澳门新葡澳京官网网站自动化冲压模具的研究

　　澳门新葡澳京官网网站自动化冲压模具的研究图3 废料滑出动态仿真模拟 a.单动拉延模各槽制件顶起后高度尽量一致（不 是指基准点高度，指压料面高度），由于使用下气 垫，要求各槽压料圈行程一致，DL图设计时应考虑 使拉延深度相近，结构设计按大的取；双动拉延模考 虑压料面高度基本一致。 b.各序基准点高度差按拉延工序中两个制件间的 基准点高度差取值澳门新葡澳京官方网址。 c.使用上气垫的，应注意气垫的平衡，尤其是

　　对于废料滑出困难的区域要在设计阶段进行预 判，并可通过有限元分析软件及动力学分析软件对该 区域的废料滑出做出动态仿线）对于吸盘式取送料的模具，注意吸盘对应 的下模型面位置尽可能有支撑型面。

　　（6）对于撮子或夹手式取送料的，一般需要下 模采用一定机构将件托起；如果在满足工作内容和模 具强度的情况下可以在撮子或夹手位置设置空开，则 可不必设置顶起机构，这样可以简化结构。

　　多工位压力机两种，主要由前端上料拆垛清洗涂油装 置、中端压力机、尾端取料设备、自动化送料机构等 部分组成。自动化送料机构的种类较多，如横杆式、 机器人式、机械臂、SpeedBar、上下料机械手配穿 梭小车等。

　　（1）对自动化零件进行冲压工艺设计时，应考 虑工艺满足设备。a.按保价工序数、生产线压床数量 或多工位压机设定的工序数来制定工序数；b.各工序 间制件转角应保证在压床转角范围之内等。

　　（2）同时，应考虑工艺补充是否影响自动化的 实现。a.拉延件能否顺利取出，因此要求拉延深度尽 可能浅、或者工艺补充部分拔模角在满足成形需要的 情况下要大一些；b.压料面尽可能避免在某一个或某 几个角部有较大的落差，这种情况一定要避免在箱式 结构的拉延模中出现；c.因自动化生产频率较快，废 料能否顺利滑出模具直接影响着生产效率，因此为保 证修边工序滑料顺畅，应在冲压工艺上做出相应的预 防措施，如图1所示情况，应当在滑料困难处增加二 次切断刀，另外废料刀的设置应保证废料能够顺利滑 落；d.如果制件在整个生产过程中需要转角，AP基准 点高度的设计尽可能与压床传输装置的回转轴接近。

　　图5 绝对运动轨迹模拟 利用干涉曲线的相对曲线生成包含取送件机构和 工序件在内的相对上模的运动轨迹，然后对上模进行 干涉检查（图6），同样要求上模所有弹性元件必须 释放行程，检查结果要求所有零件都必须在绝对轨迹 之上，并保证有一定的安全距离。

　　图6 相对运动轨迹模拟 （3）动态模拟仿真：传统基于静态干涉曲线的 设计方法有其局限性，不能全面整体分析整个机构间 的干涉状态，很难满足复杂的运动分析，且无法直观

　　各槽压料板形式不同（上活、下活、上下 活），如果某一个工位只有一个件有工作 内容，另一个件的位置应该设置相应的平 衡打杆。

　　（8）上模为快速夹紧的，压板槽侧 面应为加工面，用于快速夹紧器接近感 应。另外，需要注意设备上的快速夹紧器 是摆动类型还是滑动类型。如果是摆动类型，则模具 的快速夹紧压板槽的位置是固定的，即上模宽度与滑 块宽度必须相同；如果是滑动类型，需要注意快速夹 紧器的滑动行程，以保证模具上设置的压板槽在快速 夹紧器的滑动行程范围之内。

　　模具结构设计应注意以下事项。 （1）各序基准点设置应当尽可能一致，要注意 第一序取件时，压料圈的行程只释放了20 mm，而其 他生产线则是压料圈行程全部释放的。 （2）为保证自动化冲压线快速换模，要求如 下。a.模具高度为定值，按照用户要求设置模具闭合 高度；b.压机上的托杆是不拆除的，也就是全托杆布 置，因此就要求所有需要利用托杆的模具必须注意 使下底板躲开全托杆顶起行程；c.在模具上要设置快 速定位，常规采用对角线位置设置两个圆孔，但不 同厂家不同生产线有不同的要求，具体视情况而定 （图2）。

　　自动化取送料机构一般有可自由编程的机器人 和有规定轨迹的横梁传输机构两种，也可称为信号互 锁控制送料机构和同步运动控制送料机构。信号互锁 控制送料机构的运动轨迹没有固定规律，变化多样， 但是各个轴都有一定的运动范围，例如采用机器人做 搬运系统的部分生产线；同步运动控制的冲压线的显 著特点是使用同步运动控制技术控制滑块连续运动， 送料机构上下料操作与压机滑块运动同时进行，送料 机构的运动轨迹比较固定澳门新葡澳京官方网址，一般都是有固定的几种形 式。同步控制可以实现压机之间、压机与送料机构 之间的同步澳门新葡澳京官方网址。运动控制原理是伺服驱动器采集反馈 信号驱动伺服电机做高动态响应的运动，反馈信号 是由安装在压机凸轮上的编码器输出的，在同步控 制中这个编码器就作为主轴，其他从轴随这个主轴 按照预先编辑的同步曲线运动。该类自动化冲压线 可以建立数字化样机，同步运动的实现逻辑与实际 冲压线的运动控制逻辑类似，采用曲线驱动虚拟轴 来控制送料机构与压机位置的同步，冲压线数字样 机建立起来就能仿真模拟整条冲压线的真实运行情 况，可以详细模拟零件的取放搬运过程中及其与压 机、模具、空工位、机械手之间的干涉情况，不必 到实际的冲压线：根据冲压工艺设计者制定的 传输图，在模具结构中插入零件传输的相关部件及传 输曲线），注意曲线的摆放位置主要为危险点 及吸盘点等。

　　图4 取送件机构静态检查 （2）静态检查2：在模具闭合的状态下，利用 干涉曲线的绝对曲线生成包含取送件机构和工序件 在内的真实运动轨迹模拟文件，对下模进行干涉检 查（图5），要求下模所有弹性元件必须释放行程， 检查结果要求所有零件都必须在绝对轨迹之下，并保 证有一定的安全距离（加工面20 mm，非加工面30 mm）。

　　地观看和检查。为满足生产需求，利用CAD软件与 VBA的接口程序设计技术进行二次开发，设计了各生 产线的动态干涉模板。利用此模板可以对自动化冲 压线的模具进行动态模拟仿真，并生成自动化模拟文 件。检查结果要求工序件在传输过程中，取送件机构 及工序件不得与模具发生干涉，并要保证有一定的安 全距离。

　　在自动化生产方式的冲压线上，整个生产过程无 人参与，制件的搬运是靠自动化传输（机械手）设备 实现的。在这种生产方式中，工件及自动化传输设备 与模具结构之间的干涉问题就显得尤为突出，如果模 具结构不能满足自动化冲压线的自动化通过性，将会 导致模具调试周期延长，甚至可能导致模具结构修改 甚至报废，因此必须在模具结构设计阶段进行模具结 构的自动化通过性干涉检查。目前，采用的干涉检查 手段主要有静态检查和动态模拟仿线 翼子板修边工序二次切断 （3）冲压工艺设计完成后，应进行零件在自动 化生产线上的传输图设计，对零件相对压床的平面 位置及高度（应考虑滑料、初步预想模具强度等问 题）、模具闭合高度、零件在传输过程中的抬起高度 及相应干涉曲线进行初步设定，确认冲压工艺转角等 内容在压床上实现的可行性。同时，进行零件取送料 装置的简单设计，确定机械手形式、位置、大小、吸 盘位置等，确定之后将各工序制件调入自动化检查模 板中，调整好相应参数后生成自动化模拟文件，为下 一步模具结构设计提供依据。 在零件传输图的设计中需要注意以下方面： a.多压机生产线的各工序基准点要尽可能一致， 并且要考虑拉延工序的压机是否有取件锁定行程，如 果生产线有锁死停歇要求，则需要保证各工序基准点 与拉延工序基准点20 mm的高度一致； b.多工位压机要保证各工序基准点与拉延工序基 准点压料圈行程的高度一致，或者后工序基准点略

　　（9）若上滑块有接近开关传感器，要在上底板 的上表面相应的位置设置感应面，用于换模时上滑块 接近上底板时感应。

　　（10）多工位模具上气垫打杆行程尽可能一致， 若压床各工序上气垫是独立的，各序上气垫行程可以 不一致，但是行程一致可以保证压床的受力平衡。

　　（11）部分厂家要求拉延工序的下气垫有预加 速和压力建立过程，因此在设计该类拉延模具时，压 料圈的行程应是实际工作行程、预加速行程、压力建 立行程之和，对此要特别关注用户压床资料。 3.3 干涉检查

　　自动化生产方式模具受设备约束的条件较多，也 是设计难度较大的模具种类之一，其关键包括了冲压 工艺设计、模具结构设计两大部分，这既要保证冲压 件有很好的质量，又要考虑到工件及自动化取件装置 与模具结构之间的干涉问题。 3.1 冲压工艺设计

　　（4）对于自动化模具，废料的顺利排出是非常 关键的，必须在设计中给予充分考虑。自动化模具要 求废料滑道角度不能小于25°；在废料可能旋转的 情况下，废料滑道的宽度要保证大于废料最大长度尺 寸；废料滑道的空间高度在满足模具强度的情况下要 尽可能的大，防止废料在滑出过程翻立起来而被卡 住；废料滑道角度小于25°需要采用网纹板做滑道， 废料滑道角度小于20°需要考虑采用振动器来辅助废 料滑出。

　　（1）只有一台压床多套模具联合安装的多工位 压床自动化生产，此种生产方式零件传输主要靠取送 件机构从一套模具传送到下一套模具，而传输机构与 压床之间的相对关系一般为一系列固定的曲线）由多台压床组成的自动化生产线，自动化 取送料机构将制件从一台压床传送到下一台压床。

　　（3）由多台压床组成的自动化生产线，一个自 动化取送料机构将制件从一台压床取出放到相邻两台 压床之间的工位器具上，另一个自动化取送件机构再 将制件从工位器具上取出放到下一台压床上。

　　图2 托杆全躲开及快速定位 （3）与手工操作模具相比，自动化 模具结构有其特殊性。手工操作相关零件 或结构可以取消，如取送料托料架、抠手 槽等。而其多了一些必要的零件，如传感 器、端子箱、电箱等。常规的拉延模采用 带传感器的定位板，传感器定位板采用的 传感器一般为M18，后序模具一般需要采 用M30的传感器，如果因结构受限并由用户同意可以 采用M18的传感器；若传感器安装在下模的活动部件 上，应当在模具合理的位置上安装相应的快速拆装活 动接头（HAN03TE），并且应做出合理的穿线孔； 另外对于多工位生产线，如果在零件端拾器上有传感 器，则无需在模具内设置传感器。端子箱需要根据用 户的设备要求设置在合理的位置，端子箱规格也要根 据设备要求来选择，常规类型有Harting-24针、46针

　　随着汽车工业的不断发展进步，冲压件产品质 量要求和数量需求的不断提高，冲压件生产方式由原 来的手工生产逐渐向自动化生产过渡，自动化生产方 式已成为大势所趋。冲压件产品一般是经过拉延、修 边、翻边等多道冲压工序在多台或单台压力机上生产 出来的。根据送料方式，冲压线可分为手动冲压线和 自动化冲压线。与传统的手动冲压线相比，自动化冲 压线的特点是连续高效无间隙，并且全程无人参与， 从而生产出高质量和大批量的冲压件。在自动化生产 方式日趋完善的形势下，冲压模具的结构将极大程度 地影响制件生产效率，因此对自动化生产冲压件的工 艺设计和模具结构设计提出了更高的要求。