文／李坤义，别大勇，黄玉敏，杨娜，田灿腾·广州汽车集团乘用车有限公司
现今越来越多的汽车主机厂为了能够满足需求的增长，不断提升自动化冲压生产线的节拍和节省模具现场调试时间，纷纷开始导入高速冲压生产线。为了优化模具设计和提前识别生产过程中的干涉现象，从而提升高速冲压生产线的调试效率，本文基于UG 三维软件对生产过程进行干涉曲线仿真分析，能够快速地排查干涉，缩短调试工时，有效地提升生产效率。
冲压生产线组成为了更好地进行高速冲压线干涉曲线的检查分析，首先介绍冲压生产线的布局及冲压工艺。冲压生产线主要是把板料冲压成汽车零件，包括线首单元、压力机及搬送单元、线尾单元等3 大部分，其中干涉曲线主要反映搬送单元与上下序压力机之间的运动关系。冲压生产线布局见图1。
图1 冲压生产线布局简图
⑴线首单元主要是传送清洗干净的板料到压力机，需要经过板料拆垛、输送、清洗、对中、上料等工位。
⑵压力机与搬送单元主要是完成冲压板料及传送板件，需要经过拉延、冲孔、翻边、切边等工位。
⑶线尾单元主要是对冲压完成的零件进行下料装箱，需要经过下料、传送、装箱等工位。
干涉曲线的检查高速冲压线搬运工件的过程中，搬运装置(含横杆和端拾器等)按照所设定的干涉曲线轨迹运动，为了保证新车型模具能够高效地生产，需要对搬运装置与装在压力机上的模具的运动干涉情况进行检查。
搬运装置在进入、取件、放件、退出的整个过程中，横杆与上模、端拾器与下模、工件与下模比较容易发生干涉，需要在模具设计阶段进行干涉曲线的检查，检查搬运装置在运动过程中是否与模具结构发生干涉，避免因为干涉导致无法生产。
准备工作
在电脑里安装好UG 三维软件(也可以是CATIA)，导入所需要的压力机与搬送单元的干涉曲线文件(图2)、新车型零件模型及模具结构模型(图3)。
图2 干涉曲线文件
图3 模具结构模型
高速冲压线干涉曲线解读
搬运装置的干涉曲线主要为上料手与下序压力机干涉曲线(图4)、下料手与上序压力机干涉曲线(图5)。
图4 上料手与下序压力机干涉曲线
图5 下料手与上序压力机干涉曲线
每张图中干涉曲线的上半部分主要检查模具结构的下模与机械手的干涉情况，下半部分主要检查模具结构的上模与机械手的干涉情况。
零件工艺干涉曲线的检查
根据高速冲压线的干涉曲线状态对零件进行干涉状态检查，首先需要对零件进行初步的工艺检查，可以有效避免搬运装置与零件的干涉问题(图6、图7)。零件工艺检查流程如下：
图6 搬运装置放料回程检查示意图
图7 搬运装置取料进入检查示意图
⑴零件数据、干涉曲线文件导入仿真软件。
⑵提取最易发生干涉部位，移动干涉曲线到该部位确认是否干涉。
⑶干涉曲线与零件间隙的安全余量需不小于50mm(不同厂家设备要求不同)。
⑷确认产品造型在模具结构中的布局角度，后续针对模具结构设计进行深入检查并给出最终SPM。
模具结构干涉曲线的检查
在模具结构的设计阶段，开展干涉曲线检查能够有效地排查干涉情况，优化模具的结构设计，保证模具的工作稳定性；通过对模具结构干涉曲线的检查，能够给模具结构设计提供较优方案，提高冲压生产线的节拍且留出安全余量，降低现场调试的时间和工作量。模具结构检查流程如下：
⑴导入模具及零件模型，需要注意模具在导入时为闭合状态，如果板料和下模有顶起装置，则将零件放在顶起装置上，标明液压垫取料时的顶起高度。
⑵导入高速冲压生产线的干涉曲线文件，调整干涉曲线与模具工序方向，确保取料、放料方向与整线一致。
⑶设备横杆定位为取料点或投料点时，横杆底面距离工作台面的高度(具体查看每条高速冲压生产线设备规格，每个厂家设备规格参数不太一样)。
⑷下料手与上序压力机模具下模的干涉检查(图8)。
图8 下料手与上序压力机模具下模干涉检查
①横杆定位后(即取料点)，根据板件或零件尺寸初步布局端拾器吸盘(明确吸盘布局位置)。
②进入取料：一般选取最低点及最远点为基点，导入干涉曲线文件，确认横杆、端拾器与下模的安全余量不小于50mm(不同厂家设备要求不同)，如果安全余量小于50mm会存在搬运过程的抖动干涉风险，需要对模具结构进行更改。
③取料返回：由于带着板料，一般选取干涉风险比较大的点作为基点，导入干涉曲线文件，确认搬运装置返回过程中零件、模具和定位块的安全余量不小于50mm(不同厂家设备要求不同)。
⑸下料手与上序压力机模具上模的干涉检查(图9)。
图9 下料手与上序压力机模具上模干涉检查
①横杆定位后(即取料点)，根据板件或零件尺寸初步布局端拾器吸盘(明确吸盘布局位置)。
②进入取料：以横杆及端拾器最远点及最高点位置为基点，导入干涉曲线文件，干涉曲线基准点与基点一致，确认横杆、端拾器与上模的安全余量不小于50mm(不同厂家设备要求不同)。
⑹上料手与下序压力机模具下模的干涉检查(图10)。
图10 上料手与下序压力机模具下模检查
①横杆定位后(即投料点)，根据取料时吸盘布局，确定基点位置。
②进入投料：由于带着板料，一般选取最恶劣的点作为基点，导入干涉曲线文件，确认投料过程中零件、模具和定位块的安全余量不小于50mm(不同厂家设备要求不同)。
③投料返回：一般选取最低点及最远点为基点，导入干涉曲线文件，确认横杆、端拾器与下模的安全余量不小于50mm(不同厂家设备要求不同)。
⑺上料手与下序压力机模具上模的干涉检查(图11)。
图11 上料手与下序压力机模具上模干涉检查
①横杆定位后(即投料点)，根据取料时吸盘布局，确定基点位置。
②投料返回：以横杆及端拾器最远点及最高点位置为基点，导入干涉曲线文件，干涉曲线基准点与基点一致，利用干涉曲线根据各自设备要求确定安全余量。
③确认横杆、端拾器与模具上模安全余量不小于50mm(不同厂家设备要求不同)。
干涉曲线检查建议
干涉曲线仅确认了理论上零件可达成的最高节拍，在实际调试过程中需对取料可动和投料可动两个参数进行微调，这样可能导致节拍无法达到理论的最高值，因此在模具结构设计阶段开展干涉曲线检查需考虑到参数调整的影响。模具结构设计时，考虑零件中心与工作台中心线偏移量不大于50mm，避免节拍的损失或零件偏单边导致掉件。
确认发生干涉部位并测量干涉量，建议从以下3 个方面来考虑，具体情况需具体分析后才能确定方案。
⑴端拾器和上模的干涉，考虑降低端拾器高度，或对上模干涉部位进行取消或修改；
⑵端拾器与下模的干涉，考虑调整端拾器吸盘的数量和位置；
⑶板料与下模的干涉，考虑在模具上增加顶起装置或对下模干涉部位进行修改。
结束语通过高速冲压线干涉曲线的检查能够提前优化模具结构设计及指导现场模具调试。在模具设计阶段，能够对模具工艺进行约束及避免结构干涉，输出指导性文件及目标节拍；在模具现场调试阶段，使用前期干涉曲线检查的指导性文件，直接输入相应参数及吸盘位置制作端拾器，实现调试工时的削减。由于生产线上作业空间的局限性，员工的劳动负荷也相对较高，线上作业工时的缩短对于员工的减负具有一定作用。
——文章来自《锻造与冲压》2022年第22期
