機床自動化技術助力汽車模具加工

■四川省宜賓普什模具有限公司 陳 平 堯 軍 郭宏軍

機床自動化技術助力汽車模具加工

■四川省宜賓普什模具有限公司 陳 平 堯 軍 郭宏軍

CB事業(yè)部部長 陳 平

汽車產業(yè)是市場經濟全球化進程中最具代表性的產業(yè)之一，隨著汽車產業(yè)近幾年的蓬勃發(fā)展，主流汽車企業(yè)對模具新技術的需求越來越高，在大型自動化、智能化、高速模具的需求方面尤為突出。汽車模具的數(shù)控加工已由單純的型面加工發(fā)展到型面和結構面的全面加工，由中低速加工發(fā)展到高速加工，以自動化加工為代表的先進制造技術，促使汽車模具制造設備更加智能化和精良化，進而大大提高了模具的生產效率和加工精度。

自動化加工技術體現(xiàn)了模具企業(yè)整體制造的技術水平，體現(xiàn)了模具企業(yè)在CAD、CAE、全三維設計、CAM、CAPP、白光掃描及全數(shù)字化檢測等先進模具技術系統(tǒng)化應用方面的能力。我公司近幾年組建了一支技術攻關團隊，著力研究汽車模具自動化加工技術，目前已在柔性加工單元、TRITOP掃描技術、工藝程序、模擬仿真和在線檢測環(huán)節(jié)進行了一系列的嘗試和研究，在汽車模具自動化加工技術方面取得良好的進展。

機床設備參數(shù)優(yōu)化

先進的機床設備是提高生產效率、保證產品質量的基礎。實現(xiàn)汽車模具自動化加工，機床需配備自動換刀裝置（ATC）、自動化加工的光電控制系統(tǒng)、預處理能力（Look-ahead）的CNC控制系統(tǒng)，并且要求具有大容量的內存和ETH-ERNET通訊等技術，同時，根據(jù)刀具切削參數(shù)和加工策略的不同，相對應的機床參數(shù)需要通過大量試切驗證后進行優(yōu)化設置，以此保證汽車沖壓模具自動化加工的品質。

TRITOP掃描技術應用

由于模具毛坯鑄造的不規(guī)則性，導致實際加工的毛坯余量分布和三維模型不完全一致，加工過程中易產生撞刀、撞機及加工缺陷等重大制造事故。TRITOP技術是利用特有的數(shù)碼點和參考點來構建一個完整的坐標定位系統(tǒng)，利用光學拍照定位技術和光柵測量原理，可在極短的時間獲得復雜工件表面的完整點云的一種技術。采用TRITOP技術對模具鑄件毛坯進行掃描，從而獲得加工前模具的真實狀態(tài)，為汽車模具加工自動化的安全性提供了保障。

高速加工技術的應用

隨著汽車模具制造技術的發(fā)展，以高速、高精度和高效率加工為主要特征的高速切削已成為先進制造業(yè)的關鍵技術之一。在模具自動化加工中采用高速加工技術，提高了模具加工效率，縮短了模具制造周期。在高速加工技術中，通過大量試切，對切削參數(shù)進行優(yōu)化改進，形成相應的規(guī)范。在高速加工程序編制中，通過對刀具軌跡連接的設計、切入和切出的設計、轉角的優(yōu)化和加工策略的設計，有效的在自動化加工中提高了制造效率。

機床仿真技術的運用

汽車模具的結構復雜，側切、側整形和側翻邊的模具比較多，為了保證模具自動化加工中的安全性，需對側切、側整形和側翻邊部分的程序進行機床加工模擬仿真。目前我們結合公司的機床設備參數(shù)，建立了相應的機床數(shù)據(jù)庫，對側切、側整形和側翻邊部分程序進行模擬驗證，保證了自動化加工的安全性。

在線檢測技術的實施

在自動化加工過程中，加工精度主要取決于加工刀具的測量與精度補償。在機檢測系統(tǒng)就是在機床上利用測頭對工件進行檢測的一種測量方式，對模具加工的全過程進行監(jiān)測和補償，防止人為誤操作，保證了模具自動化加工的精度：

（1）在加工前，通過在線檢測，可以進行自動找正工件，建立坐標系。

（2）加工過程中，通過對模具加工部位尺寸的進行檢測，進行刀具和精度補償。

（3）加工完成后，對模具加工內容進行檢測，保證模具自動化加工的質量。

目前，我公司還處在自動化加工的技術攻關階段，在推進過程中還存在一些技術難點。例如：在自動換刀裝置方面，由于模具加工刀具尺寸差異較大，深腔加工刀具尺寸達500～600mm，已超出自動換刀裝置的應用范圍，無法進行全面應用；應用編程軟件方面，單靠軟件本身的功能不能完全滿足公司實際加工情況，甚至存在加工效率降低的情況；毛坯余量確認方面，目前的掃描技術需要對檢測的點進行逐一確認，然后對數(shù)據(jù)進行編輯，準備時間較長，影響生產周期。未來我們將逐步建立和完善刀具數(shù)據(jù)庫，結合模具的特點有針對性的應用自動換刀技術；并通過與軟件公司合作開發(fā)適用于我公司實際情況的專用功能。

機床自動化加工技術在汽車模具加工方面的應用，推動了汽車模具制造技術的快速發(fā)展，是汽車模具制造技術的一次重要升級，不久的未來也必將帶動機械加工制造業(yè)的全面革新。