[发明专利]一种冲压单工位生产模拟验证方法

说明书

技术领域

 本发明属于机器人仿真、自动化生产制造应用领域，确切的说，涉及到一种冲压单工位生产模拟验证方法。

背景技术

随着自动化机器人设备不断更新及应用领域不断扩大，人们更加追求效率的最大化和投资最小化，从而使得仿真及机器人编程技术也越来越被企业所重视。目前国内生产中应用的机器人及相关的自动化设备，由于在投资前期属于不同行业的厂家，在调试、安装前期过程中并没有进行集成配合调试，只有产品独立的数据和运行状态，仅仅在所有的设备到货并安装完毕后，才能进行配合调试、更改，可看作以机器人的示教再现型现场调试，这样的操作方法有下述多种缺陷：1、盲目性：调试前期不了解设备配合调试中可能发生的状况，不能针对工位验证中的设备特性进行一些前期设计上的一些更改优化；2、周期长，时间、成本浪费严重：自动化设备安装后，需要进行不断的调试、更改、优化，项目周期长，无法精确控制时间节点，不确定因素大；另外冲压模具投资开发过程中，由于并没有和端拾器、机器人及其他设备配合调试，开口高度、模具镶块等设计不一定能符合自动化要求，调试过程中有可能会产生相关的设备损坏、更改的情况，更甚者则需要重复投资，时间和资金浪费严重；3、编程质量及安全性差：编程者处于安装现场较复杂的危险环境中，编程质量取决于示教者的经验，编程质量和安全性都不能保证；4、容易对新设备及相关工装夹具产生损坏。 

目前国际市场中虽然已有基于普通PC机的商用机器人编程软件，可以使设计人员在没有任何资本设备投资之前，还原一个真实的现场操作环境，检验工艺的可行性，同时其离线编程功能包括目前国内外在ROBCAD、IGRIP等机器人离线编程软件的实际应用中用于模拟工艺的可行性或者开环的应用，但由于离线编程的软环境和现场实际情况一致性差，诸如工装夹具的安装和机器人的实际安装存在差异、实际使用端拾器结构和工具模型存在偏差等，都会导致用软件生成的机器人程序与真实情况存在较大差异，针对工作空间的不同，效果也不一致。因此目前的技术无法实现机器人的现场模拟和编程和现场调试、工艺过程很好的吻合、适应。

发明内容

 本发明的目的是提出一种能够实现过程模拟仿真以及机器人编程的冲压单工位生产模拟验证方法，以指导生产进行，减少调试过程中的时间、成本浪费，提高编程安全性和质量。

本发明的冲压单工位生产模拟验证方法是利用数字化工厂软件（DELMIA）对冲压单工位生产过程进行模拟，具体包括如下步骤：

A：绘制上游传输平台、抓取端拾器总成以及压力机工作环境的三维模型，并对端拾器、辅助工作台、机器人、压力机进行三维几何建模；

B：在device building模块中对端拾器、辅助工作台、机器人、压力机的运动属性进行定义，并建立相应的约束机制；

C：在MSD模块中根据现场实际情况对端拾器、辅助工作台、机器人、压力机进行设备布局；

D：在device task definition模块中，以端拾器、辅助工作台、机器人、压力机的运动属性为基础，添加时序配合及任务定义；

E：在workcell sequence模块下，定义各任务之间的关系，将各任务组织起来完成工位的仿真动作，验证节拍、通过性、干涉碰撞情况以及设备可行性。

进一步地，所述A步骤中：需要根据机构定义的种类，需要按块来调整各子部件或零件的层级关系，最后生成的零件模型格式为装配体形式。

进一步地，所述B步骤中：可以将端拾器、辅助工作台、机器人、压力机中的标准化部件的CAD数据定义为具备运动机构及包含速度、加速度、机械极限信息的机构，或者将端拾器、辅助工作台、机器人、压力机中的非标准化部件自行定义运动属性，并定义非标准化部件中的固定部件、运动副、驱动、状态位置、动作时间、基坐标和工具坐标。

进一步地，所述B步骤中：如发现所定义的运动属性存在问题及潜在运动风险，则需要执行A步骤，重新设计三维模型、机构分配及定义，直至运动属性无问题。

进一步地，所述C步骤中所述的设备布局为三维布局。

进一步地，所述C步骤中所述的设备布局是将具有前期规划确定的二维平面位置图通过resource及AEC Plant完成二维平面图的三维转换及设备的虚拟安装。

进一步地，所述D步骤中所述的任务定义包括机器人和压力机动作时序的配合，端拾器对制件的抓取及输送任务、抓取过程中干涉情况的反馈，机器人的动作任务及其轨迹、姿态的调整优化。