建模仿真并對(duì)其化提出合理的匚藝規(guī)3.1人體姿態(tài)優(yōu)化分析

4、在焊裝區(qū)域匚人有取及焊接過程中的翻槍、作這些動(dòng)作在執(zhí)行過彎腰、下蹲、仰頭或舉疲勞的動(dòng)作長(zhǎng)期工作機(jī)臺(tái)匕目匕和體力過度損耗品結(jié)構(gòu)變更難度大、匚題0因此通過人機(jī)匚品生準(zhǔn)周期和成本0通模塊在產(chǎn)品開發(fā)及匚藝設(shè)計(jì)方案充分發(fā)掘到提質(zhì)降本增效的目力0焊裝領(lǐng)域?qū)θ藱C(jī)匚在人體姿態(tài)優(yōu)化和操作文以某車型真子板安裝例涉及裝配、涂膠、通過運(yùn)用PS中的Human工藝操作內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)劃方案0件、裝配、拿放焊槍轉(zhuǎn)向、開關(guān)行程等動(dòng)程中:匚人的操作姿態(tài)有手過等容易使人產(chǎn)生在該狀態(tài)下將會(huì)對(duì)人體且在車型里產(chǎn)后存在產(chǎn)裝設(shè)備改造成本高的問程仿真分析臺(tái)匕目匕夠直觀分析出生準(zhǔn)階1殳方案規(guī)劃和匚藝設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)缺陷及早識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)縮夕豆后期改造周期和降低

5、改造成本0如圖3a所示該匚位為調(diào)整線真子板安裝工位該車型在圖示位置真子板中部新增螺栓裝配操作操作過程需要工人下蹲彎腰并將頭部伸入車身下部0經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)模擬發(fā)現(xiàn)在匚人操作過程中苴腿部、背部及上肢有明顯不適現(xiàn)象0結(jié)合上述操作在PS環(huán)境中建立與匚人身高體重一致的人體模型建立人體姿態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)工人操作姿態(tài)相仿如圖3b所示0應(yīng)用PS軟件中的JACK分析:且/、對(duì)該姿態(tài)狀態(tài)下人體模型進(jìn)行人機(jī)匚程分析分析結(jié)果顯示0VAS姿勢(shì)編碼為4241-1姿態(tài)分析行動(dòng)等級(jí)為ac4，同時(shí)RU兒A快速上肢分析顯示綜合評(píng)分為7行動(dòng)等級(jí)為AL40綜上分析結(jié)果表明該姿態(tài)對(duì)人體背部和腿部造成嚴(yán)重危害且手臂長(zhǎng)期處于疲勞狀態(tài)應(yīng)立即停止作業(yè)并改善

6、0因此在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期通過對(duì)關(guān)鍵工位的人工操作姿態(tài)借助人機(jī)匚程軟件分析避免在車型里產(chǎn)后因人機(jī)二：程學(xué)問題凸顯而造成生產(chǎn)困難、匚裝設(shè)備變更困難、改造成本高等問題的發(fā)生03.2匚藝規(guī)劃方案優(yōu)化分析手匚匚位工藝規(guī)劃的合理性可以降低生準(zhǔn)成本、優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍更臺(tái)匕目匕有效促進(jìn)工人工作效率的提高而人機(jī)工程仿直分析不僅可以檢驗(yàn)匚藝規(guī)劃的合理性還可以提出改善方案且仿直結(jié)果可以用F現(xiàn)場(chǎng)工人操作教學(xué)指導(dǎo)0以某車型側(cè)圍線1匚位為例利用ProcessDesigner(簡(jiǎn)稱PD)實(shí)現(xiàn)匚位仿直建模及藝規(guī)劃0初期建模依據(jù)工藝員提供的規(guī)劃方案將產(chǎn)品及資源數(shù)據(jù)依次導(dǎo)入PD軟件中0產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括本匚位裝配所需的各零件總成、焊占八、涂膠

7、等信息資源數(shù)據(jù)包括本工位的鋼結(jié)構(gòu)、吊且/、夾且/、焊鉗、涂膠機(jī)、加熱臺(tái)、料箱以及本工位2D布局規(guī)劃圖等0在PD虛擬仿直臺(tái)下規(guī)劃產(chǎn)品及資源布局(圖4),搭建該工位的資源樹和操作樹結(jié)構(gòu)將零件、焊鉗、焊占八、信息關(guān)聯(lián)到焊裝操作并建立Pert圖及Gantt圖完成初步匚藝規(guī)劃0本工位的操作順序是裝配零件-涂膠-夾且/、關(guān)閉-焊接-區(qū)域苴,、中裝配零件接部分包括4把焊鉗共下按昭八、工藝要求應(yīng)用員的操作工序進(jìn)行創(chuàng)建單0仿真結(jié)果顯示操湊操作者2在抓取側(cè)焊接完成后打開夾且/、時(shí)分析及線平衡分析將分配給操作者2重新置并在夾且/、臺(tái)下放置零件減少走動(dòng)時(shí)問和結(jié)合新的工藝布局規(guī)劃徑及修整操作時(shí)問輸示0經(jīng)工藝規(guī)劃及仿直由原來的203.34s縮減至176要求0結(jié)果分析得到時(shí)問為147.44s操作者2130.28該工位整體優(yōu)化參考文獻(xiàn):夾且/、打開-轉(zhuǎn)運(yùn)至緩存共有10個(gè)零件組成焊33個(gè)焊占八、0在PS環(huán)境Human模塊對(duì)兩名操作人編輯并輸出操作清作者1工作節(jié)奏較為緊圍外板時(shí)等待17.3s