探究模具設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化在玻璃鋼產(chǎn)品中應(yīng)用

劉春梅

摘 要：隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)越來越多的應(yīng)用到設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中。而玻璃鋼產(chǎn)品中的自動(dòng)化技術(shù)在極大程度上幫助了企業(yè)設(shè)計(jì)制造效率，將各種計(jì)算機(jī)技術(shù)與產(chǎn)品制造過程相連接提升自動(dòng)化水平。本文針對(duì)模具設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化在玻璃鋼產(chǎn)品中的應(yīng)用展開研究，旨在提升我國(guó)該行業(yè)技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)制造；自動(dòng)化；玻璃鋼

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.039

1 NX技術(shù)在玻璃鋼產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

NX是參數(shù)化CAD或CAM軟件系統(tǒng)的代表，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品零件從概念設(shè)計(jì)到制造的全過程都采取自動(dòng)化技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程中實(shí)現(xiàn)每個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳遞與無縫轉(zhuǎn)換，并能夠保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一更新。NX技術(shù)中涵蓋專家系統(tǒng)，其在模具設(shè)計(jì)功能以及高效的數(shù)據(jù)編程功能方面極大程度上克服了傳統(tǒng)模具生產(chǎn)過程的缺點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中能夠通過三維動(dòng)態(tài)顯示屏將設(shè)計(jì)與制造技術(shù)更加直觀的展現(xiàn)出來[1]。在實(shí)際應(yīng)用過程中能夠擴(kuò)展到空間型面定位的設(shè)計(jì)以及數(shù)控編程，快速完成專用夾具設(shè)計(jì)，提高了NX軟件應(yīng)用水平。這種技術(shù)在解決產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度方面具有顯著成效，也是當(dāng)今加工制造行業(yè)的發(fā)展標(biāo)志，其為企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 NX模具設(shè)計(jì)方案

其設(shè)計(jì)方案在專業(yè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用三維造型功能使得設(shè)計(jì)者高效便捷完成產(chǎn)品的創(chuàng)建與改造，自動(dòng)生成分模、模具型腔以及型芯，調(diào)用相關(guān)零部件并最終完成產(chǎn)品的制造?；趯＜蚁到y(tǒng)基礎(chǔ)上對(duì)鑄造、注塑成型中的澆口、流道、凹凸模間隙設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了吸收與應(yīng)用。利用NX能夠?qū)δ＞叩男阅?、結(jié)構(gòu)以及在成型過程中的各種注意事項(xiàng)進(jìn)行分型與監(jiān)測(cè)。其流程如下：

第一，將設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品零部件按照標(biāo)準(zhǔn)模架設(shè)計(jì)的毛坯零件進(jìn)行裝配，設(shè)置正確的拔模方向并進(jìn)行厚度檢測(cè)。

第二，仔細(xì)分析模具分型面的設(shè)計(jì)與凹凸模的分割，再進(jìn)行一系列檢測(cè)工作，在凹凸模抽取成功后進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)工作。

第三，將所有已成型的產(chǎn)品轉(zhuǎn)入挑選與加工制造部門。

由此可以看出，在設(shè)計(jì)流程中將企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)以及數(shù)控編程相結(jié)合，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)加工效率。

1.2 NX的數(shù)控加工編程

在產(chǎn)品數(shù)控加工編程過程中NX軟件提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，將CMA于CAD相結(jié)合，使得數(shù)控加工編程與后置處理功能并存。NX能夠?qū)崿F(xiàn)在加工機(jī)床中進(jìn)行數(shù)控編程功能，在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中提供參數(shù)化的刀位軌跡，預(yù)估加工所需時(shí)間。支持?jǐn)?shù)控車削、銑削以及線切割等功能，對(duì)任何數(shù)據(jù)的修改都能夠自動(dòng)生成且進(jìn)行記錄。

數(shù)控編程根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求、幾何形狀以及工藝尺寸等條件確定加工的方法、加工路線以及各種實(shí)際操作中具體應(yīng)用。在進(jìn)行數(shù)值計(jì)算后獲得實(shí)際的操作軌跡，再按照數(shù)控機(jī)床的代碼格式等輸出產(chǎn)品數(shù)控加工過程。其通常所包含的模塊有幾何造型、刀具軌跡、仿真加工、后置處理以及后期修改等功能板塊。在實(shí)際操作中遵循一定的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行加工所需的刀具軌跡設(shè)計(jì)，首先設(shè)計(jì)加工所需的制造產(chǎn)品模型，再建立各種需要的數(shù)據(jù)。接下來選擇被加工的幾何對(duì)象根據(jù)具體加工方式確定合適的工藝參數(shù)，生成需要的刀具軌跡，進(jìn)而完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造流程。

2 PLC與觸摸屏在玻璃鋼纏繞過程中的應(yīng)用

PLC即可編程控制器，完全采取自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行玻璃鋼產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造，其是計(jì)算機(jī)與通訊技術(shù)有機(jī)結(jié)合的高科技產(chǎn)品，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、靈活、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，同時(shí)其抗干擾能力也比較強(qiáng)，在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中能夠根據(jù)生產(chǎn)理念改變操作方式，極大提高了生產(chǎn)效率。近年來在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化過程中被廣泛使用[2]。

2.1 PLC程序簡(jiǎn)介

該程序是纏繞過程的關(guān)鍵，部分系列的PLC不具備三角函數(shù)的運(yùn)算功能，因此只能使用分段法直線模擬封頭段的包絡(luò)線。為防止程序過于冗長(zhǎng)，當(dāng)導(dǎo)絲頭從末端返回守端時(shí)程序回到初始階段。

2.2 繞線原理

將編碼器與纏繞筒相連接，便于計(jì)量模芯的轉(zhuǎn)角。然后PLC根據(jù)編碼器的所提供的數(shù)值將導(dǎo)絲頭引入電機(jī)發(fā)脈沖，控制其走向完成環(huán)向纏繞工作，同時(shí)在執(zhí)行每一個(gè)環(huán)節(jié)中都能夠按照要求控制變頻器進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而使得芯模根據(jù)纏繞需求使用不同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。纏繞過程主要分為三螺旋纏繞以及環(huán)向纏繞兩種方式，一個(gè)是包絡(luò)芯模形成容器外型，另一個(gè)是保證環(huán)向受力。在螺旋纏繞過程中又分為封頭段以及筒身段，導(dǎo)絲頭的縱向與橫向電機(jī)同時(shí)運(yùn)作形成封頭段，由于縱橫向的電機(jī)轉(zhuǎn)角與芯模轉(zhuǎn)角有相應(yīng)的系統(tǒng)控制，進(jìn)而使得導(dǎo)絲頭的行進(jìn)距離可以由人工擺布。

2.3 人機(jī)界面

觸摸屏能夠?qū)?shù)進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)而達(dá)到纏繞過程，該種觸摸屏的體積較小且成本廉價(jià)，在眾多企業(yè)被廣泛運(yùn)用。在實(shí)際應(yīng)用中將觸摸屏與PLC程序的內(nèi)部繼電器相對(duì)應(yīng)，這樣通過屏幕便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)纏繞過程的控制。在國(guó)家863示范工程中便已經(jīng)普及。管理人員將計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)在產(chǎn)品制作過程中實(shí)際應(yīng)用，通過相關(guān)轉(zhuǎn)換成功的從模型中獲取了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息，并虛擬了裝配界面。通過PLC與觸摸屏相結(jié)合的使用使得玻璃鋼纏繞過程變得簡(jiǎn)單易操作，并使得纏繞設(shè)備體積有所減小。另一方面，PLC編程較為簡(jiǎn)單且可靠、功能強(qiáng)大、使用簡(jiǎn)便，因此被廣泛采用。操作者能夠在短時(shí)間內(nèi)掌握技巧與方法，在實(shí)際生產(chǎn)過程中取得較好的成果。但是在實(shí)際開發(fā)中需要考慮三角函數(shù)運(yùn)算功能，同時(shí)開發(fā)更多的高科技技術(shù)輔助玻璃鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)。

3 結(jié)論

綜上所述，玻璃鋼產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中使用計(jì)算機(jī)與程序編控技術(shù)相結(jié)合能夠提高產(chǎn)品精準(zhǔn)度縮短設(shè)計(jì)制造時(shí)間，極大程度的提高了生產(chǎn)效率節(jié)省了人力物力。同時(shí)也是企業(yè)生產(chǎn)上的大變革，跟隨時(shí)代的腳步開發(fā)研制更多適用自動(dòng)化技術(shù)，在原有技術(shù)上更加精進(jìn)幫助企業(yè)提高在設(shè)計(jì)制造行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]匡焱.基于NX在復(fù)合模設(shè)計(jì)與NC編程中應(yīng)用[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2014（12）：70-72.

[2]張廣政.L-RTM工藝模具設(shè)計(jì)＼制作要點(diǎn)以及制品缺陷控制[J].第一屆玻璃鋼復(fù)合材料RTM/L-RTM工藝技術(shù)研討會(huì)，2014.