文／李坤義，別大勇，黃玉敏，楊娜，田燦騰·廣州汽車集團(tuán)乘用車有限公司

現(xiàn)今越來(lái)越多的汽車主機(jī)廠為了能夠滿足需求的增長(zhǎng)，不斷提升自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線的節(jié)拍和節(jié)省模具現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間，紛紛開(kāi)始導(dǎo)入高速?zèng)_壓生產(chǎn)線。為了優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和提前識(shí)別生產(chǎn)過(guò)程中的干涉現(xiàn)象，從而提升高速?zèng)_壓生產(chǎn)線的調(diào)試效率，本文基于UG 三維軟件對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行干涉曲線仿真分析，能夠快速地排查干涉，縮短調(diào)試工時(shí)，有效地提升生產(chǎn)效率。

沖壓生產(chǎn)線組成

為了更好地進(jìn)行高速?zèng)_壓線干涉曲線的檢查分析，首先介紹沖壓生產(chǎn)線的布局及沖壓工藝。沖壓生產(chǎn)線主要是把板料沖壓成汽車零件，包括線首單元、壓力機(jī)及搬送單元、線尾單元等3 大部分，其中干涉曲線主要反映搬送單元與上下序壓力機(jī)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。沖壓生產(chǎn)線布局見(jiàn)圖1。

圖1 沖壓生產(chǎn)線布局簡(jiǎn)圖

⑴線首單元主要是傳送清洗干凈的板料到壓力機(jī)，需要經(jīng)過(guò)板料拆垛、輸送、清洗、對(duì)中、上料等工位。

⑵壓力機(jī)與搬送單元主要是完成沖壓板料及傳送板件，需要經(jīng)過(guò)拉延、沖孔、翻邊、切邊等工位。

⑶線尾單元主要是對(duì)沖壓完成的零件進(jìn)行下料裝箱，需要經(jīng)過(guò)下料、傳送、裝箱等工位。

干涉曲線的檢查

高速?zèng)_壓線搬運(yùn)工件的過(guò)程中，搬運(yùn)裝置(含橫桿和端拾器等)按照所設(shè)定的干涉曲線軌跡運(yùn)動(dòng)，為了保證新車型模具能夠高效地生產(chǎn)，需要對(duì)搬運(yùn)裝置與裝在壓力機(jī)上的模具的運(yùn)動(dòng)干涉情況進(jìn)行檢查。

搬運(yùn)裝置在進(jìn)入、取件、放件、退出的整個(gè)過(guò)程中，橫桿與上模、端拾器與下模、工件與下模比較容易發(fā)生干涉，需要在模具設(shè)計(jì)階段進(jìn)行干涉曲線的檢查，檢查搬運(yùn)裝置在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否與模具結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉，避免因?yàn)楦缮鎸?dǎo)致無(wú)法生產(chǎn)。

準(zhǔn)備工作

在電腦里安裝好UG 三維軟件(也可以是CATIA)，導(dǎo)入所需要的壓力機(jī)與搬送單元的干涉曲線文件(圖2)、新車型零件模型及模具結(jié)構(gòu)模型(圖3)。

圖2 干涉曲線文件

圖3 模具結(jié)構(gòu)模型

高速?zèng)_壓線干涉曲線解讀

搬運(yùn)裝置的干涉曲線主要為上料手與下序壓力機(jī)干涉曲線(圖4)、下料手與上序壓力機(jī)干涉曲線(圖5)。

圖4 上料手與下序壓力機(jī)干涉曲線

圖5 下料手與上序壓力機(jī)干涉曲線

每張圖中干涉曲線的上半部分主要檢查模具結(jié)構(gòu)的下模與機(jī)械手的干涉情況，下半部分主要檢查模具結(jié)構(gòu)的上模與機(jī)械手的干涉情況。

零件工藝干涉曲線的檢查

根據(jù)高速?zèng)_壓線的干涉曲線狀態(tài)對(duì)零件進(jìn)行干涉狀態(tài)檢查，首先需要對(duì)零件進(jìn)行初步的工藝檢查，可以有效避免搬運(yùn)裝置與零件的干涉問(wèn)題(圖6、圖7)。零件工藝檢查流程如下：

圖6 搬運(yùn)裝置放料回程檢查示意圖

圖7 搬運(yùn)裝置取料進(jìn)入檢查示意圖

⑴零件數(shù)據(jù)、干涉曲線文件導(dǎo)入仿真軟件。

⑵提取最易發(fā)生干涉部位，移動(dòng)干涉曲線到該部位確認(rèn)是否干涉。

⑶干涉曲線與零件間隙的安全余量需不小于50mm(不同廠家設(shè)備要求不同)。

⑷確認(rèn)產(chǎn)品造型在模具結(jié)構(gòu)中的布局角度，后續(xù)針對(duì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入檢查并給出最終SPM。

模具結(jié)構(gòu)干涉曲線的檢查

在模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段，開(kāi)展干涉曲線檢查能夠有效地排查干涉情況，優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證模具的工作穩(wěn)定性；通過(guò)對(duì)模具結(jié)構(gòu)干涉曲線的檢查，能夠給模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供較優(yōu)方案，提高沖壓生產(chǎn)線的節(jié)拍且留出安全余量，降低現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的時(shí)間和工作量。模具結(jié)構(gòu)檢查流程如下：

⑴導(dǎo)入模具及零件模型，需要注意模具在導(dǎo)入時(shí)為閉合狀態(tài)，如果板料和下模有頂起裝置，則將零件放在頂起裝置上，標(biāo)明液壓墊取料時(shí)的頂起高度。

⑵導(dǎo)入高速?zèng)_壓生產(chǎn)線的干涉曲線文件，調(diào)整干涉曲線與模具工序方向，確保取料、放料方向與整線一致。

⑶設(shè)備橫桿定位為取料點(diǎn)或投料點(diǎn)時(shí)，橫桿底面距離工作臺(tái)面的高度(具體查看每條高速?zèng)_壓生產(chǎn)線設(shè)備規(guī)格，每個(gè)廠家設(shè)備規(guī)格參數(shù)不太一樣)。

⑷下料手與上序壓力機(jī)模具下模的干涉檢查(圖8)。

圖8 下料手與上序壓力機(jī)模具下模干涉檢查

①橫桿定位后(即取料點(diǎn))，根據(jù)板件或零件尺寸初步布局端拾器吸盤(明確吸盤布局位置)。

②進(jìn)入取料：一般選取最低點(diǎn)及最遠(yuǎn)點(diǎn)為基點(diǎn)，導(dǎo)入干涉曲線文件，確認(rèn)橫桿、端拾器與下模的安全余量不小于50mm(不同廠家設(shè)備要求不同)，如果安全余量小于50mm會(huì)存在搬運(yùn)過(guò)程的抖動(dòng)干涉風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改。

③取料返回：由于帶著板料，一般選取干涉風(fēng)險(xiǎn)比較大的點(diǎn)作為基點(diǎn)，導(dǎo)入干涉曲線文件，確認(rèn)搬運(yùn)裝置返回過(guò)程中零件、模具和定位塊的安全余量不小于50mm(不同廠家設(shè)備要求不同)。

⑸下料手與上序壓力機(jī)模具上模的干涉檢查(圖9)。

圖9 下料手與上序壓力機(jī)模具上模干涉檢查

①橫桿定位后(即取料點(diǎn))，根據(jù)板件或零件尺寸初步布局端拾器吸盤(明確吸盤布局位置)。

②進(jìn)入取料：以橫桿及端拾器最遠(yuǎn)點(diǎn)及最高點(diǎn)位置為基點(diǎn)，導(dǎo)入干涉曲線文件，干涉曲線基準(zhǔn)點(diǎn)與基點(diǎn)一致，確認(rèn)橫桿、端拾器與上模的安全余量不小于50mm(不同廠家設(shè)備要求不同)。

⑹上料手與下序壓力機(jī)模具下模的干涉檢查(圖10)。

圖10 上料手與下序壓力機(jī)模具下模檢查

①橫桿定位后(即投料點(diǎn))，根據(jù)取料時(shí)吸盤布局，確定基點(diǎn)位置。

②進(jìn)入投料：由于帶著板料，一般選取最惡劣的點(diǎn)作為基點(diǎn)，導(dǎo)入干涉曲線文件，確認(rèn)投料過(guò)程中零件、模具和定位塊的安全余量不小于50mm(不同廠家設(shè)備要求不同)。

③投料返回：一般選取最低點(diǎn)及最遠(yuǎn)點(diǎn)為基點(diǎn)，導(dǎo)入干涉曲線文件，確認(rèn)橫桿、端拾器與下模的安全余量不小于50mm(不同廠家設(shè)備要求不同)。

⑺上料手與下序壓力機(jī)模具上模的干涉檢查(圖11)。

圖11 上料手與下序壓力機(jī)模具上模干涉檢查

①橫桿定位后(即投料點(diǎn))，根據(jù)取料時(shí)吸盤布局，確定基點(diǎn)位置。

②投料返回：以橫桿及端拾器最遠(yuǎn)點(diǎn)及最高點(diǎn)位置為基點(diǎn)，導(dǎo)入干涉曲線文件，干涉曲線基準(zhǔn)點(diǎn)與基點(diǎn)一致，利用干涉曲線根據(jù)各自設(shè)備要求確定安全余量。

③確認(rèn)橫桿、端拾器與模具上模安全余量不小于50mm(不同廠家設(shè)備要求不同)。

干涉曲線檢查建議

干涉曲線僅確認(rèn)了理論上零件可達(dá)成的最高節(jié)拍，在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中需對(duì)取料可動(dòng)和投料可動(dòng)兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，這樣可能導(dǎo)致節(jié)拍無(wú)法達(dá)到理論的最高值，因此在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段開(kāi)展干涉曲線檢查需考慮到參數(shù)調(diào)整的影響。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮零件中心與工作臺(tái)中心線偏移量不大于50mm，避免節(jié)拍的損失或零件偏單邊導(dǎo)致掉件。

確認(rèn)發(fā)生干涉部位并測(cè)量干涉量，建議從以下3 個(gè)方面來(lái)考慮，具體情況需具體分析后才能確定方案。

⑴端拾器和上模的干涉，考慮降低端拾器高度，或?qū)ι夏８缮娌课贿M(jìn)行取消或修改；

⑵端拾器與下模的干涉，考慮調(diào)整端拾器吸盤的數(shù)量和位置；

⑶板料與下模的干涉，考慮在模具上增加頂起裝置或?qū)ο履８缮娌课贿M(jìn)行修改。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)高速?zèng)_壓線干涉曲線的檢查能夠提前優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)模具調(diào)試。在模具設(shè)計(jì)階段，能夠?qū)δ＞吖に囘M(jìn)行約束及避免結(jié)構(gòu)干涉，輸出指導(dǎo)性文件及目標(biāo)節(jié)拍；在模具現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試階段，使用前期干涉曲線檢查的指導(dǎo)性文件，直接輸入相應(yīng)參數(shù)及吸盤位置制作端拾器，實(shí)現(xiàn)調(diào)試工時(shí)的削減。由于生產(chǎn)線上作業(yè)空間的局限性，員工的勞動(dòng)負(fù)荷也相對(duì)較高，線上作業(yè)工時(shí)的縮短對(duì)于員工的減負(fù)具有一定作用。