[发明专利]一种冲压自动化端拾器的仿真辅助设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及冲压自动化端拾器，具体地说，本发明涉及一种冲压自动化端拾器的仿真辅助设计方法。

背景技术

近年来，随着冲压自动化在各大汽车组机厂的快速普及，端拾器的使用也越来越多。端拾器本身与冲压工序件具有一一对应关系，每一个冲压件的每一工位都要单独设计一个端拾器。这也决定了一个白车身钣金件在冲压生产中所需端拾器的数量是非常庞大的。作为车身冲压件生产规划的最后一环，端拾器制作能否实现既快又好，将直接影响到冲压车间的正常生产。目前，冲压自动化生产线的端拾器大部分都是在车间现场试验制作而成的，这种方式最大缺点就是占用生产线，效率较低，员工劳动量大，很难满足工厂精益化生产要求。由此看来，端拾器从设计到制作，以及相关调试工作，急需一套行之有效的方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冲压自动化端拾器的仿真辅助设计方法，以达到快速实现端拾器的设计和调试的目的，提高工作效率。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种冲压自动化端拾器的设计方法，所述端拾器包括主杆、二级杆、三级杆和吸盘，主杆与机械手相连，三级杆与吸盘连接，二级杆一端通过夹紧器与主杆连接，另一端通过转接头与三级杆连接，所述端拾器的设计方法的步骤如下：

1)运用Dassault Systemes DELMIA V5软件，在DELMIA V5软件中制作杆件装配体模型，具体杆件装配体模型如下：

制作一个五自由度虚拟装置，作为三级杆装置，包括三级杆和与三级杆连接的吸盘，三级杆为圆杆，吸盘可在三级杆上滑动并能自转；

制作一个六轴虚拟机器人，作为二级杆正向捕捉机器人，简称捕捉机器人，用来确定二级杆在主杆上的安装位置，捕捉机器人的末端有捕捉机器人末端示教点；

制作一个三自由度的虚拟机器人，作为二级杆反向搜索机器人，简称搜索机器人，用来搜索二级杆在三级杆上的安装位置，搜索机器人的末端有搜索机器人末端示教点；

按照由下而上的顺序依次把三级杆、捕捉机器人、搜索机器人装配好，形成杆件装配体模型，其中捕捉机器人的底座与三级杆之间以旋转副连接，捕捉机器人的末端与搜索机器人的底座以固定副连接，搜索机器人的末端返回至捕捉机器人的底座，冲压工序件上的每一个吸盘都对应着一个这样的杆件装配体，将杆件装配体存入标准零件库，以反复调用；

2)新建一个DELMIA V5的装配体文件，制作端拾器装配体模型，先从数据库中调入冲压工序件、机械手末端部件和端拾器主杆的三维模型，根据机械手自动化条件确定三者的相对位置；

3)确定各吸盘在冲压工序件上的抓取位置，并确定各吸盘的形状和尺寸；

4)确定每一个吸盘在各自抓取位置点的法向，并且参照绝对坐标系的X轴确定各抓取位置点的X向；

5)参照每个抓取位置点的法向和X向，创建对应的当地坐标系，并使坐标系Z轴与型面在该点的法向一致，另外为方便后续搜寻，并将每个坐标系的X轴统一指向绝对坐标系的X轴；注意，本方法中机械手主杆纵向沿Y轴，X轴负向为送料方向；

6)从数据库中调入事先创建好的杆件装配体模型，根据冲压工序件上的抓取位置点坐标系和杆件装配体的三级杆装置上的吸盘的坐标系，将三级杆上的吸盘先安装到冲压工序件上的一个安装点，捕捉机器人和搜索机器人并被携带至适当位置，从俯视图方向调整三级杆装置到准确的转角姿态；

7)示教杆件装配体模型中的捕捉机器人，示教捕捉机器人末端示教点定位到主杆的轴线上，确保主杆上的对应捕捉机器人示教点的位置点X值与捕捉机器人的示教点坐标X值一致，确定二级杆在主杆上的安装位置，然后通过调节捕捉机器人的末端指向，将搜索机器人的姿态横向垂直于主杆；

8)捕捉机器人的末端携带搜索机器人的底座套接在主杆上，然后开始示教搜索机器人，示教搜索机器人末端示教点返回至捕捉机器人底座，至此，搜索机器人的位置和姿态就直接确定了当前杆件装配体模型的二级杆的位置、姿态和长度，同时确定了三级杆长度；

9)调入其他杆件装配体模型，按照上述步骤依次确定其他吸盘对应的三级杆和二级杆；

10)运用CATIA V5软件，在CATIA V5软件中，按照当前杆件装配体模型文件中的信息，建模设计出整个端拾器；

11)在DELMIA V5软件中进行端拾器的仿真验证和优化，模拟端拾器在当前工位的抓件动作，另外模拟该端拾器在下一工位的放件动作，综合分析端拾器整体空间，进一步调整优化二级杆和三级杆的布局。