機床自動化技術助力汽車模具加工

■四川省宜賓普什模具有限公司 陳 平 堯 軍 郭宏軍

機床自動化技術助力汽車模具加工

■四川省宜賓普什模具有限公司 陳 平 堯 軍 郭宏軍

CB事業部部長 陳 平

汽車產業是市場經濟全球化進程中最具代表性的產業之一，隨著汽車產業近幾年的蓬勃發展，主流汽車企業對模具新技術的需求越來越高，在大型自動化、智能化、高速模具的需求方面尤為突出。汽車模具的數控加工已由單純的型面加工發展到型面和結構面的全面加工，由中低速加工發展到高速加工，以自動化加工為代表的先進制造技術，促使汽車模具制造設備更加智能化和精良化，進而大大提高了模具的生產效率和加工精度。

自動化加工技術體現了模具企業整體制造的技術水平，體現了模具企業在CAD、CAE、全三維設計、CAM、CAPP、白光掃描及全數字化檢測等先進模具技術系統化應用方面的能力。我公司近幾年組建了一支技術攻關團隊，著力研究汽車模具自動化加工技術，目前已在柔性加工單元、TRITOP掃描技術、工藝程序、模擬仿真和在線檢測環節進行了一系列的嘗試和研究，在汽車模具自動化加工技術方面取得良好的進展。

機床設備參數優化

先進的機床設備是提高生產效率、保證產品質量的基礎。實現汽車模具自動化加工，機床需配備自動換刀裝置（ATC）、自動化加工的光電控制系統、預處理能力（Look-ahead）的CNC控制系統，并且要求具有大容量的內存和ETH-ERNET通訊等技術，同時，根據刀具切削參數和加工策略的不同，相對應的機床參數需要通過大量試切驗證后進行優化設置，以此保證汽車沖壓模具自動化加工的品質。

TRITOP掃描技術應用

由于模具毛坯鑄造的不規則性，導致實際加工的毛坯余量分布和三維模型不完全一致，加工過程中易產生撞刀、撞機及加工缺陷等重大制造事故。TRITOP技術是利用特有的數碼點和參考點來構建一個完整的坐標定位系統，利用光學拍照定位技術和光柵測量原理，可在極短的時間獲得復雜工件表面的完整點云的一種技術。采用TRITOP技術對模具鑄件毛坯進行掃描，從而獲得加工前模具的真實狀態，為汽車模具加工自動化的安全性提供了保障。

高速加工技術的應用

隨著汽車模具制造技術的發展，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制造業的關鍵技術之一。在模具自動化加工中采用高速加工技術，提高了模具加工效率，縮短了模具制造周期。在高速加工技術中，通過大量試切，對切削參數進行優化改進，形成相應的規范。在高速加工程序編制中，通過對刀具軌跡連接的設計、切入和切出的設計、轉角的優化和加工策略的設計，有效的在自動化加工中提高了制造效率。

機床仿真技術的運用

汽車模具的結構復雜，側切、側整形和側翻邊的模具比較多，為了保證模具自動化加工中的安全性，需對側切、側整形和側翻邊部分的程序進行機床加工模擬仿真。目前我們結合公司的機床設備參數，建立了相應的機床數據庫，對側切、側整形和側翻邊部分程序進行模擬驗證，保證了自動化加工的安全性。

在線檢測技術的實施

在自動化加工過程中，加工精度主要取決于加工刀具的測量與精度補償。在機檢測系統就是在機床上利用測頭對工件進行檢測的一種測量方式，對模具加工的全過程進行監測和補償，防止人為誤操作，保證了模具自動化加工的精度：

（1）在加工前，通過在線檢測，可以進行自動找正工件，建立坐標系。

（2）加工過程中，通過對模具加工部位尺寸的進行檢測，進行刀具和精度補償。

（3）加工完成后，對模具加工內容進行檢測，保證模具自動化加工的質量。

目前，我公司還處在自動化加工的技術攻關階段，在推進過程中還存在一些技術難點。例如：在自動換刀裝置方面，由于模具加工刀具尺寸差異較大，深腔加工刀具尺寸達500～600mm，已超出自動換刀裝置的應用范圍，無法進行全面應用；應用編程軟件方面，單靠軟件本身的功能不能完全滿足公司實際加工情況，甚至存在加工效率降低的情況；毛坯余量確認方面，目前的掃描技術需要對檢測的點進行逐一確認，然后對數據進行編輯，準備時間較長，影響生產周期。未來我們將逐步建立和完善刀具數據庫，結合模具的特點有針對性的應用自動換刀技術；并通過與軟件公司合作開發適用于我公司實際情況的專用功能。

機床自動化加工技術在汽車模具加工方面的應用，推動了汽車模具制造技術的快速發展，是汽車模具制造技術的一次重要升級，不久的未來也必將帶動機械加工制造業的全面革新。