楊娜?王仁明?黃秀利

摘 要：本文通過(guò)對(duì)模具運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的分析，介紹了SolidAidMdister（簡(jiǎn)稱SAM）三維運(yùn)動(dòng)干涉檢查軟件對(duì)運(yùn)動(dòng)模型設(shè)置的方法，展示SAM運(yùn)動(dòng)干涉檢查軟件在模具設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：沖壓模具；運(yùn)動(dòng)仿真；干涉

一、引言

近幾年模具三維設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，使模具三維運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)帶來(lái)實(shí)施的可能。 三維運(yùn)動(dòng)仿真過(guò)程模擬，可以實(shí)時(shí)地檢查出零部件之間是否存在干涉，可以直觀地看到整個(gè)模具的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。為模具的合理設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，提高模具設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

二、設(shè)計(jì)階段存在問(wèn)題

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，根據(jù)以往模具項(xiàng)目存在問(wèn)題情況，模具干涉問(wèn)題要占到總問(wèn)題的20%以上。為了減少?gòu)?fù)雜模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤發(fā)生和零部件間的干涉，我們必須借助先進(jìn)的CAE技術(shù)，應(yīng)用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析軟件，對(duì)復(fù)雜模具的運(yùn)動(dòng)全過(guò)程進(jìn)行仿真分析，并依據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。

三、三維運(yùn)動(dòng)仿真軟件

SolidAidMeister簡(jiǎn)稱SAM，是Nihon Unisys Excelutions，Ltd. 在中國(guó)的合作伙伴大連優(yōu)聯(lián)科技有限公司推銷(xiāo)的一款可視化運(yùn)動(dòng)仿真軟件，是針對(duì)設(shè)計(jì)的三維構(gòu)造實(shí)體數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、簡(jiǎn)易圖面制作、動(dòng)作解析、干涉檢查的系統(tǒng)軟件。它能夠分析產(chǎn)品在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在的干涉問(wèn)題，根據(jù)分析結(jié)果可以指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

該軟件是針對(duì)模具行業(yè)開(kāi)發(fā)的軟件，專用性很強(qiáng)，它不考慮系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)起因的情況下研究各部件的位置與姿態(tài)的關(guān)系，即可在短時(shí)間內(nèi)開(kāi)展工作。模具沖壓過(guò)程仿真SAM軟件三維運(yùn)動(dòng)仿真干涉檢查流程如下：

（一）格式轉(zhuǎn)換

首先采用UG NX4.0的Modeling功能模塊作為三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)平臺(tái)，完成模具的設(shè)計(jì)，然后輸出VRML文件格式。

（二）利用SAM功能建立運(yùn)動(dòng)仿真模型

首先要建立模具的基本運(yùn)動(dòng)模型。模具的基本運(yùn)動(dòng)模型的設(shè)定是建立模具運(yùn)動(dòng)分析的先決條件，只有設(shè)定了基本運(yùn)動(dòng)模型，其運(yùn)動(dòng)分析菜單才能全部激活。

1.運(yùn)動(dòng)條件設(shè)置

下面就以吊楔結(jié)構(gòu)為例，講解一下運(yùn)動(dòng)條件設(shè)置：

當(dāng)模具中有吊楔結(jié)構(gòu)時(shí)，我們只要單擊運(yùn)動(dòng)分析的圖標(biāo)中的按鈕。跳出對(duì)話框。對(duì)話框提示通過(guò)設(shè)定滑塊角度，滑塊行程，斜楔壓料板行程完成設(shè)置。若斜楔工作部分無(wú)壓料板，可不用設(shè)置。

2.運(yùn)動(dòng)部件的追加

設(shè)定完成之后，運(yùn)動(dòng)分析工具欄會(huì)生成菜單，各個(gè)部件的狀態(tài)都可通過(guò)[ON要素追加]來(lái)讀取。即按方法，將各應(yīng)部件分別加入Driver，Slide，Base和Cam pad中。

（三）模具干涉檢查

通過(guò)輸入干涉計(jì)算開(kāi)始角度，結(jié)束角度和角度間隔。設(shè)定間隙量（表示設(shè)定間隙以下的值）來(lái)完成。干涉檢測(cè)計(jì)算完成后會(huì)顯示計(jì)算結(jié)果的窗口，該窗口精確反映出模具運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各組件在某一點(diǎn)的干涉情況。

（四）模具沖壓過(guò)程仿真

SAM運(yùn)動(dòng)分析模塊可以設(shè)置運(yùn)動(dòng)分析的類型，并通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程的控制，可以直觀的以動(dòng)畫(huà)的形式輸出運(yùn)動(dòng)模型不同的運(yùn)動(dòng)狀況，便于用戶比較準(zhǔn)確了解所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)形式。在運(yùn)動(dòng)分析中用戶可以很精確的得到運(yùn)動(dòng)模型在運(yùn)動(dòng)的各個(gè)場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)，但是同時(shí)運(yùn)動(dòng)分析模塊還給用戶提供了一個(gè)更為直觀的觀察運(yùn)動(dòng)模型在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中前后變化的工具。單擊運(yùn)動(dòng)分析的圖標(biāo)中的按鈕可以實(shí)現(xiàn)該功能。

運(yùn)動(dòng)仿真是基于時(shí)間的一種運(yùn)動(dòng)形式，機(jī)構(gòu)在指定的時(shí)間段中運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)指定該時(shí)間段中的步數(shù)，從而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程的控制，可以直觀地以動(dòng)畫(huà)的形式輸出運(yùn)動(dòng)模型的不同運(yùn)動(dòng)狀況，可以比較準(zhǔn)確地模擬分析所設(shè)計(jì)的模具機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況。在干涉檢查完后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，干涉部位就會(huì)按給定的顏色顯示出來(lái)。

（五）動(dòng)畫(huà)和干涉曲線輸出

SAM求解器根據(jù)運(yùn)動(dòng)模型的各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算出運(yùn)動(dòng)模型在各個(gè)步驟的數(shù)據(jù)，不但可以以動(dòng)畫(huà)的形式輸出運(yùn)動(dòng)分析的結(jié)果，還可以直接以圖表的形式輸出各個(gè)數(shù)據(jù)。對(duì)端拾器而言可以輸出干涉曲線，干涉曲線輸出的格式是DXF文件。

（六）編寫(xiě)干涉分析報(bào)告

根據(jù)分析結(jié)果寫(xiě)出干涉分析報(bào)告，提交設(shè)計(jì)人員更改設(shè)計(jì)。

四、沖壓件搬送仿真

沖壓線虛擬仿真的主要目的就是要在實(shí)際沖壓線裝配之前，對(duì)裝配方案進(jìn)行可行性分析即對(duì)端拾器設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證。因此，虛擬裝配結(jié)果的驗(yàn)證，即沖壓線各組成單元之間的運(yùn)動(dòng)干涉檢查，是虛擬沖壓線仿真運(yùn)行的主體內(nèi)容。端拾器有兩種方式：Feedbar和Crossbar兩種傳送裝置，分別用在兩種不同的沖壓線壓機(jī)中。端拾器送件、取件是模具設(shè)計(jì)必須考慮的重要事項(xiàng)。

在SAM中建立沖壓線仿真模型，關(guān)鍵要注意各運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的確定，實(shí)現(xiàn)端拾器吸盤(pán)機(jī)構(gòu)的送件、取件過(guò)程。在設(shè)置端拾器的運(yùn)動(dòng)之前，必須了解壓床的送料行程、夾緊行程、提升行程和滑塊行程，根據(jù)幾個(gè)行程完成動(dòng)作曲線的*.csv 文件。

五、結(jié)論

通過(guò)三維運(yùn)動(dòng)干涉檢查，可以及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，并提出相應(yīng)的解決方案，大大縮短新產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。

通過(guò)對(duì)數(shù)字化模型的分析可以提早發(fā)現(xiàn)模具產(chǎn)品的缺陷并加以修改，能夠直觀的展現(xiàn)出模具各組件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，直接驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)組件的正確性，有效控制干涉的發(fā)生。