注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)

王虹

摘 要：本文首先分析了模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)含義，接下來(lái)詳細(xì)闡述了模具智能加工島、注塑模具智能制造、大數(shù)據(jù)分析與智能產(chǎn)線調(diào)試、模具成型零件加工、模具裝配、試模與修模等注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)，希望通過(guò)本文的分析研究，給行業(yè)內(nèi)人士以借鑒和啟發(fā)，同時(shí)希望為我國(guó)注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)的分析研究獻(xiàn)言獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：注塑模具 數(shù)字化設(shè)計(jì) 智能制造

引 言

注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)已成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀趨勢(shì)，世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家正在大力推廣和應(yīng)用。發(fā)展模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)既符合我國(guó)模具制造業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是完成模具制造業(yè)由數(shù)字化向智能化轉(zhuǎn)型的必然選擇。模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)是指：利用數(shù)字化技術(shù)和智能產(chǎn)線完成模具設(shè)計(jì)，包括：模具的方案設(shè)計(jì)、三維可視化設(shè)計(jì)、仿真、虛擬裝配、虛擬制造、虛擬成形、虛擬檢測(cè)等，并通過(guò)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等智能產(chǎn)線程序化加工出模具的整個(gè)過(guò)程。智能制造是傳統(tǒng)和新一代信息技術(shù)（大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等）在制造全生命周期的應(yīng)用。智能制造的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)個(gè)性化（按需定制）、柔性化、高質(zhì)量、低能耗的“制造”。模具數(shù)字化設(shè)計(jì)及智能制造技術(shù)是模具設(shè)計(jì)及自動(dòng)化加工高度融合的一種技術(shù)模式，它是集自動(dòng)化、柔性化和智能化于一身，并不斷引領(lǐng)模具加工制造業(yè)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。借助工業(yè)化信息技術(shù)、機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)與模具設(shè)計(jì)制造無(wú)縫整合的系統(tǒng)化平臺(tái)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)、加工工藝設(shè)計(jì)、CAM程序設(shè)計(jì)、機(jī)器人程序調(diào)試、數(shù)控機(jī)床加工操作、模具裝配及修模和試模等項(xiàng)目的分析、實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)等過(guò)程。

1模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)概述

在制造行業(yè)高速發(fā)展過(guò)程中，注塑模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)以及智能化制造，已經(jīng)成為客觀趨勢(shì)，被世界上的許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大力推廣與應(yīng)用，以期借助該技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)行業(yè)更好發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)的模具制造業(yè)積極發(fā)展注塑模具數(shù)字化、注塑模具智能制造技術(shù)，有利于對(duì)模具制造業(yè)發(fā)展的需求進(jìn)行滿足，促進(jìn)我國(guó)模具制造業(yè)的模具制造技術(shù)從基礎(chǔ)數(shù)字化向技術(shù)智能化轉(zhuǎn)型與發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)良性且可持續(xù)發(fā)展。因此，研究模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與模具智能制造技術(shù)，能夠滿足我國(guó)模具制造業(yè)在技術(shù)層面的發(fā)展需求，有利于模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)人才的有效培養(yǎng)，提升我國(guó)模具設(shè)計(jì)與制造業(yè)的整體技術(shù)水平。模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)，主要指使用智能產(chǎn)線與數(shù)字化技術(shù)，對(duì)模具設(shè)計(jì)相關(guān)工作進(jìn)行完成，工作內(nèi)容主要包括：結(jié)合模具要求提供模具制造設(shè)計(jì)方案、借助三維可視化先進(jìn)技術(shù)開展模具設(shè)計(jì)工作、結(jié)合仿真技術(shù)進(jìn)行模具制造流程設(shè)計(jì)，在完成以上工作內(nèi)容的基礎(chǔ)上，利用虛擬化技術(shù)，設(shè)計(jì)模具前期裝配、模具零件制造、模具整體成形與模具質(zhì)量檢測(cè)等內(nèi)容，利用數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人等智能產(chǎn)線，對(duì)模具整個(gè)制造過(guò)程進(jìn)行程序化設(shè)計(jì)與加工。在新時(shí)代，以大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算與人工智能等為代表的信息技術(shù)高速發(fā)展，為注塑模具設(shè)計(jì)與制造工作，提供新的發(fā)展方向。智能制造已經(jīng)開始結(jié)合傳統(tǒng)制造技術(shù)與新型信息技術(shù)，將其應(yīng)用在模具制造的全部過(guò)程。在注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與模具智能制造技術(shù)基本含義了解基礎(chǔ)上，可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)模具制造的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)制造的低能耗、高質(zhì)量、柔性化與按需制造個(gè)性化等。模具設(shè)計(jì)制造科學(xué)利用自動(dòng)化與工業(yè)化信息技術(shù)，提升注塑模具生產(chǎn)數(shù)字化、信息化水平。作為一種新型技術(shù)模式，模具數(shù)字化設(shè)計(jì)及其智能制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化加工與模具設(shè)計(jì)的全面融合，屬于具有智能化、柔性化、自動(dòng)化等特點(diǎn)的多種功效一體化技術(shù)模式，在模具加工與制造行業(yè)中，起到引領(lǐng)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的重要作用。在模具數(shù)字化設(shè)計(jì)并且智能制造的情況下，模具設(shè)計(jì)制造有效利用模具智能加工島，構(gòu)建智能數(shù)字化整合平臺(tái)，在平臺(tái)構(gòu)建基礎(chǔ)上，開展方案設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)工作，基于注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與加工工藝設(shè)計(jì)，并開展大數(shù)據(jù)分析調(diào)試、模具零件加工、模具裝配、試模修模等工作，并且能夠利用數(shù)字化與信息技術(shù)對(duì)全部項(xiàng)目工作過(guò)程進(jìn)行及時(shí)的分析、實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐與改進(jìn)，為注塑模具設(shè)計(jì)與制造成效提供保障，從而促進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造工作更順利的開展，推動(dòng)模具設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展。

2模具智能加工島

數(shù)控加工中心、精密型數(shù)控電火花成型機(jī)床、電子看板、預(yù)調(diào)臺(tái)、工件電極庫(kù)、六自由度機(jī)器人、激光打標(biāo)機(jī)等共同組成模具加工島，按照加工需求，加工島軟件MES開展統(tǒng)一下發(fā)任務(wù)工作與統(tǒng)一調(diào)度設(shè)備工作。在模具智能加工島中，主要工作流程是首先有專門人員在工件電極庫(kù)上放置電極凸凹模工件毛坯，相關(guān)庫(kù)架上有料位，針對(duì)毛坯與電極設(shè)置，并保證全部料位上有對(duì)應(yīng)傳感器。接下來(lái)，從工件電極庫(kù)中，進(jìn)行六位信息提取，以信息分析，對(duì)機(jī)械手掃描工作進(jìn)行協(xié)調(diào)，使其正確對(duì)電極與工件相關(guān)信息進(jìn)行讀取。在信息讀取完成后，加工島中的MES軟件，可以結(jié)合配置加工工藝，對(duì)加工過(guò)程中的全部設(shè)備的相應(yīng)加工順序進(jìn)行智能協(xié)調(diào)。在模具加工過(guò)程中，機(jī)械手聽指令，向各設(shè)備運(yùn)送相應(yīng)電極與工件，機(jī)械手的最后工作是在工件電極庫(kù)中放置好加工成型的產(chǎn)品。

3大數(shù)據(jù)分析與智能產(chǎn)線調(diào)試

大數(shù)據(jù)分析調(diào)試注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)的大數(shù)據(jù)分析調(diào)試，主要是指利用大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線智能調(diào)試。借助MES系統(tǒng)、FRID、EDM信息識(shí)別系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控銑床等，開展模具設(shè)計(jì)制造相關(guān)參數(shù)設(shè)置工作，并結(jié)合并網(wǎng)運(yùn)行，開展數(shù)據(jù)調(diào)試工作。大數(shù)據(jù)分析調(diào)試，需要在保證產(chǎn)線智能調(diào)試基礎(chǔ)上，針對(duì)自動(dòng)機(jī)器人對(duì)應(yīng)的人工位點(diǎn)，校正相關(guān)示數(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程自動(dòng)運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生智能化調(diào)試?；贛ES系統(tǒng)與數(shù)控銑床、工業(yè)機(jī)器人、EDM、FRID信息識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置及并網(wǎng)運(yùn)行調(diào)試。工業(yè)機(jī)器人工位點(diǎn)的示教校正，產(chǎn)線自動(dòng)運(yùn)行調(diào)試。

4模具成型零件加工

零件加工注塑模具零件加工工作需要利用RFID管理系統(tǒng)，在管理系統(tǒng)中，使用智能產(chǎn)線技術(shù)，同時(shí)使用MES系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)加工工藝的具體安排，自動(dòng)化完成模具型腔制造工作，在此基礎(chǔ)上，保證ED能夠放電加工，促進(jìn)模具零件制造成型，為模具整體成型提供基礎(chǔ)。

5模具裝配

根據(jù)快換模芯圖紙及模具結(jié)構(gòu)圖，正確制定模具零件的裝配，調(diào)試工藝，熟練使用頂針切割研磨機(jī)和電動(dòng)工具，對(duì)產(chǎn)品成型區(qū)域進(jìn)行研磨、拋光等表面精細(xì)加工，并能按要求完成模具的裝配。

6試模與修模

按塑料成型工藝選擇注塑成型參數(shù)，分析與控制塑料制件的質(zhì)量。將裝配完成的快換模芯安裝到已固定在注塑機(jī)上模架進(jìn)行注塑成型。

結(jié) 語(yǔ)

探究模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)，既符合模具制造業(yè)的技術(shù)需求，同時(shí)培養(yǎng)模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)相關(guān)人才，又能增強(qiáng)模具制造業(yè)的技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊漢，劉安明，祝云.數(shù)字化技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用[J].航空制造技術(shù)，2013，10（28）：48-51.

[2] 王秀麗，魏永輝.數(shù)字化技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2016，18（7）：78-79.

[3] 王啟香.論數(shù)字化背景下模具加工技術(shù)的改進(jìn)方案探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（15）：135-136.

[4] 楊洋.注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2018，25（11）：177.

[5] 張麗，賈鵬.關(guān)于模具制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（7）：10.