【編者按】沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力恒水，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的成形加工方法。本文應(yīng)用仿真軟件自動(dòng)化干涉曲線對(duì)沖壓件進(jìn)行分析及運(yùn)動(dòng)仿真姑郊。

本文應(yīng)用仿真軟件自動(dòng)化干涉曲線對(duì)沖壓件進(jìn)行分析及運(yùn)動(dòng)仿真匈惑，通過沖壓工藝分析完成了對(duì)沖壓件和模具的優(yōu)化，提高了自動(dòng)化線的節(jié)拍裂膛，節(jié)省了模具調(diào)試時(shí)間庇鸭。

目前，越來越多的汽車整車廠采用高速自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線體來滿足快速生產(chǎn)制造的需求紧贪。如何提升沖壓件生產(chǎn)節(jié)拍狂嘉，是沖壓工藝技術(shù)人員面臨的首要難題。自動(dòng)化生產(chǎn)線需要考慮沖壓件搬運(yùn)過程中端拾器藤该、沖壓件以及模具上下模四者之間的干涉問題询蚊。如何在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)階段就對(duì)這些干涉進(jìn)行檢查里状，提前識(shí)別縮短自動(dòng)化線上模調(diào)試時(shí)間因震，是解決問題的關(guān)鍵。

沖壓自動(dòng)化過程介紹

高速自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線上鳞编，沖壓件在壓力機(jī)之間的搬運(yùn)是靠固定在搬運(yùn)裝置末端（橫桿）的端拾器來實(shí)現(xiàn)汁蝶。垛料由叉車裝載到拆垛小車上，對(duì)板料定位或托盤定位论悴，拆垛機(jī)構(gòu)通過拆垛裝置從垛料上抓/吸取料片并把它輸送到傳送帶上掖棉。通過傳送帶將板料經(jīng)過清洗、涂油送到對(duì)中臺(tái)意荤。經(jīng)過對(duì)中定位后啊片，由上料裝置取料將板料送入第一臺(tái)壓力機(jī)第一道工序模具中。沖壓后工件通過固定在橫桿末端的端拾器從第一臺(tái)壓機(jī)中取出并定位玖像，放置于下一臺(tái)壓機(jī)的模具中紫谷。這一過程重復(fù)到最后一道工序。下料裝置在最后一臺(tái)壓機(jī)完成沖壓后取走工件放到傳送帶上捐寥，由人工檢查和裝箱笤昨。整個(gè)工藝流程如圖1所示。

在高速自動(dòng)化沖壓線上握恳，橫桿和端拾器在搬運(yùn)工件過程中必須按照設(shè)定的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)瞒窒。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，端拾器在進(jìn)入乡洼、取件崇裁、放件和退出整個(gè)過程中，橫桿和上模扛焊、端拾器和下模以及工件和下模容易發(fā)生干涉波耗。通常是在模具初步設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行搬運(yùn)過程確認(rèn)脊腺，檢查工件在運(yùn)動(dòng)過程中是否和模具發(fā)生干涉（見圖2）。

自動(dòng)化干涉曲線分析

目前休敛，國(guó)內(nèi)工廠只在模具廠完成模具設(shè)計(jì)后茉园，應(yīng)用干涉曲線對(duì)沖壓件干涉情況進(jìn)行檢查。其監(jiān)測(cè)流程為：打開模具史糕，把運(yùn)動(dòng)曲線放到模具中的最低點(diǎn)汁讹，檢查制件和模具的下模是否存在干涉，測(cè)量干涉量锤知；閉合模具棋裳，把干涉曲線（假定制件在搬運(yùn)過程中，上模處于靜止羊湃，機(jī)械臂相對(duì)于上模的運(yùn)動(dòng)軌跡）導(dǎo)入到模具當(dāng)中舵牛，檢查模具上模是否和干涉曲線存在干涉，并測(cè)量干涉量然走。

靜態(tài)檢查存在一定的缺點(diǎn)：檢測(cè)前需要將運(yùn)動(dòng)曲線插入到數(shù)模中，對(duì)數(shù)模的某一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢查戏挡，不能實(shí)現(xiàn)全部檢查芍瑞；在靜止的數(shù)模中檢查運(yùn)動(dòng)的干涉情況需要有較高的空間想象能力和豐富的經(jīng)驗(yàn)；靜態(tài)檢查以線代替了實(shí)體褐墅，檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確拆檬，會(huì)有部分干涉無(wú)法檢查。

基于靜態(tài)檢查的缺點(diǎn)妥凳，通過在CATIA環(huán)境中對(duì)模具數(shù)模和干涉曲線進(jìn)行處理竟贯，以模具運(yùn)行一個(gè)周期為仿真周期時(shí)間，演示傳輸臂和制件進(jìn)出模具整個(gè)過程逝钥，發(fā)現(xiàn)制件和周邊環(huán)境的干涉屑那，避免了靜態(tài)檢查下干涉檢查不徹底，保證產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)拍艘款。制件仿真流程如圖3所示持际。

1.以制件取料點(diǎn)為原點(diǎn)，導(dǎo)入相應(yīng)節(jié)拍的運(yùn)動(dòng)曲線

把壓力機(jī)線體設(shè)備數(shù)據(jù)和自動(dòng)化設(shè)備數(shù)據(jù)導(dǎo)入到仿真軟件中哗咆，包含壓力機(jī)工作臺(tái)搂物、壓力機(jī)滑塊、自動(dòng)化設(shè)備中的傳輸臂以及端拾器读铁，按照布局圖對(duì)數(shù)模位置進(jìn)行布局囱蕴，用于模擬仿真；把各工序模具數(shù)模和制件數(shù)模導(dǎo)入到仿真軟件中砂两。

2.布置板料和模具相對(duì)位置

如果板料和下模制件有頂起裝置朋堪，則將制件放在頂起裝置上橘疚。

3.創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

包括模具和滑塊的上下運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)化帶端拾器的空間運(yùn)動(dòng)以及端拾器和制件的運(yùn)動(dòng)倾秤。

4.在仿真軟件中進(jìn)行仿真

打開檢查干涉命令伟秩，進(jìn)行仿真。仿真結(jié)束后點(diǎn)擊回放衬朗，則動(dòng)態(tài)顯示制件的整個(gè)搬運(yùn)過程猿悔。可以根據(jù)生產(chǎn)線體設(shè)備設(shè)定的安全距離對(duì)制件搬運(yùn)的整個(gè)過程進(jìn)行檢查捧贺，檢查是否發(fā)生干涉角葱。

5.干涉確認(rèn)

對(duì)發(fā)生干涉的部位進(jìn)行確認(rèn)并測(cè)量干涉量，指定解決方案主要以下3種：

（1）端拾器和上模發(fā)生干涉座泳，則降低取件高度惠昔，或?qū)ι夏８缮娌课贿M(jìn)行取消或修改。

（2）端拾器與下模干涉挑势，通過調(diào)整端拾器吸盤的數(shù)量和位置可以避免干涉發(fā)生镇防。

（3）板料和下模干涉，則需要在模具上增加頂起裝置或?qū)ο履８缮娌课贿M(jìn)行修改潮饱，在產(chǎn)品可以修改時(shí)可以對(duì)產(chǎn)品拔模角度進(jìn)行修改来氧。

應(yīng)用案例

以某車型門板為實(shí)例，對(duì)制件生產(chǎn)過程中第二序進(jìn)行分析香拉。該制件在采用單臂連續(xù)高速自動(dòng)化沖壓線體上生產(chǎn)啦扬，要求生產(chǎn)節(jié)拍達(dá)到12件/min（SMP）。

首先凫碌，將自動(dòng)化設(shè)備數(shù)模和壓力機(jī)滑塊扑毡、壓力機(jī)工作臺(tái)數(shù)模導(dǎo)入到軟件中，并將壓力機(jī)滑塊和干涉曲線進(jìn)行固定聯(lián)接盛险，用于驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)滑塊上下運(yùn)動(dòng)瞄摊；創(chuàng)建自動(dòng)化設(shè)備端拾器沿著運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)，用來模擬端拾器運(yùn)動(dòng)的軌跡四酱；將模具導(dǎo)入到軟件中闽芳，分別將上模和壓力機(jī)滑塊進(jìn)行固聯(lián)，下模和工作臺(tái)進(jìn)行固聯(lián)扑详；導(dǎo)入制件媚尊，將制件和端拾器進(jìn)行固聯(lián)，使制件沿著端拾器運(yùn)動(dòng)的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)涕留。

設(shè)置好運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)后褂反，通過運(yùn)動(dòng)副對(duì)仿真過程進(jìn)行模擬，通過目視和測(cè)量?jī)煞N方法來檢測(cè)端拾器帶制件在運(yùn)動(dòng)過程中與模具以及端拾器運(yùn)動(dòng)的過程中與模具制件的安全距離唁返。

通過檢查發(fā)現(xiàn)娇仙，制件在搬運(yùn)過程中和下模安全距離小于設(shè)備要求的安全距離30mm（一般下模安全距離為30mm丹叨，上模和端拾器安全距離D=5×SMP數(shù)值），存在制件搬運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)尾贮，通過加大端拾器提升高度洁乏，增大制件和下模制件的安全距離。

結(jié)語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)中對(duì)連續(xù)線干涉曲線進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬怔巷，能夠在模具設(shè)計(jì)階段對(duì)制件搬運(yùn)進(jìn)行確認(rèn)倍试，提升產(chǎn)品節(jié)拍，具有以下意義：利用仿真技術(shù)蛋哭，可以在短時(shí)間內(nèi)完成零件搬運(yùn)過程的動(dòng)態(tài)確認(rèn)县习，檢查搬運(yùn)過程中的干涉現(xiàn)象，并消除干涉谆趾；在滿足成形性條件下躁愿，通過對(duì)不同的沖壓方向下的干涉曲線模擬，綜合考慮沪蓬，找出最優(yōu)方案彤钟，提升生產(chǎn)節(jié)拍；縮短模具調(diào)試階段模具調(diào)試時(shí)間跷叉，避免了在模具制造完成后因模具返修造成模具強(qiáng)度不足問題的發(fā)生样勃；在前期對(duì)可能產(chǎn)生干涉的部位進(jìn)行優(yōu)化，消除模具設(shè)計(jì)階段零件搬運(yùn)過程中的干涉現(xiàn)象性芬。

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