劉春梅

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

關(guān)鍵詞：設(shè)計制造；自動化；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)品自動化設(shè)計中的應(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)計到制造的全過程都采取自動化技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中實現(xiàn)每個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)自動傳遞與無縫轉(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，在生產(chǎn)過程中能夠通過三維動態(tài)顯示屏將設(shè)計與制造技術(shù)更加直觀的展現(xiàn)出來[1]。在實際應(yīng)用過程中能夠擴展到空間型面定位的設(shè)計以及數(shù)控編程，快速完成專用夾具設(shè)計，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)計設(shè)計精準(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)濟效益。

1.1 NX模具設(shè)計方案

其設(shè)計方案在專業(yè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用三維造型功能使得設(shè)計者高效便捷完成產(chǎn)品的創(chuàng)建與改造，自動生成分模、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。基于專家系統(tǒng)基礎(chǔ)上對鑄造、注塑成型中的澆口、流道、凹凸模間隙設(shè)計等方面進行了吸收與應(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進行分型與監(jiān)測。其流程如下：

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

第二，仔細分析模具分型面的設(shè)計與凹凸模的分割，再進行一系列檢測工作，在凹凸模抽取成功后進行安裝設(shè)計工作。

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)計流程中將企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與模具設(shè)計以及數(shù)控編程相結(jié)合，提高了產(chǎn)品的設(shè)計加工效率。

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)在加工機床中進行數(shù)控編程功能，在實際生產(chǎn)操作過程中提供參數(shù)化的刀位軌跡，預(yù)估加工所需時間。支持?jǐn)?shù)控車削、銑削以及線切割等功能，對任何數(shù)據(jù)的修改都能夠自動生成且進行記錄。

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際操作中具體應(yīng)用。在進行數(shù)值計算后獲得實際的操作軌跡，再按照數(shù)控機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。在實際操作中遵循一定的設(shè)計原則進行加工所需的刀具軌跡設(shè)計，首先設(shè)計加工所需的制造產(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，進而完成產(chǎn)品的設(shè)計與制造流程。

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，完全采取自動化控制技術(shù)進行玻璃鋼產(chǎn)品的設(shè)計與制造，其是計算機與通訊技術(shù)有機結(jié)合的高科技產(chǎn)品，其具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、靈活、編程簡單等特點，同時其抗干擾能力也比較強，在實際生產(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)自動化過程中被廣泛使用[2]。

2.1 PLC程序簡介

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，當(dāng)導(dǎo)絲頭從末端返回守端時程序回到初始階段。

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)絲頭引入電機發(fā)脈沖，控制其走向完成環(huán)向纏繞工作，同時在執(zhí)行每一個環(huán)節(jié)中都能夠按照要求控制變頻器進而控制電機的轉(zhuǎn)動速度，從而使得芯模根據(jù)纏繞需求使用不同的轉(zhuǎn)動速度。纏繞過程主要分為三螺旋纏繞以及環(huán)向纏繞兩種方式，一個是包絡(luò)芯模形成容器外型，另一個是保證環(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同時運作形成封頭段，由于縱橫向的電機轉(zhuǎn)角與芯模轉(zhuǎn)角有相應(yīng)的系統(tǒng)控制，進而使得導(dǎo)絲頭的行進距離可以由人工擺布。

2.3 人機界面

觸摸屏能夠?qū)?shù)進行設(shè)置，進而達到纏繞過程，該種觸摸屏的體積較小且成本廉價，在眾多企業(yè)被廣泛運用。在實際應(yīng)用中將觸摸屏與PLC程序的內(nèi)部繼電器相對應(yīng)，這樣通過屏幕便能夠?qū)崿F(xiàn)對纏繞過程的控制。在國家863示范工程中便已經(jīng)普及。管理人員將計算機輔助工藝設(shè)計系統(tǒng)在產(chǎn)品制作過程中實際應(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編程較為簡單且可靠、功能強大、使用簡便，因此被廣泛采用。操作者能夠在短時間內(nèi)掌握技巧與方法，在實際生產(chǎn)過程中取得較好的成果。但是在實際開發(fā)中需要考慮三角函數(shù)運算功能，同時開發(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)過程中使用計算機與程序編控技術(shù)相結(jié)合能夠提高產(chǎn)品精準(zhǔn)度縮短設(shè)計制造時間，極大程度的提高了生產(chǎn)效率節(jié)省了人力物力。同時也是企業(yè)生產(chǎn)上的大變革，跟隨時代的腳步開發(fā)研制更多適用自動化技術(shù)，在原有技術(shù)上更加精進幫助企業(yè)提高在設(shè)計制造行業(yè)的競爭能力。

參考文獻：

[1]匡焱.基于NX在復(fù)合模設(shè)計與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＼制作要點以及制品缺陷控制[J].第一屆玻璃鋼復(fù)合材料RTM/L-RTM工藝技術(shù)研討會，2014.