PLS系统在汽车冲压领域中的应用文/高贵麟，洪波林，遇超，罗超群，孙书明·一汽轿车股份有限公司技术部 对于一部汽车而言，其冲压零件的数量占总零件数量的75%以上。冲压装备在汽车工业中的地位非常重要，因此发展汽车工业和冲压装备技术对我国经济的发展将起到重要推动作用，同时也有助于提高人民生活水平。随着高速自动化冲压线的推广，汽车冲压生产效率得到了很大的提升。整车厂对高速冲压线的需求也越来越迫切，在汽车快速发展的这几年，我国新上了很多条高速冲压线，同时带动了冲压整线模拟技术的发展。 纵观已投产的高速冲压线，有两方面的问题摆在我们面前。一是，如何提升实际生产节拍，充分发挥设备柔性，发挥设备潜在的优质特性；二是，如何提高模具前期设计水平，减少模具初期设计问题，优化模具设计方案，缩短模具上线轨迹联调时间，这些对缩短整个产品项目的开发周期、提升工厂生产能力具有极其重要的意义。 PLS压机线模拟仿真系统国内冲压整线模拟技术发展相比国外而言十分缓慢。应用冲压运动仿真PLS软件进行冲压线与模具集成模拟分析数字化平台研究的主机厂更是凤毛麟角。自动化技术是连接设备和模具的中间环节，是决定生产线连续节拍的关键所在，在此方面数字化和智能化的一个应用成果是压机生产线模拟仿真（Press Line Simulation，简称PLS）技术，图1为PLS系统模拟图。  图1 PLS系统模拟图  图2 各工序干涉校验空间 压机线模拟仿真技术的应用PLS在模具设计过程中的应用 传统无仿真技术仅根据几条干涉曲线进行模具结构优化，但实际上模具设计过程中常常由于功能、工序数、成形性等要求无法满足最高节拍的干涉曲线，而不得不使用较低速的传输机械手进行生产。 PLS技术的第一个优势是可以在模具生产过程中，开展自动化模拟分析。自动化工程师可以利用DL图会签后得到的产品数据制作各工序的工序件模型，结合各工序件的布置、吸盘布置位置等数据，利用PLS技术进行初步自动化曲线设计，进而利用PLS技术分析模具结构的“无干涉空间”进行模具结构图会签时干涉校验，图2为各工序干涉校验空间。自动化工程师可以依据“无干涉空间”模型与模具设计师讨论并各自进行优化，最终得到满足模具设计工艺要求且是最高节拍下的最优模具结构，一举解决模具设计时工艺要求与自动化最高节拍之间的矛盾。 PLS提升机械手运动速度的应用 PLS技术的第二个优势便是可利用传输机械手运动曲线设计工具多次提升机械手运动速度。PLS技术可以便捷直接地对传输机械手多个运动轴的运动曲线进行设计，并直观可测量地保留机械手运动过程中与上下模的安全距离，从而在保证安全的情况下最大程度提高整线生产节拍。此外，还可以对调机械臂姿态，优化机械手各轴匹配动作，进一步提升传输机械手的运行速度。图3为利用PLS技术进行自动化曲线优化。图4为优化传输机械手的姿态。  图3 利用PLS技术进行自动化曲线优化  图4 优化传输机械手姿态 针对多个传输机械手联动调试，前后机械手与同一台压机的干涉区域可能会显得极不对称，通过调整相位差匹配情况，可以平衡前后机械手的干涉曲线。PLS技术还允许通过相位匹配缩短传输机械手的间距，为滑块提供更大的可运动空间，提升整线生产节拍。图5为利用PLS技术进行机械手的相位差匹配。  图5 利用PLS技术进行机械手的相位差匹配 PLS在滑块曲线设计中的应用 随着伺服技术不断推广，目前压力机越来越多地应用伺服电机，这使滑块曲线的设计成为可能。滑块曲线设计便是PLS技术的第三个优势。图6为利用PLS技术设计不同的滑块曲线。工艺员可以根据自身模具的工艺特性设计适合模具生产的滑块曲线并节约不必要的滑块运动时间，从而在满足工艺要求的同时最大程度提升整线节拍。PLS技术还可以结合设备和模具的数据离线对其进行自动化曲线设计，从而节省自动化在线调试时间和模具占用时间，大大节省了设备的调试成本。  图6 利用PLS技术设计不同的滑块曲线 结束语从控制层级上看，这种数字化、智能化技术，向下渗入到制造的每一个环节、步骤，每一个参数的清晰化，向上逐步突破整机、整线的约束，通过网络方式与其他设备相通信，实现设备与设备之间，生产线与生产线之间建立信息互通的通道，实现网络互联和数据化管理。上层向下层的指令传送与下层向上层的状态反馈要迅捷准确，这需要统一网络通信协议。通过这种方式将这种技术逐步抬升至车间级、工厂级，并与物流、排产、生产管理相融合，逐步向大工厂发展。 |
|
|
