技術(shù)

虛擬裝配是基于計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境，對實(shí)體模型進(jìn)行模擬裝配的過程，并對裝配過程和裝配結(jié)果進(jìn)行分析和驗(yàn)證。由于汽車車身沖壓線組成部件不僅體積龐大、數(shù)目繁多，并且相互之間的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系也非常復(fù)雜，導(dǎo)致各沖壓設(shè)備的裝配序列和彼此之間的裝配尺寸難以確定。如果按照傳統(tǒng)的人工試湊裝配方法，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，延長沖壓線的組裝周期，直接影響到?jīng)_壓生產(chǎn)線按期投入生產(chǎn)，有時(shí)甚至由于部件相互之間存在干涉導(dǎo)致無法完成組裝成功。

針對上述問題，考慮企業(yè)的實(shí)際情況，本文應(yīng)用虛擬裝配技術(shù)來解決車身沖壓線組裝的難題。在建立汽車車身沖壓線三維模型類庫的基礎(chǔ)上，構(gòu)建虛擬環(huán)境以完成沖壓線各零部件的裝配過程，并運(yùn)用仿真手段對裝配結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。因此，操作人員通過與裝配過程進(jìn)行實(shí)時(shí)信息反饋和交互，可以直觀地看到自己的組裝結(jié)果，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各部件間的干涉檢驗(yàn)及布局調(diào)整，從而真正利用虛擬現(xiàn)實(shí)的手段實(shí)現(xiàn)沖壓線裝配路線的合理規(guī)劃。

沖壓線實(shí)體建模

沖壓線實(shí)體建模的核心問題是解決如何在虛擬環(huán)境中表達(dá)和存儲沖壓線各零部件的數(shù)據(jù)信息，使之能夠全面支持裝配工藝規(guī)劃、裝配分析與評價(jià)以及為裝配仿真提供所需的信息數(shù)據(jù)。因此，裝配模型是進(jìn)行虛擬裝配的信息基礎(chǔ)和前提條件。

1、沖壓線基本建模工作

建模工作產(chǎn)生的所有的計(jì)算機(jī)模型格式主要采用CATIA V5文件，也可利用其他CAD系統(tǒng)(如Pro/E、AutoCAD、UG)等來建立，利用中性文件格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。虛擬沖壓線基本建模工作見表1。

2、建立虛擬沖壓線模型類庫

基于表1的沖壓線基本工作，建立壓機(jī)線組件庫、沖壓件庫、模具庫、端拾器零件庫等模型類庫，組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。每一模型類庫對應(yīng)計(jì)算機(jī)一文件夾下存儲的物理地址。

（1）壓機(jī)線組件庫

壓機(jī)線組件庫是整個(gè)虛擬沖壓線的主體，包括壓機(jī)、拆垛機(jī)、清洗機(jī)、對中臺、旋轉(zhuǎn)單元、上下料機(jī)械手、中間小車等。由于壓機(jī)結(jié)構(gòu)與空間布局相對固定，尺寸、外形、相對位置由壓機(jī)廠商提供，因此在后續(xù)的裝配過程中相對穩(wěn)定。

（2）沖壓件庫

沖壓件是壓機(jī)的工作對象，從車身設(shè)計(jì)部門提供CAD圖紙，一般沖壓件包括車身外覆蓋件和大型內(nèi)襯件。

（3）模具庫

模具由沖壓件零件決定，模具CAD圖由模具設(shè)計(jì)部門提供，根據(jù)沖壓件的不同選擇相應(yīng)的模具數(shù)據(jù)文件。

（4）端拾器零件庫
吸盤及結(jié)構(gòu)件等構(gòu)成真空吸盤式端拾器部件。沖壓生產(chǎn)線其相鄰兩個(gè)壓力機(jī)的輸送單元主要有以下機(jī)構(gòu)組成：

□ 一個(gè)取料機(jī)械手，帶有中置并按工件形狀排部的真空吸盤式端拾器，負(fù)責(zé)將工件從上一臺壓力機(jī)取出放置在穿梭小車上。

□ 一個(gè)在壓力機(jī)之間固定軌道上移動(dòng)的穿梭小車，負(fù)責(zé)將工件由取料機(jī)械手的放料位置移送到上料機(jī)械手的取料位置