注塑模具數字化設計與智能制造技術

王虹

摘 要：本文首先分析了模具數字化設計與智能制造技術含義，接下來詳細闡述了模具智能加工島、注塑模具智能制造、大數據分析與智能產線調試、模具成型零件加工、模具裝配、試模與修模等注塑模具數字化設計與智能制造技術，希望通過本文的分析研究，給行業內人士以借鑒和啟發，同時希望為我國注塑模具數字化設計與智能制造技術的分析研究獻言獻策。

關鍵詞：注塑模具 數字化設計 智能制造

引 言

注塑模具數字化設計與智能制造技術已成為世界制造業發展的客觀趨勢，世界上主要工業發達國家正在大力推廣和應用。發展模具數字化設計與智能制造技術既符合我國模具制造業發展的內在要求，也是完成模具制造業由數字化向智能化轉型的必然選擇。模具的數字化設計與智能制造技術是指：利用數字化技術和智能產線完成模具設計，包括：模具的方案設計、三維可視化設計、仿真、虛擬裝配、虛擬制造、虛擬成形、虛擬檢測等，并通過機器人、數控機床等智能產線程序化加工出模具的整個過程。智能制造是傳統和新一代信息技術（大數據、物聯網、云計算、人工智能等）在制造全生命周期的應用。智能制造的目標是實現個性化（按需定制）、柔性化、高質量、低能耗的“制造”。模具數字化設計及智能制造技術是模具設計及自動化加工高度融合的一種技術模式，它是集自動化、柔性化和智能化于一身，并不斷引領模具加工制造業先進技術的發展。借助工業化信息技術、機器人自動化技術與模具設計制造無縫整合的系統化平臺，進行模具設計、加工工藝設計、CAM程序設計、機器人程序調試、數控機床加工操作、模具裝配及修模和試模等項目的分析、實踐、實驗、改進等過程。

1模具數字化設計與智能制造技術概述

在制造行業高速發展過程中，注塑模具的數字化設計以及智能化制造，已經成為客觀趨勢，被世界上的許多工業發達國家大力推廣與應用，以期借助該技術模式，實現行業更好發展。近年來，我國的模具制造業積極發展注塑模具數字化、注塑模具智能制造技術，有利于對模具制造業發展的需求進行滿足，促進我國模具制造業的模具制造技術從基礎數字化向技術智能化轉型與發展，推動我國模具設計與制造行業良性且可持續發展。因此，研究模具數字化設計與模具智能制造技術，能夠滿足我國模具制造業在技術層面的發展需求，有利于模具設計與制造行業實現模具數字化設計與智能制造技術人才的有效培養，提升我國模具設計與制造業的整體技術水平。模具數字化設計與智能制造技術，主要指使用智能產線與數字化技術，對模具設計相關工作進行完成，工作內容主要包括：結合模具要求提供模具制造設計方案、借助三維可視化先進技術開展模具設計工作、結合仿真技術進行模具制造流程設計，在完成以上工作內容的基礎上，利用虛擬化技術，設計模具前期裝配、模具零件制造、模具整體成形與模具質量檢測等內容，利用數控機床與機器人等智能產線，對模具整個制造過程進行程序化設計與加工。在新時代，以大數據分析、云計算與人工智能等為代表的信息技術高速發展，為注塑模具設計與制造工作，提供新的發展方向。智能制造已經開始結合傳統制造技術與新型信息技術，將其應用在模具制造的全部過程。在注塑模具數字化設計與模具智能制造技術基本含義了解基礎上，可以發現，我國模具制造的主要目標是實現制造的低能耗、高質量、柔性化與按需制造個性化等。模具設計制造科學利用自動化與工業化信息技術，提升注塑模具生產數字化、信息化水平。作為一種新型技術模式，模具數字化設計及其智能制造技術，實現了自動化加工與模具設計的全面融合，屬于具有智能化、柔性化、自動化等特點的多種功效一體化技術模式，在模具加工與制造行業中，起到引領先進技術發展的重要作用。在模具數字化設計并且智能制造的情況下，模具設計制造有效利用模具智能加工島，構建智能數字化整合平臺，在平臺構建基礎上，開展方案設計、工藝設計工作，基于注塑模具數字化設計，進行模具設計與加工工藝設計，并開展大數據分析調試、模具零件加工、模具裝配、試模修模等工作，并且能夠利用數字化與信息技術對全部項目工作過程進行及時的分析、實驗、實踐與改進，為注塑模具設計與制造成效提供保障，從而促進模具設計與制造工作更順利的開展，推動模具設計制造行業發展。

2模具智能加工島

數控加工中心、精密型數控電火花成型機床、電子看板、預調臺、工件電極庫、六自由度機器人、激光打標機等共同組成模具加工島，按照加工需求，加工島軟件MES開展統一下發任務工作與統一調度設備工作。在模具智能加工島中，主要工作流程是首先有專門人員在工件電極庫上放置電極凸凹模工件毛坯，相關庫架上有料位，針對毛坯與電極設置，并保證全部料位上有對應傳感器。接下來，從工件電極庫中，進行六位信息提取，以信息分析，對機械手掃描工作進行協調，使其正確對電極與工件相關信息進行讀取。在信息讀取完成后，加工島中的MES軟件，可以結合配置加工工藝，對加工過程中的全部設備的相應加工順序進行智能協調。在模具加工過程中，機械手聽指令，向各設備運送相應電極與工件，機械手的最后工作是在工件電極庫中放置好加工成型的產品。

3大數據分析與智能產線調試

大數據分析調試注塑模具數字化設計與智能制造技術的大數據分析調試，主要是指利用大數據分析，實現產線智能調試。借助MES系統、FRID、EDM信息識別系統、工業機器人、數控銑床等，開展模具設計制造相關參數設置工作，并結合并網運行，開展數據調試工作。大數據分析調試，需要在保證產線智能調試基礎上，針對自動機器人對應的人工位點，校正相關示數，實現生產流程自動運行，并實現產生智能化調試。基于MES系統與數控銑床、工業機器人、EDM、FRID信息識別系統進行參數設置及并網運行調試。工業機器人工位點的示教校正，產線自動運行調試。

4模具成型零件加工

零件加工注塑模具零件加工工作需要利用RFID管理系統，在管理系統中，使用智能產線技術，同時使用MES系統，根據設計加工工藝的具體安排，自動化完成模具型腔制造工作，在此基礎上，保證ED能夠放電加工，促進模具零件制造成型，為模具整體成型提供基礎。

5模具裝配

根據快換模芯圖紙及模具結構圖，正確制定模具零件的裝配，調試工藝，熟練使用頂針切割研磨機和電動工具，對產品成型區域進行研磨、拋光等表面精細加工，并能按要求完成模具的裝配。

6試模與修模

按塑料成型工藝選擇注塑成型參數，分析與控制塑料制件的質量。將裝配完成的快換模芯安裝到已固定在注塑機上模架進行注塑成型。

結 語

探究模具數字化設計與智能制造技術，既符合模具制造業的技術需求，同時培養模具數字化設計與智能制造技術相關人才，又能增強模具制造業的技術水平。

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