汽車沖模智能打磨工藝系統研究與開發

0 引 言

模具是汽車制造過程中的重要組成部分，是獲得汽車沖壓件的關鍵工裝。模具經過設計、鑄造、半精加工后，通過人工打磨再完成試模，達到規定的研配率且沖壓的準制件合格即可投入使用。目前打磨工藝是汽車沖模制造行業的薄弱環節，其對鉗工的經驗有較高的依賴性，能獨立完成打磨過程的工藝人員需具備多年的經驗積累，并且手工打磨的過程占據了較多工時，這些因素導致汽車沖模的打磨工藝門檻高、效率低。為了解決上述問題，企業專家和高校學者研究開發了各自專業領域的工藝知識系統。陳鯤等

建立了具備工藝性審查的飛機蒙皮拉形工藝知識庫，可預先估計零件的成形性；朱麗等

通過常用金屬板料成形性能試驗獲取數據，開發了鈑金工藝參數知識庫平臺；TAN Z等

構建了機械加工工藝知識庫，借助生產規則和面向對象的結構化工藝知識；程秀全等

研究開發了模具電極加工信息管理系統，實現了模具電極加工參數信息的管理。參考文獻[1]～[4]對相關領域的工藝設計制造提供了幫助，但是對于汽車沖模領域的打磨工藝還缺少自動化設備的參與及相關工藝知識的總結與支持。為了解決汽車沖模打磨工藝手工操作的問題，現開發設計了一種汽車沖模打磨設備，建立汽車沖模智能打磨工藝系統，為打磨設備提供工藝參數依據及指導生產過程。

1 打磨工藝系統總體結構設計

1.1 軟件體系架構與開發工具

打磨工藝系統包含客戶端和服務器兩大部分，所開發的工藝系統選擇C/S架構作為應用體系架構。C/S架構的交互性強，客戶端有完整的客戶端軟件，能處理大量的、實時的數據流，響應速度快。B/S架構雖然也可以提供一定的交互能力，但交互能力很有限

。如圖1所示，系統總體分為桌面應用程序和數據庫服務器兩層結構。

應用程序采用C#語言編寫，基于Visual Studio 2019平臺，并使用在界面上較容易產生良好效果的WPF框架，它提供了統一的編程模型、語言和框架。數據庫服務器包含應用程序所需要的數據，選擇了擁有良好讀寫性能、數據可靠和易用性好的SQL Server數據庫軟件。

1.2 打磨工藝系統功能構成

開發的工藝系統面向汽車沖模制造的實際生產需要，旨在為汽車沖模打磨工藝及生產案例提供參數和專業性的支持，可為用戶提供以下功能：注冊登錄驗證、用戶權限管理、工藝參數推薦、參數文件導出、數據查詢與雙向管理、串口數據獲取等。工藝系統的總體功能結構如圖2所示。

2 打磨工藝系統功能開發

根據對系統的體系架構和功能構成的設計，結合工藝人員的生產需求和操作習慣，對工藝系統的各項功能進行開發。

建立4個基礎數據庫：模具零件材料庫、刀具庫、實例庫和用戶信息庫。

進入21世紀以來，通過“數字黃河”工程建設、水質自動監測體系建設、黃河水資源保護重大問題研究等，水資源保護現代化水平和科技支撐能力不斷提高。

2.1 系統后臺數據庫建立

筆者針對榆林市周邊礦區近年來的煤炭大量開發外排大量礦井水的情況，通過現場采集第四系淺層含水層(潛水)的水化學樣品進行全分析測試，采用描述性統計分析及離子比例系數等方法分析研究所取水化學樣品的水化學特征并進行水質評價工作，希望確定目前礦井水外排對當地地下水是否有影響，影響程度如何，以期為當地管理部門提供技術依據，為實現水資源的可持續利用提供支持。

電視專題片是電視藝術的一種形式，它以一定的主題為核心。專題片內容具體，表現形式具有多元化。盡管其不似其他新聞所規定的時效性，但是它也遵循新聞的客觀性與真實性。存在于新聞報道和電視藝術之間的模式，其中節目內可以讓作者表達自身的觀點態度，使得真實性與藝術性并存。

用戶在注冊和登錄時，系統與數據庫交互，返回用戶的權限信息，決定登錄者在軟件內的操作權限，當用戶進行一些越權操作時，會被系統告知。新用戶可以通過登錄界面的注冊按鈕進入注冊界面，新注冊的用戶可以直接登錄使用，擁有基礎的使用工藝分析和信息查詢權限。

（4）用戶信息庫包含使用工藝系統的用戶信息，在操作上做了權限管理，根據操作權限可分別定義為普通用戶、知識管理員和用戶管理員，例如知識管理員可以對數據庫內的專業知識進行改動，用戶管理員可以對用戶的權限進行改動。

不斷強化政策制度保障。結合修訂制定國防動員、民兵工作相關法律法規，從國家層面進一步明確經濟功能區和企業在國防建設方面的法律責任，強化頂層設計，提高制度權威。各地區、各行業健全完善地方性、行業性法規制度，對后備力量建設相關內容作出具體規定，強化剛性措施，規范經濟功能區武裝工作秩序。探索企業稅收減免、發展資金扶持等經濟利益與履行國防義務掛鉤的措施辦法，引導企業自覺履行國防義務、主動支持民兵建設。堅持嚴格執法，適時通報批評落實武裝工作不力的黨政機關和個人，追究相關領導責任，對拒絕履行國防義務的企業實施嚴厲的行政和經濟處罰，形成震懾效應，督促各級黨政機關和企業切實抓好民兵建設。

2.2.3 工藝分析

（2）刀具庫包含打磨工藝設備目前采用的各種型號的磨頭，磨頭型號唯一，包括材料、目數、尺寸等信息。

以實例庫為例，每個案例都有唯一的ID，其次是模具型號、粗糙度要求、名稱、熱處理工藝，這些數據定義了模具的特點；接著是磨頭型號、主軸轉速、進給速度、法向壓力、側向步距，這些數據為打磨設備加工時所用的加工參數。最后是創建時間和上次操作時間，方便管理員對相應設備加工記錄。因為ID是每個案例唯一的標識，故將其作為主鍵，且設置為自動增長，ID不可重復，每個案例只對應一種模具，如加工參數改變可進行修改，相應數據如表1所示。

2.2 系統軟件功能開發

2.2.1 用戶權限管理

根據系統設計要求，普通用戶具有查詢知識和使用打磨設備工藝參數建議功能的基礎權限，知識管理員在基礎權限上可進行軟件和數據庫的數據雙向交互操作的權限，用戶管理員在基礎權限上可進行用戶的權限管理，如表2所示。

用戶管理員登錄系統后，在權限管理界面內進行用戶的權限管理，增加或減少用戶的權限，例如將普通用戶賦予知識管理權限，即添加、修改、刪除知識等權限。

兩岸的山崖愈發地不規律，凹凸轉折，如龍游走。崖壁上偶爾有頑強的松柏斜生而出，給前方的路帶來了更多災難性的變數。他的注意力高度集中，雙手不斷地調整著操縱桿，滑翔翼寬大的翼面，在狹窄的通道間飛快穿梭，左傾右斜，屢屢泛險。

2.2.2 用戶注冊與登錄

（1）模具零件材料庫的數據來源于汽車沖模制造的生產實例，包括鉬鉻鑄鐵、鑄態空冷鋼等材料的牌號和常用模具類型以及不同材料在不同粗糙度要求下推薦使用的設備工藝參數。

（3）實例庫的數據來源為經過打磨設備加工過的模具，記錄模具的型號、名稱、熱處理工藝、目標粗糙度、設備加工參數和時間等數據。

工藝分析模塊中，用戶可以輸入模具的基本信息，例如模具的型號、名稱、零件材料、熱處理工藝、粗糙度要求和磨削量范圍等。接著用戶可選擇導入模具零件型面的圖片和參數文件，在復雜的型面加工時，不同加工區域要求使用不同的設備工藝參數，系統將根據不同的加工區域要求給出建議參數，給出參數后需要型面圖片對照加工區域，用戶可根據實際情況再進行修改，此功能由系統通過基本信息和參數文件綜合給出建議參數，主要針對設備尚未加工過的模具。對于已經加工過的模具，輸入基本信息后可直接進行參數建議，結果中包含該模具使用打磨設備的工藝參數，該結果可導出為表格文件。

2.2.4 信息查詢

信息查詢模塊用戶需要選擇查詢范圍，然后輸入關鍵字進行查詢，可以根據模具零件材料、粗糙度、加工參數等具體數字要求查詢，也可以輸入磨頭型號、模具名稱等模糊查詢。在查詢模塊可以對數據進行添加、修改和刪除，知識管理員在此模塊進行知識管理操作。

2.2.5 設備概況

設備概況界面記錄了打磨設備固有的參數，同時為了便于在加工現場作為上位機軟件使用，該模塊連接了計算機串口數據通信，可獲得計算機串口數據，用戶可根據實際需要，將打磨設備數據接入計算機串口，當設備啟動時，該模塊的界面會顯示設定好串口的實時數據。

腌出新鮮味：腌漬仔雞首先要選好料，1只仔雞，新鮮蒜苗500g，鮮大蒜200g，胡蘿卜100g，芹菜段150g，香菜段100g，萵筍片80g，生姜30g，洋蔥絲50g，味精20g，白糖10g，鹽20g。先把大蒜和生姜拍破，再將所有的青菜料放入盆內，然后用手輕輕搓揉，待流出少許蔬菜汁以后，再放入剩余的調料拌勻成腌汁。把洗凈的仔雞放入腌料盆里，再把腌料填進雞腹內，然后用保鮮膜密封好放入保鮮柜里，腌漬2小時至雞肉入味。

在《財政部關于規范金融企業對地方政府和國有企業投融資行為有關問題的通知》（財金〔2018〕23號）下發后，受金融企業不得提供債務性資金作為地方建設項目、政府投資基金或PPP項目資本金要求的影響，目前商業銀行參與PPP項目的合規途徑是傳統的項目貸款模式。

3 工藝系統應用實例

3.1 打磨設備參數建議功能

工藝分析模塊用戶輸入模具的型號DR、名稱外板、零件型面材料SKD-11、熱處理工藝淬火、磨削量范圍數值0.05和目標粗糙度數值0.02，然后讀取本地模具圖片和對應的文件，文件包含模具零件型面不同區域的加工要求。點擊工藝分析按鈕對其分析后獲得推薦的打磨工藝參數，系統對不同精度要求的區域規定不同的顏色，每個區域使用不同的打磨工藝參數，包括打磨機器人磨頭型號、主軸轉速、進給速度、法向壓力、側向步距。該參數根據以往案例推薦，模具信息匹配度高時推薦案例中的參數組合，否則根據模具基本信息及粗糙度要求綜合推薦加工設備，參數建議的結果可通過保存按鈕保存至數據庫，也可以導出為Excel表格文件，流程如圖3所示，軟件界面如圖4所示。

3.2 信息查詢功能

在信息查詢模塊搜索框輸入查詢的關鍵字SKD，下拉菜單選擇搜索的范圍建議記錄，點擊查詢按鈕即可得到有關SKD的模具零件加工案例。對于需要修改內容的案例，通過下方的相應按鈕進行添加、修改和刪除，此功能面向知識管理員開放，無權限用戶無法操作，如圖5所示。

3.3 串口數據通信

打開外部軟件Virtual Serial Port Driver建立2個虛擬串口，例如COM1和COM4，使用軟件串口調試助手打開COM1串口，設置好串口參數后發送信息，打開系統軟件，進入設備概況模塊，點擊接收數據按鈕，串口發送的數據顯示在界面左下角，界面下方區域以時間為

軸，串口數據為

軸展示動態折線圖，如圖6所示。

4 結束語

在解決汽車沖模打磨過程的基礎上，基于數據庫與計算機編程軟件，完成了打磨工藝系統的開發，該軟件能在打磨過程中提供工藝參數建議，對實際生產案例進行有效記錄，并監控打磨設備參數，通過權限設定使其符合信息管理需求，該工藝系統具有一定的實用性，功能上滿足了用戶需求。

[1]陳 鯤,萬 敏,李衛東,等.飛機蒙皮拉形工藝知識庫的研究與開發[J].塑性工程學報,2008(5):142-146.

[2]朱 麗,李小強,遲彩樓,等.航空鈑金材料性能參數與工藝知識庫[J].鍛壓技術,2015,40(4):143-148.

[3]TAN Z,LI H Q,YI F Q,et al.The research on construction and application of machining process knowledge base[J].IOP Conference Series:Materials Science and Engineering,2018,339(1):012027.

[4]程秀全,林海新,程思竹,等.基于SQL Server模具電極加工信息管理系統的構建[J].模具工業,2020,46(12):53-56.

[5]黃文博,燕 楊.C/S結構與B/S結構的分析與比較[J].長春師范學院學報,2006(8):56-58.