Riassunto analitico
Lo scopo di questo lavoro di tesi è proporre un approccio per la progettazione integrata di processi di saldatura robotizzata che include analisi per l’ottimizzazione di tempi e costi di processo. Rispetto agli approcci tradizionali, si propone l’impiego di piattaforme CAD/CAE/PLM che integrano strumenti di progettazione, analisi di prodotto e simulazione di processo in un unico ambiente.
Le fasi coinvolte nei tradizionali approcci progettuali di processi di saldatura si possono riassumere in tre passaggi principali, quali: progettazione di prodotto, definizione delle maschere di posizionamento e bloccaggio componenti e determinazione delle operazioni di saldatura. Mediante una soluzione integrata su piattaforma si vuole definire un flusso di lavoro collaborativo e interconnesso volto a minimizzare incertezze e tempi per la validazione della soluzione di saldatura proposta.
La definizione della metodologia prevede un'analisi di fattibilità iniziale per analizzare e valutare le potenzialità e le funzioni disponibili nella piattaforma collaborativa 3Dexperience, selezionata per lo sviluppo del presente lavoro. Pertanto, sarà analizzato come replicare il comportamento di un processo reale di saldatura noto utilizzando le funzioni di analisi termo-strutturale integrate.
Parallelamente, si analizzano gli strumenti disponibili per modellare soluzioni di saldatura robotizzate, identificando le applicazioni e la sequenza operativa per replicare il processo reale.
La conferma della corretta definizione del metodo proposto prevede la valutazione del processo di saldatura dei componenti che realizzano un sottogruppo di un telaio auto. Rispetto all’analisi di fattibilità preliminare, in questo caso si concentra l’attenzione sulla ottimizzazione delle sequenze di saldatura identificando la strategia che restituisce la migliore produttività, valutando la qualità di prodotto e tempi di processo, rispettivamente restituiti dalle simulazioni termo-strutturali e dalle simulazioni delle operazioni robotizzate.
Dai risultati ottenuti si può affermare la validità dell’approccio proposto e confermare le potenzialità nell’impiego di piattaforme integrate; ulteriori sviluppi per oggettivare le simulazioni termo-strutturali risultano comunque necessari per restituire dati congruenti alla fisica del processo.
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Abstract
The purpose of this thesis work is an approach for the integrated design of robotic welding processes that includes analyzes for the optimization of process times and costs. Compared to traditional approaches, we propose the use of CAD / CAE / PLM platforms that integrate design tools, product analysis and process simulation in a single environment.
The phases involved in traditional welding process design approaches can be summarized in three main steps, such as: product design, definition of component positioning and locking templates and determination of welding operations. Adopting an integrated solution on the platform, we want to define a collaborative and interconnected workflow aimed at minimizing uncertainties and times for the validation of the welding solution.
The definition of the methodology provides for an initial feasibility analysis to analyze and evaluate the potential and available functions of the 3Dexperience collaborative platform, selected for the development of this work. Therefore, it will be analyzed how to replicate the behavior of a known real welding process using the integrated thermo-structural analysis functions.
In parallel, the tools available to model robotic welding solutions are analyzed, identifying the applications and the operational sequence to replicate the real process.
The confirmation of the correct definition of the proposed method provides for the evaluation of the welding process of the components that realizes a subgroup of a car chassis. With respect to the preliminary feasibility analysis, in this case the attention is focused on the optimization of the welding sequences by identifying the strategy that obtains the best productivity, evaluating the product quality and process times, respectively returned by the thermo-structural simulations and from simulations of robotic operations.
From the results obtained it is possible to affirm the validity of the proposed approach and confirm the potential in the use of integrated platforms; further developments to objectify the thermo-structural simulations are however necessary to return data congruent to the physics of the process.
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