本论文针对自动化车身冲压生产线中仍然存在的依赖经验和手工操作的冲压线设计问题,如新工件的初始设置、改变工艺的设置、模具的检查和潜在缺陷的消除等,开发了一个交互式的虚拟设计系统,分析其关键技术和实现的难点,并给出了相应的解决方案,为不同行业中同类生产线的快速设计和一次性设计成功提供了理论和技术参考。 本论文首先在对现代汽车车身冲压生产线各个环节,包括自动化输送系统、端拾器系统、压机、移动工作台等设备运动和模具的检测和管理等分析的基础上,提出虚拟冲压线输送系统的体系结构及基于B/S与C/S结合结构的运行模式。然后系统地对工序件进行动力学分析,提出了基于均匀设计法、神经网络和遗传算法的方法,优化了吸盘点的位置,规划了柔性金属薄板的运动轨迹,并控制其速度、加速度等参数,为提高冲压件质量和冲压线生产效率奠定基础。在此基础上,通过对端拾器的标准件数字化模型、空间结构的分析及其装配关系的数学原理的研究,构建基于CATIA的端拾器虚拟装配系统,并提出了多视图层次的虚拟装配模型信息,以便实现模型重构、装配工艺规划及动态仿真等功能。研究“模具检验”和整线仿真技术,应用参数化建模方法,建立零件的系列模型,构建运动仿真的模型基础；在多装配体联动的整线仿真中,研究装配关系对仿真机制的影响,提出了基于"One-Level"的装配方法,并对数字样机进行了优化。研究了虚拟冲压线信息管理系统,将整个开发过程中的数据、信息进行基于B/S结构的网络化的管理,从而为整个设计提供一个有效的支持,实现信息的有效共享。最终形成现代车身冲压生产线规划、分析、设计的能力,降低工人的劳动强度,极大地缩短产品开发周期,提高冲压生产的劳动生产率,加快新车型的投产,强化轿车企业的竞争优势。