专利名称：基于装配约束的合边模具干涉检查方法
技术领域：
本发明涉及一种合边模具干涉检査方法，特别是一种基于装配约束的 合边模具干涉检查方法。
(二)
背景技术：
冷冲压模具的运动干涉检查是模具设计中的重要环节。如果在设计环 节没有发现该类问题，将给车间的加工制造及装配带来困难。査找干涉位 置、排除干涉故障、消除干涉时部件撞击带来的影响，都需要占用工时、 扰乱生产节拍，给企业带来很大损失。合边模具机构繁多，工作部分运动 多为复杂曲线，难以用普通方法检査各个部件之间是否相互干涉。即使车 间装配调试合边模具的时候发现干涉，也难以将干涉的距离和位置准确量 化，只能凭借经验和估量来逐步试验。
根据调査统计，90%以上的合边模具在设计时均有干涉问题。通常的运 动模拟专用软件中的数字模型在数据转换过程中会丢失掉原有的设计约束 意图，造成大量的时间和精力用于数字模型修复、基准校正和运动约束关 系重置，相应工作复杂，步骤繁琐，占用时间多，入门门槛过高，需要专 有人才，最重要的是无法提供运动过程中某一静止状态的间隙数值，在模 具企业短周期的生产要求下无法满足实际需求，不能适应模具企业对市场 的快速响应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于装配约束的合边模具干涉检查方法， 它克服通常的运动模拟专用软件数字样机运动模拟中的不足，该方法操作 简单、应用灵活，检查过程快速高效。
本发明的技术方案 一种基于装配约束的合边模具干涉检查方法，其 特征在于它包括以下工作步骤
(1) 采集工作运动轨迹采集合边模具工作部分的运动，析出模具的 工作部件模型工作时经过的路径，将这些运动路径绘制成实际的工作轨迹， 以曲线的形式描绘下来；
(2) 整理工作轨迹曲线整理并简化合边模具的工作轨迹曲线，整理 出模具工作部分最主要的运动路径，简化成标准机构的运动轨迹曲线；(3) 工作轨迹曲线标准化对工作运动轨迹进行标准化，令其存放位 置和命名等参数均符合建模标准；
(4) 装载数据到标准机构中将处理后的工作轨迹曲线和模具的标准 机构模型装配体一起装载到标准机构里，以方便设计时从数据库中调用；
(5) 设计合边模具根据工艺内容对合边模具进行设计，模具工作运 动轨迹随标准机构模型装配体一同调入到模具的总装配中，机构的驱动部 分装配到上模，机构的工作部分装配到下模；
(6) 加载装配驱动装配驱动程序，并在装配体中加载合边模具部件 之间的运动副及约束关系，把合边模具模型中的所有活动部件都加载上约 束关系，上模每压下一段距离，模具中其他活动部件就会根据约束之间的 关系做连带运动，以此来实现整个模型中各个部件的运动；
(7) 自动测量干涉对上模加载驱动，改变上模的压下距离，连带整 体驱动合边模装配体运动，同时执行模具运动分析，运行千涉检査程序， 实时检测并输出显示干涉位置、界定值之外的装配间隙值及位置；
(8) 反馈干涉测量数据并确定合边模具设计根据步骤(7)的干涉 测量结果，反馈到步骤(5)以改进并确定合边模具的设计。
上述所说的步骤(2)中的标准机构包括合边模具专用的标准连杆机构、 托件机构、取送料机构等机构，这些机构可以实现将上模压下的动作转化 为包边、合边动作，制件的托起，坯料的送入和制件的取出等工作过程。
上述所说的步骤(3)中的工作轨迹曲线标准化包括将工作轨迹曲线用 多段规则曲线拟合，并进行合并光顺等处理，以便CATIA软件能利用这些 曲线来进行装配约束，这些曲线的建立要符合企业CATIA模型的建立规则， 如果企业内部有自身建立的集成化数据库，还要符合集成化数据库的调用 规则。
上述所说的步骤(3)中的工作轨迹曲线标准化建模标准可以根据需要 采用企业标准、行业标准、国家标准、国际标准及集成化数据库的调用规 则。
上述所说的步骤(4)中的装载数据到标准机构包括当企业内部建立有 模板和标准件集成化数据库时，还要将数据封装到企业内部的集成化数据库。
上述所说的步骤(6)中的装配驱动程序属于事先编好的程序，设计者 可以直接调用。
上述所说的步骤(7)中的干涉测量结果包括模具任意两个部件之间是
5否干涉，如果干涉，两部件干渉的位置在哪里；与企业内部制定装配间隙 表比较，不同部件之间设计时留的装配间隙是否足够，如果不够，两个部 件间的最小距离是多少，实际运动中可能相撞的位置。
上述所说的步骤(7)中的干涉检査程序属于事先编好的程序，设计者 可以直接调用。
上述所说的步骤(1)-步骤(8)所需适用的工作平台包括CATIA平台， 也适用于UGS公司的M平台、其他适合CAD软件建模的工作平台或可以转 换为CATIA软件能够识别的其它国际通用格式的工作平台。
本发明的优越性在于1、在合边模具的设计过程中，能快速高效地检 査模具干涉，提高设计质量与水平；2、对模型快速加载装配驱动，省略了 制作电子样机时繁琐的设定步骤；3、模具的运动轨迹已经事先处理好，实 现了标准化通用化，重用性高，可以快速灵活地随着机构装载入模具模型； 4、自动输出整个运动过程中的干涉位置和界定外装配间隙；5、将运动分 析的时间缩减70%，将设计时留下的干涉问题降低为零，縮短了整个合边 模具的制造生产周期，提高生产效率，降低生产成本。
(四)
附图1为本发明所涉一种基于装配约束的合边模具干涉检査方法的方 法流程图。
附图2为本发明所涉一种基于装配约束的合边模具干涉检査方法的具 体实施示意图。
其中，1为采集工作运动轨迹；2为整理工作轨迹曲线；3为集成化 数据库；4为设计合边模具；5为加载装配驱动；6为装配驱动程序；7为 干涉检査程序；8为反馈干涉测量数据并确定合边模具设计。
(五) 具体实施例
实施例下面以汽车发动机罩内外板合边模具为例
一种基于装配约束的合边模具干涉检査方法，其特征在于它包括以 下工作步骤(见附图1、 2):
(1)采集工作运动轨迹l:采集合边模具工作部分的运动，析出模具 的工作部件模型工作时经过的路径，将这些运动路径绘制成实际的工作轨 迹，以曲线的形式描绘下来；其中，合边模具工作部分的运动，主要由各 种不同种类和规格的连杆机构来完成；连杆机构实际完成的运动轨迹是一 条不规则曲线；根据连杆机构的工作内容，制作实际的工作轨迹曲线，连 杆机构分为两部分， 一部分是驱动部， 一部分是工作部；驱动部可看做是凸轮结构，将驱动部和工作部的吻合部分走过的路线描绘出来，即为实际 工作轨迹曲线；
(2) 整理工作轨迹曲线2:整理并简化合边模具的工作轨迹曲线，整 理出模具工作部分最主要的运动路径，简化成标准机构的运动轨迹曲线； 在实际运动中可容许的误差范围内，将不规则的工作轨迹曲线用多段规则 曲线拟合，曲线圆角放大或者取消，处理成可供装配运动模拟的曲线，即 工作运动轨迹；
(3) 工作轨迹曲线标准化对工作运动轨迹进行标准化，令其存放位 置和命名等参数均符合企业建模标准及集成化数据库3的调用规则；
(4) 装载数据到标准机构中将处理后的工作轨迹曲线和模具的标准 机构模型装配体一起装载到标准机构里，以方便设计时从数据库中调用， 并将数据封装到企业内部的集成化数据库里面，封装于网络服务器上，作 为参数化标准模块库的一部分供设计部门调用；
(5) 设计合边模具4:根据工艺内容对合边模具进行设计，在模具设 计过程中，以工作内容为依据，从集成化数据库中调用需要的标准机构； 模具工作运动轨迹随标准机构模型装配体一同调入到模具的总装配中，机 构的驱动部分装配到上模，机构的工作部分装配到下模；
(6) 加载装配驱动5:装配驱动程序6，并在装配体中加载合边模具 部件之间的运动副及约束关系，把合边模具模型中的所有活动部件都加载 上约束关系，上模每压下一段距离，模具中其他活动部件就会根据约束之 间的关系做连带运动，以此来实现整个模型中各个部件的运动；
(7) 自动测量干涉对上模加载驱动，改变上模的压下距离，连带整 体驱动合边模装配体运动，同时执行模具运动分析，运行干涉检査程序7， 实时检测并输出显示干涉位置、界定值之外的装配间隙值及位置；
(8) 反馈干涉测量数据并确定合边模具8:根据步骤(7)的干涉测 量结果，反馈到步骤(5)以改进并确定合边模具的设计。
上述所说的步骤(2)中的标准机构包括合边模具专用的标准连杆机构、 托件机构、取送料机构等机构，这些机构可以实现将上模压下的动作转化 为包边、合边动作，制件的托起，坯料的送入和制件的取出等工作过程。
上述所说的步骤(3)中的工作轨迹曲线标准化包括将工作轨迹曲线用 多段规则曲线拟合，并进行合并光顺等处理，以便CATIA软件能利用这些 曲线来进行装配约束，这些曲线的建立要符合企业CATIA模型的建立规则， 还要符合集成化数据库的调用规则。
7上述所说的步骤(6)中的装配驱动程序属于事先编好的程序，设计者 可以直接调用。
上述所说的步骤(7)中的干涉测量结果包括模具任意两个部件之间是 否干涉，如果干涉，两部件干涉的位置在哪里；与企业内部制定装配间隙 表比较，不同部件之间设计时留的装配间隙是否足够，如果不够，两个部 件间的最小距离是多少，实际运动中可能相撞的位置。
上述所说的步骤(7)中的干涉检査程序属于事先编好的程序，设计者 可以直接调用。
上述所说的步骤(1)-步骤(8)所使用的工作平台是CATIA平台。
权利要求
1、一种基于装配约束的合边模具干涉检查方法，其特征在于它包括以下工作步骤(1)采集工作运动轨迹采集合边模具工作部分的运动，析出模具的工作部件模型工作时经过的路径，将这些运动路径绘制成实际的工作轨迹，以曲线的形式描绘下来；(2)整理工作轨迹曲线整理并简化合边模具的工作轨迹曲线，整理出模具工作部分最主要的运动路径，简化成标准机构的运动轨迹曲线；(3)工作轨迹曲线标准化对工作运动轨迹进行标准化，令其存放位置和命名等参数均符合建模标准；(4)装载数据到标准机构中将处理后的工作轨迹曲线和模具的标准机构模型装配体一起装载到标准机构里，以方便设计时从数据库中调用；(5)设计合边模具根据工艺内容对合边模具进行设计，模具工作运动轨迹随标准机构模型装配体一同调入到模具的总装配中，机构的驱动部分装配到上模，机构的工作部分装配到下模；(6)加载装配驱动装配驱动程序，并在装配体中加载合边模具部件之间的运动副及约束关系，把合边模具模型中的所有活动部件都加载上约束关系，上模每压下一段距离，模具中其他活动部件就会根据约束之间的关系做连带运动，以此来实现整个模型中各个部件的运动；(7)自动测量干涉对上模加载驱动，改变上模的压下距离，连带整体驱动合边模装配体运动，同时执行模具运动分析，运行干涉检查程序，实时检测并输出显示干涉位置、界定值之外的装配间隙值及位置；(8)反馈干涉测量数据并确定合边模具设计根据步骤(7)的干涉测量结果，反馈到步骤(5)以改进并确定合边模具的设计。
2、 根据权利要求1所说的一种基于装配约束的合边模具干涉检査方 法，其特征在于所说的步骤(2)中的标准机构包括合边模具专用的标准 连杆机构、托件机构、取送料机构等机构，这些机构可以实现将上模压下 的动作转化为包边、合边动作，制件的托起，坯料的送入和制件的取出等 工作过程。
3、 根据权利要求1所说的一种基于装配约束的合边模具干涉检查方 法，其特征在于所说的步骤(3)中的工作轨迹曲线标准化包括将工作轨迹曲线用多段规则曲线拟合，并进行合并光顺等处理，以便CATIA软件能 利用这些曲线来进行装配约束，这些曲线的建立要符合企业CATIA模型的 建立规则，如果企业内部有自身建立的集成化数据库，还要符合集成化数 据库的调用规则。
4、 根据权利要求1所说的一种基于装配约束的合边模具干涉检查方 法，其特征在于所说的步骤(3)中的工作轨迹曲线标准化建模标准可以 根据需要采用企业标准、行业标准、国家标准、国际标准及集成化数据库 的调用规则。
5、 根据权利要求1所说的一种基于装配约束的合边模具干涉检查方 法，其特征在于所说的步骤(4)中的装载数据到标准机构包括当企业内 部建立有模板和标准件集成化数据库时，还要将数据封装到企业内部的集 成化数据库。
6、 根据权利要求1所说的一种基于装配约束的合边模具干涉检査方 法，其特征在于所说的步骤(6)中的装配驱动程序属于事先编好的程序， 设计者可以直接调用。
7、 根据权利要求1所说的一种基于装配约束的合边模具干涉检査方 法，其特征在于所说的步骤(7)中的干涉测量结果包括模具任意两个部 件之间是否干涉，如果干涉，两部件干涉的位置在哪里；与企业内部制定 装配间隙表比较，不同部件之间设计时留的装配间隙是否足够，如果不够， 两个部件间的最小距离是多少，实际运动中可能相撞的位置。
8、 根据权利要求1所说的一种基于装配约束的合边模具干涉检查方 法，其特征在于所说的步骤(7)中的干涉检查程序属于事先编好的程序， 设计者可以直接调用。
9、 根据权利要求1所说的一种基于装配约束的合边模具干涉检査方 法，其特征在于所说的步骤(1)-步骤(8)所需适用的工作平台包括CATIA 平台，也适用于UGS公司的NX平台、其他适合CAD软件建模的工作平台 或可以转换为CATIA软件能够识别的其它国际通用格式的工作平台。
全文摘要
一种基于装配约束的合边模具干涉检查方法，其特征在于它包括以下工作步骤①采集工作运动轨迹；②整理工作轨迹曲线；③工作轨迹曲线标准化；④装载数据到标准机构中；⑤设计合边模具；⑥加载装配驱动；⑦自动测量干涉；⑧反馈干涉测量数据并确定合边模具设计；本发明的优越性在于能快速高效地检查模具干涉，提高设计质量与水平；对模型快速加载装配驱动，省略了制作电子样机时繁琐的设定步骤；模具的运动轨迹实现了标准化通用化，重用性高；自动输出整个运动过程中的干涉位置和界定外装配间隙；将运动分析的时间缩减70％，将设计时留下的干涉问题降低为零，缩短了整个合边模具的制造生产周期，提高生产效率，降低生产成本。
文档编号G01B21/00GK101625236SQ20091006776
公开日2010年1月13日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者青 常, 李文德, 李洪旭, 王紫铱, 萌 胡 申请人:天津汽车模具股份有限公司