虚拟汽车冲压线的建立方法与实践_先进制造技术_虚拟制造_

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1、虚拟汽车冲压线的建立方法与实践_先进制造技术_虚拟制造锃仿   引言锃仿   随着汽车在中国竞争的白日化，降低制造成本和快速适应市场的变化成为汽车制造商在竟争中脱颖而出的制胜法宝。锃仿   众所周知，冲压、白车身、总装和喷涂是现代汽车制造生产中重要的四大工艺。然而汽车的车身，车架，车厢，都需要经过冲压才能形成。所以冲压的制造工艺水平，制造质量，直接影响汽车制造质量及制造成本。目前我国轿车车身冲压生产线整体水平较低，传统冲压线的设计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节，这种方法不仅浪费资源，精确度不高，而且也延长了整线设计的时间，不能满足现代市场对产品的开发时间

2、较短的要求。采用虚拟制造技术，在计算机虚拟环境下对轿车车身冲压线进行研究，对提高轿车冲压设计方法有着十分重要的意义。锃仿   1、系统的建立锃仿   为了提供一个供设计工程师和现场安装工程师共同参与的直观、高效的设计平台，可利用CIATIAV5建立一个与实际环境相匹配的虚拟平台来满足要求。我们可称这个系统平台为虚拟冲压线。锃仿   1.1系统建立的目的锃仿   为了解决传统冲压线中的端拾器设计效率低下并优化冲压线的目的，我们可以在CATIAV5的环境下，建立冲压线的虚拟环境，通过自动装配技术、仿真技术来达到这些目的。锃仿   1.2系统建立的流程锃仿   虚拟冲压线系统的建立流

3、程如图1所示。锃仿锃仿  虚拟冲压线系统的建立流程主要可以分成三个阶段，第一阶段为分析建模阶段，主要是建立部件的三维模型的和一些标准件的零件库;第二阶段为端拾器的设计阶段;第三阶段为整线的虚拟装配和仿真检验、优化阶段。锃仿   2、系统的分析建模阶段锃仿   这个阶段的主要任务是确定冲压生产线零件组成，其次对这些零部件进行三维建模。锃仿   2.1冲压线的组成锃仿   众所周知，一条流水线是由众多部件组成的。从功能和系统的角度出发，对轿车冲压线进行研究人们可以发现，冲压线是由拆跺机，清洗机，对中台，压机，翻转机构、穿梭小车，皮带机组成的，然而在不同部件之间加工工件的运输;是由机

4、械手来完成的，结构如图2所示。锃仿锃仿   然而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、吸盘等多种标准件组合而成，并安装在机械手臂上的。   2.2系统的三维建模锃仿   通过对压机线的分析后，可以得出对三维建模部分要分成两大部分。第一部分为，建立拆跺机，清洗机，对中台，压机，翻转机构、穿梭小车，皮带机等这些部件的三维模型;第二部分为建立组成端拾器标准零件库，方便端拾器的自动化设计。锃仿   2.2.1部件的三维建模锃仿   利用CATIAV5三维平台的基于实体特征的建模方法，首先通过草图设计，确定实体的平面图形，再利用零件设计模块所提供的各种

5、功能建立冲压生产线零件的三维实体，这种建模的关键是建立零件特征数据，并对一些零件的机械机构进行简化。随后在CATIAV5的装配设计(AssemblyDesign)环境下，根据零部件的装配约束关系，对这些部件进行虚拟装配。锃仿   在部件虚拟装配中，考虑到以后整线的装配和整线的仿真，有以下两点要注意的:一是将小部件进行装配形成子装配，然后将不多的子装配体进行约束装配来达到装配整条压机线的目的。这样不仅可以使装配比较简单，而且对某些子装配可以重复利用。二是进行子装配体时，要考虑后面的运动仿真，因为需要做运动仿真的子部件必需是只与其根装配体具有一层装配关系的零部件(part)或者是装

6、配体(product)。因此对于整条压机线的运动仿真和压机装模检验的运动仿真对同一部件可采用不同的装配体。最后经过虚拟装配完成压机，穿梭小车，翻转机构，机械手，拆剁机，清洗台，对中台等子装配体。图3显示了部件穿梭小车，压机，与翻转机构的三维模型。锃仿锃仿   2.2.2端拾器(Tooling)的标准件的建模锃仿   随着工业的发展，标准化的产品越来越多。这样不仅可以减少制造的成本，也可以提高制造的效率。在端拾器中就大量运用到吸盘、主杆、副杆等标准件。但是这些标准件的主体结构都相似，而规格大小不一，而且规格众多。为了加快建模速度和效率，简化标准件的建模过程。CATIAV5提供了参

7、数化建模的功能。   通过对部件和标准件的三维建模，使我们具有端拾器设计的环境平台和整线仿真的基础。锃仿   3、端拾器(Tooling)的设计阶段锃仿   因为CATIAV5只提供在其环境下的，通过约束关系的三维手动装配。所以对端拾器设计者提出了较高的要求。并且通过手动装配设计效率低，而且经常重复劳动〕所以，可以考虑对CATIAV5实行二次开发，实现设计过程程序智能化，即吸盘、主杆、副杆等标准件的自动装配化过程。锃仿   3.1 CATIAV5的二次开发方式的选择锃仿   通过对CATIA