Un metodo di rilevamento e configurazione per la completezza della saldatura nella carrozzeria automobilistica

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 7929 (2022) Citare questo articolo

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Per risolvere i problemi di scarsa completezza della saldatura e configurazione inefficiente per pannelli body-in-white automobilistici difettosi, proponiamo un metodo per rilevare e configurare la completezza della saldatura dei pannelli body-in-white automobilistici basato su digital twin (DT) e realtà mista (SIG). Il metodo utilizza DT per costruire una struttura DT orientata alla RM per il rilevamento e la configurazione della completezza della saldatura del pannello body-in-white. Proponiamo un metodo per costruire una base di conoscenza DT per pannelli, un metodo di rilevamento della completezza della saldatura basato su Yolov4 e un metodo di configurazione basato su MR per la completezza della saldatura nei pannelli. Il nostro team sviluppa un sistema di rilevamento e configurazione della completezza della saldatura dei pannelli per convalidare pienamente l'efficacia del metodo.

Con il rapido sviluppo e l’applicazione di una nuova generazione di tecnologie informatiche, l’industria manifatturiera globale sta accelerando verso la digitalizzazione, il networking e l’intelligence. La produzione intelligente sta ricevendo sempre più attenzione da vari paesi1. La completezza della saldatura dei pannelli della carrozzeria, in quanto componente principale del veicolo, è la chiave per l'efficienza della produzione della carrozzeria. Per soddisfare i requisiti del processo, bulloni, dadi, perni di posizionamento e altri tipi di parti devono essere saldati nelle posizioni specifiche dei fori di alcuni pannelli prima di essere fusi in parti body-in-white. Tuttavia, a causa della grande varietà di pannelli e del volume ridotto delle parti saldate, è facile omettere le parti saldate solo in base al giudizio dei lavoratori e alla saldatura manuale, con conseguente difficoltà a garantire l'integrità della saldatura dei pannelli. Al momento, esistono limitazioni nei mezzi di rilevamento e configurazione della completezza della saldatura dei pannelli body-in-white, principalmente in due aree:

Manca un metodo efficiente per rilevare la completezza della saldatura dei pannelli. Innanzitutto, il rilevamento manuale è ancora ampiamente utilizzato, ma vi è molta incertezza e richiede molto lavoro. Inoltre, quando si utilizza il tradizionale sensore di prossimità per il rilevamento, il sensore si danneggia facilmente, con conseguente bassa efficienza di rilevamento e bassa precisione.

Il metodo di configurazione della completezza della saldatura dei pannelli deve essere migliorato. Al momento, il processo di guida si basa principalmente su disegni bidimensionali, mentre i risultati nella grafica 2D non sono intuitivi.

Come nuovo metodo di applicazione della produzione intelligente, Digital Twin (DT) consiste nel creare digitalmente il modello virtuale di un'entità fisica, attraverso la mappatura bidirezionale e l'interazione in tempo reale tra entità fisiche e modelli virtuali, e nel raggiungere una progettazione ottimale di impianti industriali. prodotti, simulazione della pianificazione della linea di produzione, ottimizzazione del processo di produzione e controllo del funzionamento del servizio2. Il concetto di DT è stato proposto per la prima volta dal Professor Grieves dell'Università del Michigan nel 2003 in un corso PLM (Product Lifecycle Management)3. Il DT è stato utilizzato in oltre 40 settori della produzione aerospaziale, medica, smart city, smart building e automobilistica4,5,6,7. La Mixed Reality (MR) può realizzare l'interazione dei dati con l'integrazione virtuale-reale e assistere nell'ottimizzazione delle decisioni attraverso la raccolta di dati in tempo reale, la costruzione di scene e la registrazione virtuale-reale8. I metodi di rilevamento della fusione basati su DT e MR possono fornire supporto digitale e intelligente per il rilevamento e la configurazione della completezza della saldatura dei pannelli body-in-white, migliorando efficacemente l'efficienza della saldatura dei pannelli body-in-white.

Questo articolo propone un metodo basato su DT per rilevare e configurare la completezza della saldatura dei pannelli body-in-white. Sulla base di questo metodo, il nostro team sviluppa un sistema che realizza la fusione delle informazioni fisiche e l'interazione visiva nel rilevamento e nella configurazione della completezza della saldatura dei pannelli, che migliora l'efficienza della saldatura body-in-white. La struttura complessiva del documento è la seguente: Sez. 1 riassume la ricerca condotta da studiosi sulle linee di produzione intelligenti del digital twin shop e sul rilevamento della qualità dei pezzi basato sulla risonanza magnetica. La Sezione 2 fornisce un quadro per rilevare e configurare la completezza della saldatura dei pannelli body-in-white basati su DT. Nella sezione 3 vengono proposti un metodo di costruzione della base di conoscenza per il DT dei pannelli body-in-white e un metodo di rilevamento della completezza della saldatura dei pannelli. La sezione 4 convalida l'approccio proposto attraverso casi tipici e fornisce un'analisi comparativa. La sezione 5 riassume lo studio e fornisce indicazioni per la ricerca futura.