模具的冲压生产对于模具质量至关重要，目前，冲压行业利用自动化模拟DELMIA ROBOTICS软件处理非标冲压自动化设备与模具的静态干涉分析、动态通过性以及节拍优化，作用显著。

仿真技术在冲压自动化生产线上的应用现状

在国内各大型汽车冲压厂中，前期规划的冲压线基本是按照手工线的标准，生产节拍比较低、安全性差且人工劳动强度大。后期，各汽车冲压厂都进行了冲压线自动化改造。由于压机是冲压生产线上大型的固定设备，改造成本高、周期长，不易实施。而初期按照手工线配置的压机参数，如滑块行程、滑块调整量、装模高度和压机间距等都与自动化生产线要求有一定差距。故手工线改造成自动化线，对模具结构要求比较高。机器人在示教运动过程中，运行轨迹复杂、示教过程长，机器人延长臂抓取板料在模腔内运动时易与模具干涉，影响效率，严重时会导致工艺路线不合理、模具不能自动化生产。

针对以上情况，冲压工艺师积极运用新技术——DELMIA ROBOTICS自动化仿真模拟技术，在冲压自动化线运行之前，利用压机、模具以及端拾器信息，在电脑上进行冲压工序模拟，找出干涉点，优化程序，设计适合的端拾器，优化模具结构，不断模拟，从而设计出一个最合理、最优化的机器人运行轨迹，提高生产节拍。

目前，国内冲压自动化线主要包括3种类型：高速机械手线、普通机械手线和机器人线，依据现场自动化机械手设计和测量数据，4种机械手拾取端厚度及要求如表所示。

根据经验，模具与自动化装置的静态干涉分析，要保证机械手顺利上下料，需保证机械手最上端与上模最下端间距≥30mm，机械手爪上的零件最低点与下模的最高点间距≥30mm。满足以上两个条件，零件能顺利从设备中取出，没有干涉。所以，模具净开口高度要求如下：

C≥B＋E＋2×D＋F，D＝30，F＝净空安全距离，E＝50时，C≥B＋60＋净空安全距离。

模具净开口空间如图1所示，其中 h为取料时机械手底面距移动工作台上表面的高度，单位为mm；A为下模高度（遵照各自动化生产线模具下模高度要求），单位为mm；B为冲压件高度，单位为mm；C为模具净开口高度（滑块停留在压机上死点时，上模的最低点和下模的最高点之间的距离），单位为mm；D为安全余量（最小为30），单位为mm；E为端拾器高出冲压件部分（最大为150mm，最小为50），单位为mm；F为机械手拾取端厚度（即表中所指净空安全距离），单位为mm。

DELMIA ROBOTICS仿真技术应用

1.DELMIA ROBOTICS应用步骤

Inserting products and resources：打开DELMIA ROBOTICS软件，新建一个new process可以重新命名1#线模拟，然后点击DELMIA ROBOTICS软件工具条Inserting Resources将已经制作完成的冲压车间的5台压机生产线三维数模、5序模具数模、端拾器数模和机器人数模调入，再点击DELMIA ROBOTICS软件工具条Inserting Products将侧围5个工序数模调入，并利用罗盘调整各个数模到生产线相对应的位置。

Snap and attach resources：将模具装配到压机上面，端拾器装配到机器人延长臂上，调整好整线位置及工艺布局。

Creat tags and robot tasks，run a robot process, robot task analysis：单独创建每个机器人在压机模腔内的轨迹动作，不断优化，计算出最优化、最高效率的轨迹区间。

Multiple resources simulation：将生产线上所有机器人和压机联动起来，模拟整线运动轨迹，并优化出最合适、效率最高的轨迹。

31#线自动化生产线数模导入如图2所示。

2.可行性分析

在图纸会签阶段或者手工模具改造为自动化模具阶段，尤其规划在自动化生产线上生产的产品，模具设计应充分考虑净开口空间，首先需要依据本公司冲压车间生产线经验自动化参数进行排查，对于排查不合格的工序，需要进行自动化模拟。以下是一个车型的后背门外板自动化通过可行性分析。

由于压机滑块行程比较小，模具净开口尺寸依据上述经验所述分析，机器人上下料时，自动化传输设备机械手与模具本体易与上模斜锲装置干涉。零件件号为J52-6301701（751），零件名称为后背门外（内）板，工艺路线为1#线（单动）。自动化模拟过程如图3所示。

OP10：取料不可以实现（在BH不顶起下可实现），放料可以实现；

OP20：取料可以实现、放料可以实现；

OP30：取料不可以实现、放料可以实现；

OP40：取料可以实现、放料可以实现。

（1）J52-6301701-OP10存在的问题及对策

C理论需要（取60mm余量）：B＋E＋D＋F＋G＝100＋50＋60＋260＋140＝610mm

其中D取30mm＋30mm；F取260mm；G为BH顶出后高度，取14mm。

工作情况下实际空间A为540mm，有干涉70mm。

对策：在BH不顶起时工作，C理论需要（取60mm余量）：B＋E＋D＋F＝100＋50＋60＋260＝470mm
工作情况下实际空间A为540mm，无干涉，可以实现。OP10自动化模拟干涉分析如图4所示。

（2）J52-6301701-OP30存在的问题及对策

C理论需要（取30mm余量）：B＋E＋D＋F＝90＋50＋30＋260＝430mm。

A实际为340mm，有干涉量90mm。旋转后也不能实现，可以降低干涉量为40mm。

其中D取30mm；F取260mm。

对策1：根据实际干涉量加工上模插刀，保证自动化的实现，因加工量对模具插刀强度影响较大，不建议此方案。

对策2：转线生产，2#线为柯马机器人自动化生产线，有6个轴，自由度高，可以通过在模腔内旋转工序件，避免与模具本体干涉。

OP30自动化模拟干涉分析1#线如图5所示，2#线如图6所示。

结语

冲压自动化在汽车行业已经普遍应用，机器人、机械手和高速线都已非常常见。冲压自动化若想达到最大生产节拍、提高效率并减少故障率，必须使压力机、自动化（拆垛、传输和装箱）和模具等因素最优化匹配，在生产过程中按照模拟过的轨迹调试生产，也可以根据现场情况再优化轨迹。DELMIA ROBOTICS仿真技术已逐渐被汽车主机厂所重视，尤其是规划设计部门，前期使用此软件分析一些比较复杂的大中型冲压件成形过程，制定合理的工艺路线，可以节省后期安调成本和人力劳动，作用甚佳。