浅谈高速自动化生产线的仿真曲线编程

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随着高速伺服自动化生产线在冲压行业越来越被广泛的使用，冲压生产效率也越来越受到各个整车厂的重视。传统的生产线在导入新项目的过程中，是在现场搭建端拾器及吸盘，现场调试机械手的运行轨迹，这样调试的结果，往往不能达到设备的最高节拍。
为了提高生产效率，曲线编程搭建仿真与曲线的接口来直观的对机械手的运动曲线进行编程与优化，同时还能设定压机参数、机械手碰撞点、压机碰撞点等。实践表明，通过曲线编程并导入现场整线，通过对曲线的碰撞测试，连线测试及持续运行测试，能够达到设备的设计节拍。

仿真曲线编程的具体内容

仿真曲线编程主要有以下几个方面。

⑴准备工作，在整线的模拟数据中，导入模具结构数据、导入板料和工序件数据及搭建端拾器吸盘。首先，模具结构数据导入，通常模具图纸都是CATIA或UG 格式的，可先转化为仿真软件需要的格式，再进行导入。在转化数据的过程中需注意，上模、下模、压料板、压边圈需要单独分开导出，导出后再分别导入到压机的工作台及滑块。导入整线数据后，上模及压料板将随滑块一起往复运动，压边圈将根据顶杆行程及运行一起往复运动，与现场压机和模具的实际运行方式及轨迹一致。

接下来，板料及工序件的数据导入，导入方法同模具结构数据的导入，但需要注意的重点是，板料或工序件位置要尽量接近现实中在模具上的位置，这样模拟的结果才能更接近实际。最后，导入端拾器接杆及吸盘，在仿真软件中给每一序的机械手安装接杆及吸盘，注意，吸盘的位置一定要精确，只有位置精确了，才能更顺利的通过碰撞等的测试。

⑵准备工作完成后，开始仿真曲线编程。首先，要设定拾取点和抛料点，即Pick 点和Drop 点的位置，设置Pick 点位置很关键，它会影响到机械手是否有足够的空间运行，并且Pick 点设置的越接近零件越好，最好与零件的距离在30mm 以下，如图1 所示。


图1 仿真曲线编程设计图
从图中可以看出，Pick 点越接近工件，机械手在压机间可运行的空间就越大，运行空间变大了之后，我们就可以提升机械手的运行速度，提高生产效率。所以尽可能把Pick 设置低一些，当然了，在设置的过程中还要考虑到是否与定位具干涉，还要考虑与定位具的安全距离，这种干涉可以在模具结构设计的时候考虑到。为了设置最优的Pick 点，可以考虑缩短定位具或变化定位具的位置。Pick 点的设置可以放在端拾器导入之前，以免Pick 点设置之后再次调整吸盘位置。Drop 点的设置，主要是考虑下模是否有定位具，如果有定位销或定位杆，就要让工件进入定位10mm 以上再进行抛料，以便工件能成功放入下一序模具。

⑶机械手T0 ～ T5 的Pick 点和Drop 点设定结束后，可设置压机参数和液压垫参数，输入压机的闭合高度，设定压机运动到每一点位置的运行速度，运行点数的设定，可以按照模板设置好的，也可以根据需要增减。

一般都会按模板设置，因为模板通常都是以往经验的总结，设置的比较合理。压机参数设置点包括滑块OT 点、Touching 点等，液压垫的参数包含TDC 位置、BDC 位置、液压垫顶起位置及零件拾取时液压垫位置等，设置完成压机的参数，还需要设定成形力。压机的参数在开始仿真还未进行现场调试的时候，可以先输入理论值，到曲线测试的时候再进行现场调整。压机的速度最终应统一为一样的节拍。

⑷定义运动曲线，运动曲线越接近下模越好。这就是上面要求的，工件及吸盘位置一定要精确的原因，曲线需要压低到越接近下模越好，如果工件和吸盘位置不准确，很容易造成在现场测试的时候与下模发生碰撞。通常机械手与下模安全量在30mm 左右。

调整机械手之间的距离，通常机械手之间的安全量在100mm 左右。在机械手运行的过程中，还应注意机械手与上模安全量应为100mm（不带工件）或30mm（带工件）。在编程的过程中，要重点关注瓶颈部位，优化节拍。机械手的速度要优化到越快越好。

⑸设定压机碰撞点、机械手的碰撞点、板料检测角度、吸盘吸吹气角度等，碰撞点的设定，不仅仅关系到碰撞测试是否通过，还关系到后续持续运行的速度是否能够达到理论的节拍。

结束语

仿真曲线编程的应用不仅仅在生产过程中能够提高生产效率，还能够运用在模具设计阶段，对于定位装置的设置，斜楔导向的优化，甚至模具内部干涉区域的识别，问题在模具设计阶段识别出来，不仅节约后期的更改成本，而且能够在模具结构上使生产实现最大节拍。