随着汽车行业的飞速发展以及工业4.0的推广,自动化制造水平逐年提升,各大汽车制造商为了缩短冲压件开发周期,同时保障其快速制造需求,将传统的人工线逐步转化为自动化与多工位生产线体。多工位生产线体有较高的生产效率(可达25 SPM),自动化水平也更高。
多工位冲压生产线介绍
多工位冲压生产线(图1)是由上料系统、压力机、模具、送料杆及其他电气、网络控制系统组成的。在多工位压力机连续工作的同时,多工位冲压生产线利用模具两侧送料杆上的抓手对工件进行移动,从而提高生产效率,减少操作人员及工作场地的使用。
在高速运转的多工位生产线上,两侧送料杆与抓手组成的刚体需严格按照设定的轨迹进行运动,其运动轨迹共分为六个过程:①抓手从零点进入模具并和加工件进行接触;②抓手带动制件提升到一定高度;③抓手带动制件前进至下工序;④抓手带动制件下降至下工序下模;⑤抓手退出模具;⑥抓手回程至上工序零点。具体轨迹如图2所示。
干涉检查的创建方法
利用抓手、模具及制件等工位内容,通过运动曲线、干涉曲线等运动路线进行严格的空间控制来模拟生产过程,直观地看到各生产元素的运动过程。通过检测元素间的最小距离,达到干涉检查的目的。
1.下模检查及运动曲线的应用
此检查方法主要通过运动曲线检查下模的干涉情况。冲压生产过程中下模是固定的,所以可以通过抓手沿运动曲线的过程进行检查。如图3所示,首先把各生产工位内容按初始位置导入CATIA软件中,再通过固定下模、抓手与制件固联、抓手按照运动曲线运动,检测此过程中制件与下模的最小距离,据此判定下模检查的结果。
2.上模检查及干涉曲线的应用
此检查方法主要通过干涉曲线检查上模的干涉情况。由于生产过程中上模与抓手都是运动内容,所以通过固定上模,拟合出抓手相对于静止上模的运动曲线,这条拟合出来的运动曲线即为干涉曲线。如图4所示。干涉曲线与抓手实际空间运动曲线存在差异,是虚拟存在的。此检验过程和上下模检查过程一致,只是固定内容变为上模,验证曲线变为干涉曲线。上模检查如图5所示。
3.复合检查及实际生产过程的模拟
因为上下模具间只存在高度方向的运动关系,所以干涉曲线与运动曲线在俯视图方向是重合的。因此,在三维空间中通过将抓手运动点与运动曲线、干涉曲线进行X/Y方向的重合,就可以模拟实际工序内容中上模高度方向上的位置。把上模、下模干涉检查进行整合(图6),并在CATIA软件的DMU模块下创建运动约束命令(图7),通过各工位内容与运动曲线和干涉曲线件的运动进行约束,就可以创建出自由度为零的可驱动运动机构(图8)。运动机构创建后,就可以驱动此运动机构来模拟生产现场各工序内容的运动过程,并据此进行复合检查。
结语
多工位干涉曲线的检查方法众多,本文仅对干涉曲线的一种检查方法进行了理论上的描述及关联验证,而生产现场还有很多工位内容需要进行检查。干涉检查标准也许要根据现场实际进行判断,一般下模安全距离为30 mm,上模安全距离为5 x SPM的数值。
在模具设计阶段,干涉检查的意义很大。通过前期对干涉区域的预判并调整,可缩短后期生产调试过程中问题整改的周期,同时也能避免模具设备变化带来的资金浪费。
获取更多评论