用于检测机械手和冲床之间干涉情况的计算机可读存储介质的制作方法

本发明涉及模具干涉检测技术领域，特别涉及一种用于检测机械手和冲床之间干涉情况的计算机可读存储介质，该可读存储介质由存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序来实施。

背景技术：

近几年，更多的汽车企业将目光投向自动化生产，模具的自动化生产便迎来了发展的春天，其中更是以利用机械手实现的冲压模具自动化生产发展最为迅猛。在冲压模具自动化生产过程中，机械手和冲床设备的运动过程是：滑块从冲床的上死点向下移动，带动安装在其底面的上模向下冲压形成冲压产品，冲压完成后，冲床的滑块向上运动，同时机械手从初始位置伸入模具内夹取冲压出的产品，在滑块继续运动直到抵达上死点位置的过程中，机械手把产品送到下一个工位位置，在滑块再次向下移动的时候，机械手向外退出并回到初始位置。当模具制造企业纷纷引进机械手进行自动化生产的时候，由于技术人员对配合机械手使用的模具制造工艺不熟悉，设计出来的模具容易造成机械手和滑块在运动过程中发生干涉，需要重新修改模具，这样就会给模具制造企业造成大量的改模成本，浪费人力、物力，给企业造成了巨大的损失。

为了解决机械手和冲床滑块的干涉问题，需要模具设计人员预先对机械手和滑块的干涉情况作出评估。但是，模具设计人员在设计模具时往往只能拿到机械手和滑块各自的运动轨迹的信息。因此，在判断两者是否会发生干涉时，设计人员需要画出平面的干涉曲线，然后凭空想象机械手的实际操作过程，这要求设计人员具备丰富的干涉检查经验和空间想象能力，无形中增加了人工成本，而且不利于批量推广。或者，设计人员需要搭建拥有机械手的现场试模环境，在模具设计完后通过实际操作发现机械手运动中存在的干涉问题，现场试模环境的搭建需要消耗大量的成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低成本且方便快捷的方式来检测机械手在运动过程中与冲床的滑块之间发生干涉的情况。

用于检测机械手和冲床之间干涉情况的计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

资料读取步骤，其读取机械手的运动轨迹来获取该模具制造周期内机械手在预设的坐标轴上的坐标c随时间的变化信息，并且读取冲床的滑块的运动轨迹来获取该模具制造周期内滑块与冲床下死点之间的距离r随时间的变化信息；

检测数据匹配步骤，其把同一时刻的坐标c和距离r匹配为一条检测数据，每条检测数据都反映该时刻机械手和滑块在各自运动轨迹上的位置；

csv文件生成步骤，其按预设的规则抽取分别对应不同时刻的多条检测数据，把抽取出的检测数据按时间顺序排列从而生成csv文件，所抽取出的检测数据数量足以反映机械手和滑块的实际运动轨迹；

干涉曲线生成步骤，其根据上述csv文件生成动态干涉曲线，该动态干涉曲线按照检测数据的排列顺序显现出机械手和滑块的实际运动轨迹；

干涉判断步骤，若上述动态干涉曲线中的机械手和滑块的实际运动轨迹在显现时出现交叉，则其判断机械手和滑块在该出现交叉的位置发生干涉。

优选地，所述资料读取步骤中，其还读取冲床旋转角度a随时间的变化信息，该冲床旋转角度a在一个模具制造周期内连续变化360°；

所述检测数据匹配步骤中，其把同一时刻的坐标c、距离r和冲床旋转角度a匹配为一条检测数据；

所述冲床旋转角度a为0°时滑块与冲床下死点之间的距离r最大。

优选地，所述csv文件生成步骤中，检测数据的抽取规则是：冲床旋转角度a的度数为整数。

优选地，所述csv文件生成步骤中，把抽取出的检测数据按照冲床旋转角度a由0°到360°的顺序排列从而生成csv文件。

优选地，所述资料读取步骤中，机械手的运动轨迹包括进去夹件、提升产品、传送产品、下降产品、退出机械手和返回机械手这六个进程的运动曲线，定义机械手传送产品的方向为坐标轴的x正方向，机械手进去夹件的方向为y轴正方向，机械手提升产品的方向为z轴正方向，所述机械手在预设的坐标轴上的坐标c随时间的变化信息是机械手在x轴、y轴和z轴上的坐标c（x,y,z）的变化信息。

优选地，所述资料读取步骤中，滑块的运动轨迹包括机床滑块闭合和机床滑块打开两个进程的运动曲线：机床滑块闭合的运动曲线反映滑块从上死点向下死点运动的过程，滑块与冲床下死点之间的距离r递减；机床滑块打开的运动曲线反映滑块从下死点向上死点运动的过程，滑块与冲床下死点之间的距离r递增。

本发明的有益效果：同一条检测数据中既包括该时刻用于反映机械手运动轨迹的坐标c，也包括该时刻用于反映滑块运动轨迹的距离r，因此，在动态干涉曲线中机械手的运动轨迹和滑块的运动轨迹同步显现，在两个运动轨迹发生交叉时自动判断出该位置存在干涉的情况。模具设计人员能够根据程序的判断结果直接得知机械手和滑块的运动轨迹是否存在干涉，并且在发生干涉的情况下可以直观的看到机械手和滑块发生干涉的位置，不需要设计人员具备丰富的干涉检查经验，也不需要搭建拥有机械手的现场试模环境，可以节省成本，同时大幅提升干涉检测的工作效率。

附图说明

图1是机械手和冲床滑块的运动曲线示意图。

图2是机械手的运动轨迹示意图。

图3是冲床的运动轨迹示意图。

图4是csv文件数据存储示意图。

具体实施方式

如图2所示，机械手的运动轨迹包括进去夹件、提升产品、传送产品、下降产品、退出机械手和返回机械手这六个进程，它们的运动曲线分别对应图1中的运动曲线①~⑥，定义机械手传送产品的方向为坐标轴的x正方向，机械手进去夹件的方向为y轴正方向，机械手提升产品的方向为z轴正方向，进去夹件前和返回机械手后机械手都停在其初始位置c（0,0,0）。如图3所示，冲床的滑块的运动轨迹包括机床滑块闭合和机床滑块打开两个进程，它们的运动曲线分别对应图1中的运动曲线⑦和⑧，其中，机床滑块闭合的运动曲线⑦反映滑块从上死点向下死点运动的过程，此时滑块与冲床下死点之间的距离r——记为ram——递减；机床滑块打开的运动曲线⑧反映滑块从下死点向上死点运动的过程，滑块与冲床下死点之间的距离r递增。机械手的运动周期和冲床滑块运动周期必须相等，否则会造成生产系统紊乱。冲床滑块的进程和冲床旋转角度a——记为#ang——相关联，冲床旋转角度为0°时冲床滑块位于上死点，在一个模具制造周期内，冲床旋转角度a从0°到360°连续变化，其从0°变化到180°的过程中滑块从上死点移动到下死点，其从180°变化到360°的过程中滑块从下死点移动回到上死点。同时，在冲床旋转角度a从0°到360°连续变化的过程中，机械手完整的走完由运动曲线①~⑥组成的运动轨迹。

在图1中，运动曲线①~⑧记载了机械手和滑块的实际运动轨迹。根据运动曲线①~⑥中体现出的机械手在各个行程中的位置随冲床旋转角度a的变化，就可以得到机械手的坐标c在整个周期中随时间的变化信息，即机械手在x轴、y轴和z轴的位移变化情况；根据运动曲线⑦和⑧中体现出来的滑块与冲床下死点之间的距离r，就可以得到滑块在冲床上死点和下死点之间移动的情况。把同一时刻的坐标c、距离r和冲床旋转角度a匹配为一条检测数据，具体是把一个模具生产周期内，冲床旋转角度a的度数为整数时的机械手在坐标轴的x轴、y轴、z轴的坐标，以及滑块与冲床下死点之间的距离r对应记载在图4所示的表格中，该表格中每一行的数据都表示一条检测数据，把这些检测数据按照冲床旋转角度a由0°到360°的顺序排列后得到的就是csv文件。把冲床旋转角度a为整度数作为选取检测数据的规则，可以保证抽取出的检测数据数量足以反映机械手和滑块的实际运动轨迹。

图1中的具体的参数如下。运动曲线①代表了图2中机械手进去夹件的过程1，进去夹件行程等于300.0mm，即机械手y向行程等于300.0mm，y向进去夹件初始角度为225°，y向进去夹件终了角度为275°，过程中总共走了50°，平均y向每度增加6.0mm，由此可知在225°到275°区间内任意时刻机械手的y向位移。运动曲线②代表了图2中机械手提升产品的过程2，提升产品行程等于189.4mm，即机械手z向行程等于189.4mm，z向提升产品初始角度为275°，z向提升产品终了角度为307°，过程中总共走了32°，平均z向每度增加5.9375mm，由此可知在275°到307°区间内任意时刻机械手的z向位移。运动曲线③代表了图2中机械手传送产品的过程3，传送产品行程等于900.0mm，即机械手x向行程等于900.0mm，x向传送产品初始角度为295°，x向传送产品终了角度为15°，过程中总共走了80°，平均x向每度增加11.25mm，由此可知在295°到15°区间内任意时刻机械手的x向位移。运动曲线④代表了图2中机械手下降产品的过程4，下降产品行程等于190.0，即机械手z向行程等于190.0mm，z向下降产品初始角度为15°，z向下降产品终了角度为61°，过程中总共走了46°，平均z向每度减少4.13mm，由此可知在15°到61°区间内任意时刻机械手的z向位移。运动曲线⑤代表了图2中退出机械手的过程5，退出机械手行程等于300.0mm，即机械手y向行程等于300.0mm，y向退出机械手初始角度为61°，y向退出机械手终了角度为105°，过程中总共走了44°，平均y向每度减少6.82，由此可知在61°到105°区间内任意时刻机械手的y向位移。运动曲线⑥代表了图2中返回机械手的过程6，返回机械手行程等于900.0mm，即机械手x向行程等于900.0mm，x向返回机械手初始角度为105°，x向传送产品终了角度为225°，过程中总共走了120°，平均x向每度减少7.2mm，由此可知在105°到225°区间内任意时刻机械手的x向位移。运动曲线⑦代表了图3中机床滑块闭合过程7，运动曲线⑧代表了图3中机床滑块打开过程8，在滑块与冲床下死点之间的距离r最大为s的情况下，滑块的位置高度可以通过冲床旋转角度a快速得到。

得到csv文件后，把该csv文件导入solidaidmeister，在软件中设置送料方向、左右机械手和产品位置信息，并且设置机械手的危险点（通过人为观察或经验判断的可能产生干涉的点），在软件中生成了干涉曲线。把上述干涉曲线导出为dxf格式，将dxf格式的干涉曲线文件导入ug中，通过优化干涉曲线线条及坐标位置，并且通过截面扫掠生成机械手和冲床滑块之间的干涉曲线实体。

在生成csv文件时，同一条检测数据中既包括该时刻用于反映机械手运动轨迹的坐标c，也包括该时刻用于反映滑块运动轨迹的距离r，因此，在动态干涉曲线中机械手的运动轨迹和滑块的运动轨迹同步显现，在两个运动轨迹发生交叉时自动判断出该位置存在干涉的情况。模具设计人员能够根据程序的判断结果直接得知机械手和滑块的运动轨迹是否存在干涉，并且在发生干涉的情况下可以直观的看到机械手和滑块发生干涉的位置，不需要设计人员具备丰富的干涉检查经验，也不需要搭建拥有机械手的现场试模环境，可以节省成本，同时大幅提升干涉检测的工作效率。