注塑模具数字化设计与智能制造技术

王虹

摘 要：本文首先分析了模具数字化设计与智能制造技术含义，接下来详细阐述了模具智能加工岛、注塑模具智能制造、大数据分析与智能产线调试、模具成型零件加工、模具装配、试模与修模等注塑模具数字化设计与智能制造技术，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发，同时希望为我国注塑模具数字化设计与智能制造技术的分析研究献言献策。

关键词：注塑模具 数字化设计 智能制造

引 言

注塑模具数字化设计与智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势，世界上主要工业发达国家正在大力推广和应用。发展模具数字化设计与智能制造技术既符合我国模具制造业发展的内在要求，也是完成模具制造业由数字化向智能化转型的必然选择。模具的数字化设计与智能制造技术是指：利用数字化技术和智能产线完成模具设计，包括：模具的方案设计、三维可视化设计、仿真、虚拟装配、虚拟制造、虚拟成形、虚拟检测等，并通过机器人、数控机床等智能产线程序化加工出模具的整个过程。智能制造是传统和新一代信息技术（大数据、物联网、云计算、人工智能等）在制造全生命周期的应用。智能制造的目标是实現个性化（按需定制）、柔性化、高质量、低能耗的“制造”。模具数字化设计及智能制造技术是模具设计及自动化加工高度融合的一种技术模式，它是集自动化、柔性化和智能化于一身，并不断引领模具加工制造业先进技术的发展。借助工业化信息技术、机器人自动化技术与模具设计制造无缝整合的系统化平台，进行模具设计、加工工艺设计、CAM程序设计、机器人程序调试、数控机床加工操作、模具装配及修模和试模等项目的分析、实践、实验、改进等过程。

1模具数字化设计与智能制造技术概述

在制造行业高速发展过程中，注塑模具的数字化设计以及智能化制造，已经成为客观趋势，被世界上的许多工业发达国家大力推广与应用，以期借助该技术模式，实现行业更好发展。近年来，我国的模具制造业积极发展注塑模具数字化、注塑模具智能制造技术，有利于对模具制造业发展的需求进行满足，促进我国模具制造业的模具制造技术从基础数字化向技术智能化转型与发展，推动我国模具设计与制造行业良性且可持续发展。因此，研究模具数字化设计与模具智能制造技术，能够满足我国模具制造业在技术层面的发展需求，有利于模具设计与制造行业实现模具数字化设计与智能制造技术人才的有效培养，提升我国模具设计与制造业的整体技术水平。模具数字化设计与智能制造技术，主要指使用智能产线与数字化技术，对模具设计相关工作进行完成，工作内容主要包括：结合模具要求提供模具制造设计方案、借助三维可视化先进技术开展模具设计工作、结合仿真技术进行模具制造流程设计，在完成以上工作内容的基础上，利用虚拟化技术，设计模具前期装配、模具零件制造、模具整体成形与模具质量检测等内容，利用数控机床与机器人等智能产线，对模具整个制造过程进行程序化设计与加工。在新时代，以大数据分析、云计算与人工智能等为代表的信息技术高速发展，为注塑模具设计与制造工作，提供新的发展方向。智能制造已经开始结合传统制造技术与新型信息技术，将其应用在模具制造的全部过程。在注塑模具数字化设计与模具智能制造技术基本含义了解基础上，可以发现，我国模具制造的主要目标是实现制造的低能耗、高质量、柔性化与按需制造个性化等。模具设计制造科学利用自动化与工业化信息技术，提升注塑模具生产数字化、信息化水平。作为一种新型技术模式，模具数字化设计及其智能制造技术，实现了自动化加工与模具设计的全面融合，属于具有智能化、柔性化、自动化等特点的多种功效一体化技术模式，在模具加工与制造行业中，起到引领先进技术发展的重要作用。在模具数字化设计并且智能制造的情况下，模具设计制造有效利用模具智能加工岛，构建智能数字化整合平台，在平台构建基础上，开展方案设计、工艺设计工作，基于注塑模具数字化设计，进行模具设计与加工工艺设计，并开展大数据分析调试、模具零件加工、模具装配、试模修模等工作，并且能够利用数字化与信息技术对全部项目工作过程进行及时的分析、实验、实践与改进，为注塑模具设计与制造成效提供保障，从而促进模具设计与制造工作更顺利的开展，推动模具设计制造行业发展。

2模具智能加工岛

数控加工中心、精密型数控电火花成型机床、电子看板、预调台、工件电极库、六自由度机器人、激光打标机等共同组成模具加工岛，按照加工需求，加工岛软件MES开展统一下发任务工作与统一调度设备工作。在模具智能加工岛中，主要工作流程是首先有专门人员在工件电极库上放置电极凸凹模工件毛坯，相关库架上有料位，针对毛坯与电极设置，并保证全部料位上有对应传感器。接下来，从工件电极库中，进行六位信息提取，以信息分析，对机械手扫描工作进行协调，使其正确对电极与工件相关信息进行读取。在信息读取完成后，加工岛中的MES软件，可以结合配置加工工艺，对加工过程中的全部设备的相应加工顺序进行智能协调。在模具加工过程中，机械手听指令，向各设备运送相应电极与工件，机械手的最后工作是在工件电极库中放置好加工成型的产品。

3大数据分析与智能产线调试

大数据分析调试注塑模具数字化设计与智能制造技术的大数据分析调试，主要是指利用大数据分析，实现产线智能调试。借助MES系统、FRID、EDM信息识别系统、工业机器人、数控铣床等，开展模具设计制造相关参数设置工作，并结合并网运行，开展数据调试工作。大数据分析调试，需要在保证产线智能调试基础上，针对自动机器人对应的人工位点，校正相关示数，实现生产流程自动运行，并实现产生智能化调试。基于MES系统与数控铣床、工业机器人、EDM、FRID信息识别系统进行参数设置及并网运行调试。工业机器人工位点的示教校正，产线自动运行调试。

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管理系统，在管理系统中，使用智能产线技术，同时使用MES系统，根据设计加工工艺的具体安排，自动化完成模具型腔制造工作，在此基础上，保证ED能够放电加工，促进模具零件制造成型，为模具整体成型提供基础。

5模具装配

根据快换模芯图纸及模具结构图，正确制定模具零件的装配，调试工艺，熟练使用顶针切割研磨机和电动工具，对产品成型区域进行研磨、抛光等表面精细加工，并能按要求完成模具的装配。

6试模与修模

按塑料成型工艺选择注塑成型参数，分析与控制塑料制件的质量。将装配完成的快换模芯安装到已固定在注塑机上模架进行注塑成型。

结 语

探究模具数字化设计与智能制造技术，既符合模具制造业的技术需求，同时培养模具数字化设计与智能制造技术相关人才，又能增强模具制造业的技术水平。

参考文献

[1] 杨汉，刘安明，祝云.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].航空制造技术，2013，10（28）：48-51.

[2] 王秀丽，魏永辉.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].科技与创新，2016，18（7）：78-79.

[3] 王启香.论数字化背景下模具加工技术的改进方案探讨[J].山东工业技术，2018（15）：135-136.

[4] 杨洋.注塑模具数字化设计与智能制造技术[J].技术与市场，2018，25（11）：177.

[5] 张丽，贾鹏.关于模具制造技术的现状及发展的研究[J].科技创新导报，2013（7）：10.