[发明专利]U型梁腹面冲孔适配模具的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车U型梁的数控冲孔生产线模具库构成、控制系统和计算机辅助制造技术领域，尤其涉及汽车U形梁腹面冲孔适配模具的方法。

背景技术

我国汽车纵梁四主机腹面冲生产线起步较晚，从2007年我国第一台四主机腹面冲生产线研制至今，也只有五年的时间，目前腹面采用的适配模具的方法是固定分配冲孔区间的方法，即大主机冲第一段(段长由大主机到小主机之间的安装距离决定)、上半区（即y值大于板宽的一半）和圆的直径大于23mm的孔，小主机冲最后一段和下半区（即y值小于等于板宽的一半）；业内人士通常称为L形区间适配方式；存在的问题：

1、冲孔效率低，由于同时冲的概率比较低，一般在60％－85%,特别是对于某些U形梁上下半区孔的分布集中于一边时，同时冲的概率只有50％以下，导致冲孔效率低。

2。冲孔精度比较差，有些组孔分布在上下两个半区，固定分配冲孔区间的方法需用两个主机冲组孔，一般误差在20－30丝，对角线的误差还要大一些。

在纵梁的冲孔加工中，如何提高冲孔精度和冲孔效率是汽车纵梁数控冲孔生产线的研制追求的目标，随着汽车行业自主研发与技术创新的多品种高品质重型车的标准化和系列化，对车架的冲孔精度和效率的要求越来越高，现有的固定分配冲孔区间的适配模具的方法已经不能满足目前汽车行业对冲孔精度和效率的要求，为了提高冲孔精度和双主机同时冲的概率，提出了动态适配模具的思想和算法。

所谓动态动态适配模具就是指在程序执行的过程中动态地分配或者改变适配的模具的方法。动态适配模具不象固定区间的适配模具方法那样需要预先分配区域，而是根据U形梁孔的位置和数量的多少由系统根据程序的需要即时分配，且分配的大小就是程序要求的大小。

(1)现有技术加工时间分析：一根U形梁的冲孔时间Tz为

 ①

Znum＝n+m+p×2        ②

Tx=max(T1,T2)         ③

Td=max(T3,T4)         ④

Ts=max{max(t1,t2),max(t3,t4)}   ⑤

其中：Tx为小主机一次冲孔的时间，为小主机冲n个孔的时间之和

Td为大主机一次冲孔的时间，为大主机冲m个孔的时间之和

     Ts为大小主机一次同时冲孔的时间，为大小主机p个同时冲孔的时间之和；

Znum:总孔数

T1为小主机下冲时间，T2为到位时间(即纵梁沿Ｘ方向到达要冲孔的位置和小主机沿Ｙ方向前后移动到达要冲孔的位置，这两个运行时间中较长的那一个时间，由于小主机x轴的速度60米/分，Y轴的速度40米/分，Z轴为小主机下冲，形成3轴联动，取三轴中最慢的作为小主机一次冲孔时间，一般情况下Ｙ轴最慢。

T３为大主机下冲时间，T４为到位时间(即纵梁沿Ｘ方向到达要冲孔的位置和大主机沿Ｙ方向前后移动到达要冲孔的位置，这两个运行时间中较长的那一个时间，由于大主机x轴的速度４0米/分，Y轴的速度３0米/分，Z轴为大主机下冲，形成3轴联动，取三轴中最慢的作为大主机一次冲孔时间，一般情况下Ｙ轴最慢。

 

每个主机的冲孔时间除与功率、速度、气压有关外，具有下列的比例关系：   

（2）实现动态分配模具后的加工时间分析

由公式①和②知，由于在规定条件下Tx、 Td 、Ts是不变的情况下，要缩短Tz,增大p从而减小n 、m是最有效的方法，即增加两主机同时冲的比率。

由公式③和④知，有效减少T２和T４从而减少Tx和Td，也是①中缩短Tz的一种手段，即大小主机提前到位。

（3）现有技术软件环境及功能模块 

图6是现有技术的系统模块，有CAD图形读取与回写模块模具库操作模块、参数设置模块、自动适配模具、优化模块、模拟仿真模块、NC程序创建模块组成，只有L形固定区间适配模具，形成三种冲孔方式即小主机单冲、大主机单冲、小主机同时冲。它存在的缺陷是生成程序的两主机同时冲的比率低，冲孔次数比较多，加工运行的时间长，效率低。

发明内容

　　技术问题：本发明的目的在于突破传统的模式，打破腹面冲孔固定区间适配模具的方法，采用动态适配模具；在一个主机单冲时另一个主机的Ｙ值提前到位；可用于多主机的腹面冲孔，能够提高Ｕ形梁腹面冲孔的速度和冲孔精度。