探究模具設計制造自動化在玻璃鋼產品中應用

劉春梅

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

關鍵詞：設計制造；自動化；玻璃鋼

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

1 NX技術在玻璃鋼產品自動化設計中的應用

NX是參數化CAD或CAM軟件系統的代表，能夠實現產品零件從概念設計到制造的全過程都采取自動化技術，在產品設計制造過程中實現每個環節的數據自動傳遞與無縫轉換，并能夠保證數據的統一更新。NX技術中涵蓋專家系統，其在模具設計功能以及高效的數據編程功能方面極大程度上克服了傳統模具生產過程的缺點，在生產過程中能夠通過三維動態顯示屏將設計與制造技術更加直觀的展現出來[1]。在實際應用過程中能夠擴展到空間型面定位的設計以及數控編程，快速完成專用夾具設計，提高了NX軟件應用水平。這種技術在解決產品質量預計設計精準度方面具有顯著成效，也是當今加工制造行業的發展標志，其為企業帶來了一定的經濟效益。

1.1 NX模具設計方案

其設計方案在專業系統的基礎上，利用三維造型功能使得設計者高效便捷完成產品的創建與改造，自動生成分模、模具型腔以及型芯，調用相關零部件并最終完成產品的制造。基于專家系統基礎上對鑄造、注塑成型中的澆口、流道、凹凸模間隙設計等方面進行了吸收與應用。利用NX能夠對模具的性能、結構以及在成型過程中的各種注意事項進行分型與監測。其流程如下：

第一，將設計好的產品零部件按照標準模架設計的毛坯零件進行裝配，設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計工作。

第三，將所有已成型的產品轉入挑選與加工制造部門。

由此可以看出，在設計流程中將企業的產品設計與模具設計以及數控編程相結合，提高了產品的設計加工效率。

1.2 NX的數控加工編程

在產品數控加工編程過程中NX軟件提供了強大的技術支持，將CMA于CAD相結合，使得數控加工編程與后置處理功能并存。NX能夠實現在加工機床中進行數控編程功能，在實際生產操作過程中提供參數化的刀位軌跡，預估加工所需時間。支持數控車削、銑削以及線切割等功能，對任何數據的修改都能夠自動生成且進行記錄。

數控編程根據被加工零件的技術要求、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用。在進行數值計算后獲得實際的操作軌跡，再按照數控機床的代碼格式等輸出產品數控加工過程。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計原則進行加工所需的刀具軌跡設計，首先設計加工所需的制造產品模型，再建立各種需要的數據。接下來選擇被加工的幾何對象根據具體加工方式確定合適的工藝參數，生成需要的刀具軌跡，進而完成產品的設計與制造流程。

2 PLC與觸摸屏在玻璃鋼纏繞過程中的應用

PLC即可編程控制器，完全采取自動化控制技術進行玻璃鋼產品的設計與制造，其是計算機與通訊技術有機結合的高科技產品，其具有結構簡單、體積小、靈活、編程簡單等特點，同時其抗干擾能力也比較強，在實際生產操作過程中能夠根據生產理念改變操作方式，極大提高了生產效率。近年來在工業生產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鍵，部分系列的PLC不具備三角函數的運算功能，因此只能使用分段法直線模擬封頭段的包絡線。為防止程序過于冗長，當導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，便于計量模芯的轉角。然后PLC根據編碼器的所提供的數值將導絲頭引入電機發脈沖，控制其走向完成環向纏繞工作，同時在執行每一個環節中都能夠按照要求控制變頻器進而控制電機的轉動速度，從而使得芯模根據纏繞需求使用不同的轉動速度。纏繞過程主要分為三螺旋纏繞以及環向纏繞兩種方式，一個是包絡芯模形成容器外型，另一個是保證環向受力。在螺旋纏繞過程中又分為封頭段以及筒身段，導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角與芯模轉角有相應的系統控制，進而使得導絲頭的行進距離可以由人工擺布。

2.3 人機界面

觸摸屏能夠對參數進行設置，進而達到纏繞過程，該種觸摸屏的體積較小且成本廉價，在眾多企業被廣泛運用。在實際應用中將觸摸屏與PLC程序的內部繼電器相對應，這樣通過屏幕便能夠實現對纏繞過程的控制。在國家863示范工程中便已經普及。管理人員將計算機輔助工藝設計系統在產品制作過程中實際應用，通過相關轉換成功的從模型中獲取了產品的結構信息，并虛擬了裝配界面。通過PLC與觸摸屏相結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掌握技巧與方法，在實際生產過程中取得較好的成果。但是在實際開發中需要考慮三角函數運算功能，同時開發更多的高科技技術輔助玻璃鋼產品的生產。

3 結論

綜上所述，玻璃鋼產品在生產過程中使用計算機與程序編控技術相結合能夠提高產品精準度縮短設計制造時間，極大程度的提高了生產效率節省了人力物力。同時也是企業生產上的大變革，跟隨時代的腳步開發研制更多適用自動化技術，在原有技術上更加精進幫助企業提高在設計制造行業的競爭能力。

參考文獻：

[1]匡焱.基于NX在復合模設計與NC編程中應用[J].CAD/CAM與制造業信息化，2014（12）：70-72.

[2]張廣政.L-RTM工藝模具設計＼制作要點以及制品缺陷控制[J].第一屆玻璃鋼復合材料RTM/L-RTM工藝技術研討會，2014.