一种冲压模具自动排布弹簧的方法和装置与流程

1.本发明涉及模具设计技术领域，特别是一种冲压模具自动排布弹簧的方法和装置。


背景技术：

2.在冲压模具设计过程中，弹簧是最常用的模具标准件，弹簧排布对于模具结构起着至关重要的作用，对于不同类型的模具，弹簧有着不同的排布要求，且弹簧力太大或太小都会对模具产品质量有不同的影响。


技术实现要素：

3.针对现有设计人员因经验不足导致弹簧用力不均和排布不均影响模具产品的生产质量以及手动排布弹簧的时间长影响生产效率的问题，本发明提供一种一种冲压模具自动排布弹簧的方法和装置，通过点阵-偏置区域的方法确定合理排布弹簧的位置点，通过判断模具类型以及计算公式自动判断弹簧的型号及数量，以达到自动排布弹簧的目的，极大减少排布弹簧的时间，提高了模具的生产质量。
4.为实现上述目的，本发明选用如下技术方案：一种冲压模具自动排布弹簧的方法，包括以下步骤：
5.识别模具类型且获取冲孔和/或切边的轮廓投影线；
6.根据所述轮廓投影线偏置预设距离后计算得到弹簧布置区域；
7.以产品的工艺中心为中心进行栅格化处理，将处于所述弹簧布置区域内的栅格相交点进行集合，得到预排布点集；
8.在预排布点集中移除间距为弹簧直径范围内的栅格相交点，得到任意两栅格相交点均大于弹簧直径的弹簧排布点集以根据所述弹簧排布点集的弹簧排布点配置弹簧。
9.优选地，所述识别模具类型且获取冲头和/或切边的轮廓投影线包括：
10.获取模具类型，并识别出模具的冲孔特征和/或切边特征最大外型轮廓线l，其中各个特征所述最大外型轮廓线l为特征本体沿xoy平面的投影线；
11.将各个特征的最大外型轮廓线l求和得到轮廓投影线l
总
。
12.优选地，所述根据所述轮廓投影线偏置预设距离后计算得到弹簧布置区域包括：
13.将轮廓投影线l
总
所述向外偏置第一距离x，所述第一距离x＝安全距离a 弹簧半径g，得到第一偏置集l
x
,去除第一偏置集l
x
超出产品成型前坯料的部分后求和，得到第一区域p
x
；
14.将轮廓投影线l
总
所述向外偏置第二距离y，所述第一距离y＝安全距离a 弹簧直径d，得到第二偏置集ly,去除第二偏置集ly超出产品成型前坯料的部分后求和，得到第二区域py；
15.将第一区域p
x
和第二区域py求差，得到弹簧布置区域p
l
。
16.优选地，所述以产品的工艺中心为中心进行栅格化处理包括：
17.以产品的工艺中心为中心，间距为弹簧半径g进行栅格化处理，栅格线不超产品成型前坯料范围，得到间距为g的共m行和n列栅格线阵，由各栅格线相交的点集合得到栅格相交点集合u{(1,1),(1,2)...(m,n)}。
18.优选地，所述将处于所述弹簧布置区域内的栅格相交点进行集合包括：
19.判断所述栅格相交点集合u中的相交点是否处于弹簧布置区域p
l
内；
20.将位于所述弹簧布置区域p
l
内的栅格相交点集合，得到预排布点集u
p
。
21.优选地，在预排布点集中移除间距为弹簧直径范围内的栅格相交点，包括：
22.在预排布点集u
p
中，由行数m和列数n最大值的格栅相交点p(m,n)作为计数基点移除以弹簧直径d为干涉范围内的栅格相交点，包括移除干涉范围内格栅相交点p(m-1,n)、p(m-2,n)、p(m-1,n-1)、p(m,n-1)、p(m 1,n-1)、p(m,n-2)；
23.随后以其他行数和列数最大值的格栅相交点作为新的计数基点，继续执行移除干涉范围内的栅格相交点，直至移除后预排布点集内任意一栅格相交点在以弹簧直径d为干涉范围内没有其他栅格相交点，得到任意两栅格相交点均大于弹簧直径d的弹簧排布点集。
24.优选地，还包括以下步骤：
25.根据经验公式计算获取理论所需弹簧个数n
应排
，且计算所述弹簧排布点集的弹簧排布点个数n
实排
，得到弹簧排布点个数n
实排
与理论所需弹簧个数n
应排
的差值q＝
│n实排-n
应排
│
；
26.判断差值q是否满足预设数值范围0-q，q为正整数：
27.当满足时，则输出所述弹簧排布点集的各点位置；
28.当不满足时，则返回栅格化处理中增加栅格线间距以减少所述弹簧排布点集的弹簧排布点数量，直至差值q满足数值范围0-q。
29.优选地，所述判断差值q是否满足预设数值范围0-q包括：
30.当0≤q≤q时，则表示所述弹簧排布点集合理，输出弹簧排布点个数n
实排
；
31.当q＞q时，则返回栅格化处理中，使栅格线间距增加一个单位距离，减少所述弹簧排布点集的弹簧排布点数量，直至差值q满足数值范围0-q。
32.优选地，当q＞q时增加栅格线间距以减少弹簧排布点数量n
实排
，其中，当栅格线间距以一个单位距离逐渐增加至大于弹簧直径d时，差值q还未能满足预设数值范围0-q，则直接输出当前输出弹簧排布点个数n
实排
以及理论所需弹簧个数n
应排
。
33.另一方面，本发明还选用如下技术方案：一种冲压模具自动排布弹簧的装置，包括存储器和处理器，所述处理器通过调用所述存储器中存储的控制程序，以执行如上述的一种冲压模具自动排布弹簧的方法。
34.相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
35.本发明通过点阵-偏置区域的方法确定合理排布弹簧的位置点，根据经验公式判断模具所需的弹簧力，以及模具所用的弹簧规格型号及数量，通过经验公式校验弹簧数量已达到合理排布所需弹簧的目的，减少模具设计员手动排布弹簧的时间，避免因设计员经验不足所带来的影响产品质量的设计异常，极大减少排布弹簧的时间，提高了模具的生产质量。
附图说明
36.为了更清楚地说明技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介
绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本发明的流程说明示意图。
38.图2为实施案例的产品工艺结构示意图。
39.图3为实施案例的第一区域示意图。
40.图4为实施案例的第二区域示意图。
41.图5为实施案例的弹簧布置区域示意图。
42.图6为实施案例的栅格化处理示意图。
43.图7为实施案例的弹簧排布点集示意图。
44.图8为实施案例的增加栅格线间距后示意图。
45.图9为实施案例的弹簧排布示意图。
具体实施方式
46.为了能够清楚、完整地理解技术方案，现结合实施例和附图对本发明进一步说明，显然，所记载的实施例仅仅是本发明部分实施例，所属领域的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
48.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
49.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
50.如图1所示，一种冲压模具自动排布弹簧的方法，包括以下步骤：
51.识别模具类型且获取冲孔和/或切边的轮廓投影线。具体地，获取模具类型，并识别出模具的冲孔特征和/或切边特征最大外型轮廓线l，其中各个特征所述最大外型轮廓线l为特征本体沿xoy平面的投影线；将各个特征的最大外型轮廓线l求和得到轮廓投影线l
总
。
52.如图2所示，本实施案例首先识别产品特征，并投影出产品特征最大外形线，按规则偏置特征最大外形线，所述模具包括工艺中心100、冲孔特征200和切边特征300，本实施案例选用模具设计软件程序自动判断模具类型，并识别出产品的冲孔特征200和切边特征300沿xoy平面的投影线，即最大外型轮廓线l，将各个特征的最大外型轮廓线l求和得到轮廓投影线l
总
。
53.如图3所示，根据所述轮廓投影线偏置预设距离后计算得到弹簧布置区域，包括：将轮廓投影线l
总
所述向外偏置第一距离x，所述第一距离x＝安全距离a 弹簧半径g，得到第一偏置集l
x
,去除第一偏置集l
x
超出产品成型前坯料的部分后求和，得到第一区域p
x
，如图3所示的阴影区域；
54.如图4所示，将轮廓投影线l
总
所述向外偏置第二距离y，所述第一距离y＝安全距离a 弹簧直径d，得到第二偏置集ly,去除第二偏置集ly超出产品成型前坯料的部分后求和，得
到第二区域py，如图4所示的阴影区域。
55.如图5所示，将第一区域p
x
和第二区域py求差，得到弹簧布置区域p
l
，如图5所示的阴影区域。
56.如图6所示，以产品的工艺中心为中心进行栅格化处理，将处于所述弹簧布置区域内的栅格相交点进行集合，得到预排布点集。具体地，以产品的工艺中心为中心，间距为弹簧半径g进行栅格化处理，栅格线不超产品成型前坯料范围，得到间距为g的共m行和n列栅格线阵400，由各栅格线相交的点集合得到栅格相交点集合u{(1,1),(1,2)...(m,n)}。
57.如图7所示，判断所述栅格相交点集合u中的栅格相交点500是否处于弹簧布置区域p
l
内，将位于所述弹簧布置区域p
l
的栅格相交点集合，得到预排布点集u
p
。作为本实施案例的优选，从栅格相交点集合u中将栅格相交点p(m,n)开始依次输入预先设定的区域判断算法中，需要说明的是，区域判断算法将某点判断是否属于区域内选用现有技术，不再赘述。判断栅格相交点集合u中的栅格相交点p(m,n)是否属于弹簧布置区域p
l
，若栅格相交点p(m,n)不属于弹簧布置区域p
l
，则将该点从栅格相交点集合u去除后再按算法依次测试其它点，直至栅格相交点集合u中全部栅格相交点属于弹簧布置区域p
l
，得到预排布点集u
p
。
58.如图9所示，在预排布点集u
p
中移除间距为弹簧直径范围内的栅格相交点，得到任意两栅格相交点均大于弹簧直径的弹簧排布点集以根据所述弹簧排布点集的弹簧排布点配置弹簧。
59.作为本实施案例的优选：为避免弹簧之间干涉或距离太近，在预排布点集u
p
中，由行数m和列数n最大值的格栅相交点p(m,n)作为计数基点移除以弹簧直径d为干涉范围内的栅格相交点，包括移除干涉范围内格栅相交点p(m-1,n)、p(m-2,n)、p(m-1,n-1)、p(m,n-1)、p(m 1,n-1)、p(m,n-2)；随后以其他行数和列数最大值的格栅相交点作为新的计数基点，继续执行移除干涉范围内的栅格相交点，直至移除后预排布点集内任意一栅格相交点在以弹簧直径d为干涉范围内没有其他栅格相交点，得到任意两栅格相交点均大于弹簧直径d的弹簧排布点集。
60.本实施案例将计算基点相邻的栅格相交点p(m-1,n)、p(m-2,n)、p(m-1,n-1)、p(m,n-1)、p(m 1,n-1)、p(m,n-2)移出预排布点集u
p
，同时确定一个弹簧排布点p1，随后再测试预排布点集u
p
中的其它栅格相交点p(m,n)确定第二个弹簧排布点p2，直至算法输出m＝0,n＝0后结束运算。本实施案例优选以行数m递减形式上的格栅相交点作为计数基点，直至m＝0后，再选用列数n递减形式上的格栅相交点作为计算基点，直至n＝0时，此时，预排布点集u
p
中剩下的点即为弹簧排布点，得到弹簧排布点集，并统计弹簧排布点个数n
实排
。
61.根据经验公式计算获取理论所需弹簧个数n
应排
，需要说明的是，本实施案例的经验公式的建立和检验选用常规的技术手段，一般选用回归分析法，不再赘述。计算得到弹簧排布点个数n
实排
与理论所需弹簧个数n
应排
的差值q＝
│n实排-n
应排
│
；
62.判断差值q是否满足预设数值范围0-q，q为正整数，本实施案例优选q＝5：
63.当0≤q≤5时，则表示所述弹簧排布点集合理，输出弹簧排布点个数n
实排
和排布结果；
64.当q＞5时，则返回栅格化处理中，使栅格线间距增加一个单位距离，本实施案例初始栅格线间距为弹簧半径g，当差值q大于5时，使栅格线间距＝g 1，作为新的栅格线间距进行再次栅格化处理，继续执行上述步骤得到新的弹簧排布点个数n
实排
，减少所述弹簧排布点
集的弹簧排布点数量，直至差值q满足数值范围0-q，输出弹簧排布点个数n
实排
和排布结果。
65.如图8所示，当q＞q时增加栅格线间距以减少弹簧排布点数量n
实排
，其中，当栅格线间距以一个单位距离逐渐增加至大于弹簧直径d时，差值q还未能满足预设数值范围0-q，则直接输出当前输出弹簧排布点个数n
实排
以及理论所需弹簧个数n
应排
。具体地，若栅格线间距增加至大于弹簧直径d时还未使0≤q≤5，则弹出提示：“应排数量n
应排
个，实际排布n
实排
个，请核实！”，结束；若q＜5，则直接弹出提示：“应排数量n
应排
个，实际排布n
实排
个，请核实！”，排布结束。
66.本实施案例通过点阵-偏置区域的方法确定合理排布弹簧的位置点，根据经验公式判断模具所需的弹簧力，以及模具所用的弹簧规格型号及数量，通过经验公式校验弹簧数量已达到合理排布所需弹簧的目的，减少模具设计员手动排布弹簧的时间，避免因设计员经验不足所带来的影响产品质量的设计异常。
67.另一方面，本发明还选用如下实施案例：一种冲压模具自动排布弹簧的装置，包括存储器和处理器，所述处理器通过调用所述存储器中存储的控制程序，以执行如上述实施案例的一种冲压模具自动排布弹簧的方法。
68.结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
69.上述披露的仅为本发明优选实施例的一种或多种，用于帮助理解技术方案的发明构思，并非对本发明作其他形式的限制，所属领域的技术人员依据本发明所限定特征作出其他等同或惯用手段的置换方案，仍属于本发明所涵盖的范围。