Um método de detecção e configuração para soldagem completa em carrocerias automotivas

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 7929 (2022) Citar este artigo

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Para resolver os problemas de soldagem completude deficiente e configuração ineficiente para painéis automotivos com carroceria branca defeituosa, propomos um método para detectar e configurar a integridade da soldagem de painéis automotivos com carroceria branca com base em gêmeo digital (DT) e realidade mista (SENHOR). O método usa DT para construir uma estrutura de DT orientada para MR para as detecções e configuração da integridade da soldagem do painel corpo em branco. Propomos um método para construir uma base de conhecimento DT para painéis, um método de detecção de integridade de soldagem baseado em Yolov4 e um método de configuração baseado em MR para a integridade de soldagem em painéis. Nossa equipe desenvolve um sistema de detecção e configuração de integridade de soldagem de painel para validar totalmente a eficácia do método.

Com o rápido desenvolvimento e aplicação de uma nova geração de tecnologia da informação, a indústria transformadora global está a acelerar em direção à digitalização, à rede e à inteligência. A produção inteligente está recebendo cada vez mais atenção de vários países1. A integralidade da soldagem dos painéis da carroceria branca, como principal componente do veículo, é a chave para a eficiência da produção da carroceria branca. Para atender aos requisitos do processo, parafusos, porcas, pinos de localização e outros tipos de peças precisam ser soldados nas posições específicas dos furos de alguns painéis antes de serem fundidos em peças brancas. Porém, devido à grande variedade de painéis e ao pequeno volume de peças soldadas, é fácil omitir peças soldadas apenas por julgamento dos trabalhadores e soldagem manual, resultando na dificuldade de garantir a integridade da soldagem dos painéis. Atualmente, existem limitações nos meios de detecção e configuração da integralidade da soldagem do painel branco, principalmente em duas áreas:

Falta um método eficiente para detectar a integridade da soldagem do painel. Primeiro, a detecção manual ainda é amplamente utilizada, mas há muita incerteza e requer muita mão-de-obra. Além disso, ao usar o sensor de proximidade tradicional para detecção, o sensor é facilmente danificado, resultando em baixa eficiência de detecção e baixa precisão.

O método de configuração da integridade da soldagem do painel precisa ser melhorado. Actualmente, o processo de orientação baseia-se principalmente em desenhos bidimensionais, enquanto os resultados em gráficos 2D não são intuitivos.

Como um novo método de aplicação de fabricação inteligente, o Digital Twin (DT) visa criar o modelo virtual de uma entidade física digitalmente, por meio de mapeamento bidirecional e interação em tempo real entre entidades físicas e modelos virtuais, e alcançar o design ideal de processos industriais produtos, simulação de planejamento de linha de produção, otimização de processos de fabricação e controle de operação de serviço2. O conceito de DT foi proposto pela primeira vez pelo Professor Grieves da Universidade de Michigan em 2003 em uma aula de PLM (Product Lifecycle Management)3. A DT tem sido usada em mais de 40 indústrias aeroespaciais, médicas, de cidades inteligentes, de edifícios inteligentes e de fabricação automotiva4,5,6,7. A Realidade Mista (MR) pode alcançar interação de dados de integração virtual-real e auxiliar na otimização de decisões por meio de coleta de dados em tempo real, construção de cena e registro virtual-real8. Os métodos de detecção de fusão baseados em DT e MR podem fornecer suporte digital e inteligente para detecção e configuração de integridade de soldagem de painel branco, melhorando efetivamente a eficiência de soldagem de painéis branco.

Este artigo propõe um método baseado em DT para detectar e configurar a integridade da soldagem de painéis de corpo em branco. Com base no caminho, nossa equipe desenvolve um sistema que consegue fusão de informações físicas e interação visual na detecção e configuração da integralidade da soldagem do painel, o que melhora a eficiência da soldagem corpo em branco. A estrutura geral do artigo é a seguinte: Seção. 1 resume a pesquisa realizada por estudiosos sobre linhas de produção inteligentes de oficinas gêmeas digitais e detecção de qualidade de peças baseada em RM. A Seção 2 fornece uma estrutura para detectar e configurar a integridade da soldagem de painéis de corpo em branco com base em DT. Na seção 3, são propostos um método de construção de base de conhecimento para o DT de painéis de corpo branco e um método de detecção de integridade de soldagem de painel. A Seção 4 valida a abordagem proposta através de casos típicos e fornece uma análise comparativa. A Seção 5 resume o estudo e fornece orientações para pesquisas futuras.