汽车模具设计及制造中光学扫描系统的应用及发展

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就目前而言，光学扫描技术在汽车模具设计及制造的应用环节中还不够全面和系统，大多数汽车模具制造企业仅在模具调试过程中对光学扫描技术及系统有所应用。而光学扫描技术如果能够得以系统化应用和深入发展，能够给企业大幅度提升加工效率，并减少数控机床开出占用时间，有效缩短模具开发及制造周期，切实有效的降低企业模具开发成本。基于此，笔者将在本文中重点对光学扫描检测的基本原理进行了相关阐述，并提出了光学扫描技术在，汽车模具设计及制造过程中的相关应用路径，希望给同业者带来一定的参考。

1 光学扫描技术的相关原理

光学扫描技术的应用让制造、加工等过程更加轻松，让汽车模具设计结构更为合理。光学扫描仪的检测原理在于光的投影和成像，利用立体照相原理开展相关工作，通过仪器的扫描头，将被测物体在数码相机的同步测量中获得其表面高密度的三维点云数据，通过这些数据设立相关参考点，并采用拼接技术，将不同位置和角度的测量点云数据自动对齐到同一坐标下，从而得到完整的被测物体的三维扫描点云数据，最后对数据进行三角化处理，得到最终的网格数据。

2 模具工艺方案及模面设计过程中的相关应用

当前汽车模具设计中磨面设计的强压值，以及回弹补偿量在设计中相对比较困难，通过理论分析很难让数据精准无偏差，也因此导致相关公益方案设计出的回弹补偿策略失效，最终导致模具变形问题难以得到有效解决。而通过光学扫描技术的应用，可以将设计的每项，即将出厂的合格模具进行模面扫描，将扫描的准确数据与零件产品数模和加工数膜对比分析后，则可以很容易的找到理论与实际间的数据差值，之后通过每个项目的数据累积，从而分析出准确的回弹补偿经验值，确保设计完成到产品有效性，并大大缩短了工艺设计的周期。

3 模具数控NC编程及加工中的相关应用

3.1 数控NC编程中光学扫描技术的应用 现阶段汽车模具铸造精度有限，其模具毛坯的铸造余量往往无法符合实际要求。首先，模具毛坯铸造余量的不准确直接导致资金浪费，在编程时模拟的开出余量，一旦大于模具毛坯实际余量，则会因开出程序，有部分无用空刀轨而带来不必要的浪费。其次是汽车模具加工中如果毛坯余量过少，那么后期烧焊则会重复上机加工，增加成本、拖延周期。最后是汽车模具毛坯，实际余量过剩则会造成撞刀事故，对刀辅具造成不同程度的损坏，如若严重则更是会给机床带来损坏。将光学扫描技术应用在模具数控nc编程过程中，则可以通过光学扫描技术先确定毛坯点云，在对比理论数模则可以得到准确的加工余量数据，直接避免了上述问题的发生，流程见下图1。

3.2 在模具数控加工过程中光学扫描系统的应用 模具的数控加工中会因为多种因素而造成部分模具出现变形，传统方法无法确保数控加工资源的不浪费，大大增加了汽车模具制造企业的加工成本。而应用光学扫描系统后，可以直接采集加工后的汽车模具实物模型，将数据与实物进行比对则可以让余量情况更加明确，工作人员对无量区域的判断更为直观精准，出现问题时，也可以针对情况及时改变数控加工程序，挽回不必要的损失。

4 在模具复制过程中的相关应用

模具复刻一直以来在汽车模具制造企业中十分关键，抢手车型的模具复刻占比很高，传统工艺中是直接按照原始模具工艺方案来进行重新投铸，但实际表明这样以来会直接导致，复课后的汽车模具型面不符合钳工调试后的形面，与原产品的状态不相符，无法进行直接互换。而光学扫描技术的应用，则可以直接在模具调试合格后将模具型面进行扫描，然后通过逆向技术建立调试后的模具型面数模，当接到模具复刻通知时，则可以进行直接复制，最后由钳工打磨抛光后投入生产，对原模具可以进行直接替换，大大降低了钳工重复调试工作并节约模具复制时间。

图1 光学扫描系统应用于毛坯扫描的过程详解

总结语

世界经济体制的不断深化，让汽车制造企业面临的竞争力也越来越大，如何利用新技术新工艺节约制造成本、缩短制造周期，对新时期扩大企业优势、确保企业核心竞争力十分关键。笔者在本文中提到的汽车模具工艺设计及加工制造过程的各个环节中光学扫描技术的应用，可以大大提高企业生产力，有效降低汽车模具开发设计的周期并提升粗加工效率，降低了调试，压机机床占用时间，节约了模具开发设计及制造成本，对企业的长足发展意义重大。