温州精密冲压加工虚拟汽车冲压线的建立方法与实践（上）

跟着轿车在我国竞赛的白日化，下降制作本钱和快速习惯商场的改变成为轿车制作商在竟争中锋芒毕露的取胜法宝。 众所周知，冲压、白车身、总装和喷涂是现代轿车制作生产中重要的四大工艺。可是轿车的车身，车架，车厢，都需求经过冲压才干构成。所以冲压的制作工艺水平，制作质量，直接影响轿车制作质量及制作本钱。目前我国轿车车身冲压生产线全体水平较低，传统冲压线的规划和调试还局限于对物理冲压机和整线进行目测估计和手动调理，这种办法不只浪费资源，精确度不高，并且也延长了整线规划的时刻，不能满足现代商场对产品的开发时刻较短的要求。选用虚拟制作技能，在核算机虚拟环境下对轿车车身冲压线进行研讨，对进步轿车冲压规划办法有着十分重要的意义。 1、体系的树立 为了供给一个供规划工程师和现场装置工程师一起参加的直观、高效的规划渠道，可运用CIATIA V5树立一个与实践环境相匹配的虚拟渠道来满足要求。咱们可称这个体系渠道为虚拟冲压线。 1.1体系树立的意图 为了处理传统冲压线中的端拾器规划功率低下并优化冲压线的意图，咱们能够在CATIA V5的环境下，树立冲压线的虚拟环境，经过主动安装技能、仿真技能来到达这些意图。 1. 2体系树立的流程 虚拟冲压线体系的树立流程如图1所示。 图1 虚拟冲压线体系的树立流程首要能够分红三个阶段，第一阶段为剖析建模阶段，首要是树立部件的三维模型的和一些规范件的零件库;第二阶段为端拾器的规划阶段;第三阶段为整线的虚拟安装和仿真查验、优化阶段。 2、体系的剖析建模阶段 这个阶段的首要任务是断定冲压生产线零件组成，其次对这些零部件进行三维建模。 2.1冲压线的组成 众所周知，一条流水线是由很多部件组成的。从功用和体系的视点动身，对轿车冲压线进行研讨人们能够发现，冲压线是由拆跺机，清洗机，对中台，压机，翻转组织、络绎小车，皮带机组成的，可是在不同部件之间加工工件的运送;是由机械手来完结的，结构如图2所示。 图2 可是机械手是由机械手臂和端拾器组成。端拾器是由快速夹紧器、主杆、副杆、支撑杆、吸盘等多种规范件组合而成，并装置在机械手臂上的。 2. 2体系的三维建模 经过对压机线的剖析后，能够得出对三维建模部分要分红两大部分。第一部分为，树立拆跺机，清洗机，对中台，压机，翻转组织、络绎小车，皮带机等这些部件的三维模型;第二部分为树立组成端拾器规范零件库，方便端拾器的主动化规划。 2. 2. 1部件的三维建模 运用CATIA V5三维渠道的依据实体特征的建模办法，首要经过草图规划，断定实体的平面图形，再运用零件规划模块所供给的各种功用树立冲压生产线零件的三维实体，这种建模的关键是树立零件特征数据，并对一些零件的机械组织进行简化。随后在CATIAV5的安装规划(Assembly Design)环境下，依据零部件的安装束缚联系，对这些部件进行虚拟安装。 在部件虚拟安装中，考虑到今后整线的安装和整线的仿真，有以下两点要注意的:一是将小部件进行安装构成子安装，然后将不多的子安装体进行束缚安装来到达安装整条压机线的意图。这样不只能够使安装比较简单，并且对某些子安装能够重复运用。二是进行子安装体时，要考虑后边的运动仿真，由于需求做运动仿真的子部件必需是只与其根安装体具有一层安装联系的零部件(part)或者是安装体(product )。因而关于整条压机线的运动仿真和压机装模查验的运动仿真对同一部件可选用不同的安装体。最终经过虚拟安装完结压机，络绎小车，翻转组织，机械手，拆剁机，清洗台，对中台等子安装体。图3显现了部件络绎小车，压机，与翻转组织的三维模型。 图3 2.2.2端拾器(Tooling)的规范件的建模 跟着工业的开展，规范化的产品越来越多。这样不只能够削减制作的本钱，也能够进步制作的功率。在端拾器中就很多运用到吸盘、主杆、副杆等规范件。可是这些规范件的主体结构都类似，而标准大小不一，并且标准很多。为了加速建模速度和功率，简化规范件的建模进程。CATIA V5供给了参数化建模的功用。 经过对部件和规范件的三维建模，使咱们具有端拾器规划的环境渠道和整线仿真的根底。 3、端拾器(Tooling)的规划阶段 由于CATIA V5只供给在其环境下的，经过束缚联系的三维手动安装。所以对端拾器规划者提出了较高的要求。并且经过手动安装规划功率低，并且常常重复劳动〕所以，能够考虑对CATIA V5实施二次开发，完成规划进程程序智能化，即吸盘、主杆、副杆等规范件的主动安装化进程。 3.1 CATIA V5的二次开发方式的挑选 经过对CATIA V5的敞开接口的研讨发现，CAT-IA进行二次开发方式首要有两种，一种是CAA V5技能，另一种是CATIA V5 Automation技能。 CAA ( Component Application Architecture ) V5产品包含BADE(Rapid Application Development Environ-ment )和CAA CATIA V5 API等。RADE是一个可视化的集成开发环境，它供给完好的编程东西组。RADE以Visual C+十6. 0为载体，开发东西彻底集成在了VC++环境中，并且供给了一个CAA框架程序编译器，但一起也约束了VC ++的部分功用。 Automation技能是树立在COM根底之上，Automa-tion的核心技能是答应一个应用程序操作另一个应用程序。Automation技能并不是直接获取及处理数据，而是间接地经过暴露的目标和特色，运用目标的办法和特色获取、设置及处理数据。Automation技能包含两个方面:server和cliento Automation server是一个完成了IDispatch接口的COM组件，而Automation client是一个经过IDispatch接口与主动化服务器进行通讯的COM客户。如把CATIA当作一个server，用户在Visu-al Basic环境下编写的程序则是client。 运用 CATIA V5 Automation进行二次开发是依据Visual Basic集成开发环境，Visual Basic供给了杰出的用户交互界面，易学易用。并且CATIA供给宏的录制功用，在CATIA环境中进行的操作很大一部分能够经过录宏来获取VBScript脚本代码。这些脚本代码用户只须进行必定的修正就能够运用到VB里，这就大大进步了开发的速度。而有些操作经过录宏是无法获取代码的，就是需求用户依据CATIA供给的接口编程完成。可是与CATIA V5 Automation比较，CAA能完成更强壮的功用，但学习难度也大得多。 结合咱们体系只需求完成主动安装化功用，所以运用CATIA V5 Automation进行二次开发彻底满足要求。 3. 2规划流程 规划流程如图4所示。 图4 众所周知，端拾器(Tooling)是轿车冲压进程中将工序件从上一个工位移动到下一个工位的安装件。所以跟着加工工序件的不同，端拾器在工序件上抓取的点和其本身的结构也随之改变。所以有必要提取出一般的流程，并加以程序化。 首要，载人虚拟环境和工序件。即把压机，模具，工序件按照其对应的联系安装好，并载人CATIA V5的环境中。第二步，由规划工程师和安装工程师一起依据工序件的特色，挑选工序件的抓取点，并挑选其对应的吸盘。第三步，挑选在端拾器中所需求用到的规范件的类型，例如主杆、副杆、转向关节等。第四步，断定吸盘与一些规范件的相相联系，即每个吸盘和哪些规范件安装在一起。第五步，依据所确立的相相联系，由核算机后台主动核算，把这些规范件安装好，在CATIAV5中以三维的形式显现。最终，工程师满足后则输出对应的组成清单和示意图。 3. 3主动安装的关键技能 3. 3. 1根底坐标系的树立 由图5产品树可知:编号为78-28D-3548-D产品是由一系列部件所安装而成的，如压机L13 DP1301、机械手和工序件OP20_ before等。可是产品和每个这样的部件都有自己的坐标系。咱们将产品78-38 D-3548-L自己的坐标系命名为参阅坐标系，由于是产品78-38D-3548-L一个安装件，假如要在参阅坐标系下生成一点，在安装件里是无法完成的。所以咱们生成一个名为" Standard”的Part文件，它的坐标系与参阅坐标系相重合，认为是根底坐标系。在“Standard”里生成的点就相当于在参阅坐标系下的点。 下面代码获取某一部件坐标系与上一级坐标系的位置联系。

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