■四川省宜賓普什模具有限公司 陳 平 堯 軍 郭宏軍

機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)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(zhǎng) 陳 平

汽車產(chǎn)業(yè)是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程中最具代表性的產(chǎn)業(yè)之一，隨著汽車產(chǎn)業(yè)近幾年的蓬勃發(fā)展，主流汽車企業(yè)對(duì)模具新技術(shù)的需求越來越高，在大型自動(dòng)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(jié)構(gòu)面的全面加工，由中低速加工發(fā)展到高速加工，以自動(dòng)化加工為代表的先進(jìn)制造技術(shù)，促使汽車模具制造設(shè)備更加智能化和精良化，進(jìn)而大大提高了模具的生產(chǎn)效率和加工精度。

自動(dòng)化加工技術(shù)體現(xiàn)了模具企業(yè)整體制造的技術(shù)水平，體現(xiàn)了模具企業(yè)在CAD、CAE、全三維設(shè)計(jì)、CAM、CAPP、白光掃描及全數(shù)字化檢測(cè)等先進(jìn)模具技術(shù)系統(tǒng)化應(yīng)用方面的能力。我公司近幾年組建了一支技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，著力研究汽車模具自動(dòng)化加工技術(shù)，目前已在柔性加工單元、TRITOP掃描技術(shù)、工藝程序、模擬仿真和在線檢測(cè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了一系列的嘗試和研究，在汽車模具自動(dòng)化加工技術(shù)方面取得良好的進(jìn)展。

機(jī)床設(shè)備參數(shù)優(yōu)化

先進(jìn)的機(jī)床設(shè)備是提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)汽車模具自動(dòng)化加工，機(jī)床需配備自動(dòng)換刀裝置（ATC）、自動(dòng)化加工的光電控制系統(tǒng)、預(yù)處理能力（Look-ahead）的CNC控制系統(tǒng)，并且要求具有大容量的內(nèi)存和ETH-ERNET通訊等技術(shù)，同時(shí)，根據(jù)刀具切削參數(shù)和加工策略的不同，相對(duì)應(yīng)的機(jī)床參數(shù)需要通過大量試切驗(yàn)證后進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，以此保證汽車沖壓模具自動(dòng)化加工的品質(zhì)。

TRITOP掃描技術(shù)應(yīng)用

由于模具毛坯鑄造的不規(guī)則性，導(dǎo)致實(shí)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(chǎn)生撞刀、撞機(jī)及加工缺陷等重大制造事故。TRITOP技術(shù)是利用特有的數(shù)碼點(diǎn)和參考點(diǎn)來構(gòu)建一個(gè)完整的坐標(biāo)定位系統(tǒng)，利用光學(xué)拍照定位技術(shù)和光柵測(cè)量原理，可在極短的時(shí)間獲得復(fù)雜工件表面的完整點(diǎn)云的一種技術(shù)。采用TRITOP技術(shù)對(duì)模具鑄件毛坯進(jìn)行掃描，從而獲得加工前模具的真實(shí)狀態(tài)，為汽車模具加工自動(dòng)化的安全性提供了保障。

高速加工技術(shù)的應(yīng)用

隨著汽車模具制造技術(shù)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(jìn)制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在模具自動(dòng)化加工中采用高速加工技術(shù)，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(shù)中，通過大量試切，對(duì)切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，形成相應(yīng)的規(guī)范。在高速加工程序編制中，通過對(duì)刀具軌跡連接的設(shè)計(jì)、切入和切出的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)角的優(yōu)化和加工策略的設(shè)計(jì)，有效的在自動(dòng)化加工中提高了制造效率。

機(jī)床仿真技術(shù)的運(yùn)用

汽車模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，側(cè)切、側(cè)整形和側(cè)翻邊的模具比較多，為了保證模具自動(dòng)化加工中的安全性，需對(duì)側(cè)切、側(cè)整形和側(cè)翻邊部分的程序進(jìn)行機(jī)床加工模擬仿真。目前我們結(jié)合公司的機(jī)床設(shè)備參數(shù)，建立了相應(yīng)的機(jī)床數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)側(cè)切、側(cè)整形和側(cè)翻邊部分程序進(jìn)行模擬驗(yàn)證，保證了自動(dòng)化加工的安全性。

在線檢測(cè)技術(shù)的實(shí)施

在自動(dòng)化加工過程中，加工精度主要取決于加工刀具的測(cè)量與精度補(bǔ)償。在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)就是在機(jī)床上利用測(cè)頭對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)的一種測(cè)量方式，對(duì)模具加工的全過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償，防止人為誤操作，保證了模具自動(dòng)化加工的精度：

（1）在加工前，通過在線檢測(cè)，可以進(jìn)行自動(dòng)找正工件，建立坐標(biāo)系。

（2）加工過程中，通過對(duì)模具加工部位尺寸的進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行刀具和精度補(bǔ)償。

（3）加工完成后，對(duì)模具加工內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，保證模具自動(dòng)化加工的質(zhì)量。

目前，我公司還處在自動(dòng)化加工的技術(shù)攻關(guān)階段，在推進(jìn)過程中還存在一些技術(shù)難點(diǎn)。例如：在自動(dòng)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(dá)500～600mm，已超出自動(dòng)換刀裝置的應(yīng)用范圍，無法進(jìn)行全面應(yīng)用；應(yīng)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(shí)際加工情況，甚至存在加工效率降低的情況；毛坯余量確認(rèn)方面，目前的掃描技術(shù)需要對(duì)檢測(cè)的點(diǎn)進(jìn)行逐一確認(rèn)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，影響生產(chǎn)周期。未來我們將逐步建立和完善刀具數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合模具的特點(diǎn)有針對(duì)性的應(yīng)用自動(dòng)換刀技術(shù)；并通過與軟件公司合作開發(fā)適用于我公司實(shí)際情況的專用功能。

機(jī)床自動(dòng)化加工技術(shù)在汽車模具加工方面的應(yīng)用，推動(dòng)了汽車模具制造技術(shù)的快速發(fā)展，是汽車模具制造技術(shù)的一次重要升級(jí)，不久的未來也必將帶動(dòng)機(jī)械加工制造業(yè)的全面革新。