探究模具设计制造自动化在玻璃钢产品中应用

刘春梅

摘 要：随着社会的不断进步，自动化技术越来越多的应用到设计制造领域中。而玻璃钢产品中的自动化技术在极大程度上帮助了企业设计制造效率，将各种计算机技术与产品制造过程相连接提升自动化水平。本文针对模具设计制造自动化在玻璃钢产品中的应用展开研究，旨在提升我国该行业技术水平。

关键词：设计制造；自动化；玻璃钢

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

1 NX技术在玻璃钢产品自动化设计中的应用

NX是参数化CAD或CAM软件系统的代表，能够实现产品零件从概念设计到制造的全过程都采取自动化技术，在产品设计制造过程中实现每个环节的数据自动传递与无缝转换，并能够保证数据的统一更新。NX技术中涵盖专家系统，其在模具设计功能以及高效的数据编程功能方面极大程度上克服了传统模具生产过程的缺点，在生产过程中能够通过三维动态显示屏将设计与制造技术更加直观的展现出来[1]。在实际应用过程中能够扩展到空间型面定位的设计以及数控编程，快速完成专用夹具设计，提高了NX软件应用水平。这种技术在解决产品质量预计设计精准度方面具有显著成效，也是当今加工制造行业的发展标志，其为企业带来了一定的经济效益。

1.1 NX模具设计方案

其设计方案在专业系统的基础上，利用三维造型功能使得设计者高效便捷完成产品的创建与改造，自动生成分模、模具型腔以及型芯，调用相关零部件并最终完成产品的制造。基于专家系统基础上对铸造、注塑成型中的浇口、流道、凹凸模间隙设计等方面进行了吸收与应用。利用NX能够对模具的性能、结构以及在成型过程中的各种注意事项进行分型与监测。其流程如下：

第一，将设计好的产品零部件按照标准模架设计的毛坯零件进行装配，设置正确的拔模方向并进行厚度检测。

第二，仔细分析模具分型面的设计与凹凸模的分割，再进行一系列检测工作，在凹凸模抽取成功后进行安装设计工作。

第三，将所有已成型的产品转入挑选与加工制造部门。

由此可以看出，在设计流程中将企业的产品设计与模具设计以及数控编程相结合，提高了产品的设计加工效率。

1.2 NX的数控加工编程

在产品数控加工编程过程中NX软件提供了强大的技术支持，将CMA于CAD相结合，使得数控加工编程与后置处理功能并存。NX能够实现在加工机床中进行数控编程功能，在实际生产操作过程中提供参数化的刀位轨迹，预估加工所需时间。支持数控车削、铣削以及线切割等功能，对任何数据的修改都能够自动生成且进行记录。

数控编程根据被加工零件的技术要求、几何形状以及工艺尺寸等条件确定加工的方法、加工路线以及各种实际操作中具体应用。在进行数值计算后获得实际的操作轨迹，再按照数控机床的代码格式等输出产品数控加工过程。其通常所包含的模块有几何造型、刀具轨迹、仿真加工、后置处理以及后期修改等功能板块。在实际操作中遵循一定的设计原则进行加工所需的刀具轨迹设计，首先设计加工所需的制造产品模型，再建立各种需要的数据。接下来选择被加工的几何对象根据具体加工方式确定合适的工艺参数，生成需要的刀具轨迹，进而完成产品的设计与制造流程。

2 PLC与触摸屏在玻璃钢缠绕过程中的应用

PLC即可编程控制器，完全采取自动化控制技术进行玻璃钢产品的设计与制造，其是计算机与通讯技术有机结合的高科技产品，其具有结构简单、体积小、灵活、编程简单等特点，同时其抗干扰能力也比较强，在实际生产操作过程中能够根据生产理念改变操作方式，极大提高了生产效率。近年来在工业生产自动化过程中被广泛使用[2]。

2.1 PLC程序简介

该程序是缠绕过程的关键，部分系列的PLC不具备三角函数的运算功能，因此只能使用分段法直线模拟封头段的包络线。为防止程序过于冗长，当导丝头从末端返回守端时程序回到初始階段。

2.2 绕线原理

将编码器与缠绕筒相连接，便于计量模芯的转角。然后PLC根据编码器的所提供的数值将导丝头引入电机发脉冲，控制其走向完成环向缠绕工作，同时在执行每一个环节中都能够按照要求控制变频器进而控制电机的转动速度，从而使得芯模根据缠绕需求使用不同的转动速度。缠绕过程主要分为三螺旋缠绕以及环向缠绕两种方式，一个是包络芯模形成容器外型，另一个是保证环向受力。在螺旋缠绕过程中又分为封头段以及筒身段，导丝头的纵向与横向电机同时运作形成封头段，由于纵横向的电机转角与芯模转角有相应的系统控制，进而使得导丝头的行进距离可以由人工摆布。

2.3 人机界面

触摸屏能够对参数进行设置，进而达到缠绕过程，该种触摸屏的体积较小且成本廉价，在众多企业被广泛运用。在实际应用中将触摸屏与PLC程序的内部继电器相对应，这样通过屏幕便能够实现对缠绕过程的控制。在国家863示范工程中便已经普及。管理人员将计算机辅助工艺设计系统在产品制作过程中实际应用，通过相关转换成功的从模型中获取了产品的结构信息，并虚拟了装配界面。通过PLC与触摸屏相结合的使用使得玻璃钢缠绕过程变得简单易操作，并使得缠绕设备体积有所减小。另一方面，PLC编程较为简单且可靠、功能强大、使用简便，因此被广泛采用。操作者能够在短时间内掌握技巧与方法，在实际生产过程中取得较好的成果。但是在实际开发中需要考虑三角函数运算功能，同时开发更多的高科技技术辅助玻璃钢产品的生产。

3 结论

综上所述，玻璃钢产品在生产过程中使用计算机与程序编控技术相结合能够提高产品精准度缩短设计制造时间，极大程度的提高了生产效率节省了人力物力。同时也是企业生产上的大变革，跟随时代的脚步开发研制更多适用自动化技术，在原有技术上更加精进帮助企业提高在设计制造行业的竞争能力。

参考文献：

[1]匡焱.基于NX在复合模设计与NC编程中应用[J].CAD/CAM与制造业信息化，2014（12）：70-72.

[2]张广政.L-RTM工艺模具设计＼制作要点以及制品缺陷控制[J].第一届玻璃钢复合材料RTM/L-RTM工艺技术研讨会，2014.