柔性自动化加工技术在模具零件加工中的研究与应用蒋绍华

柔性自动化加工技术在模具零件加工中的研究与应用蒋绍华

广东长盈精密技术有限公司

摘要:随着自动化加工技术的不断普及,模具零件加工行业的发展也取得了十分显著的成效,因为,自动化加工技术可以有效提高模具零件加工的质量,实现其自动化、个性化生产目标,尤其是柔性自动化加工技术所带来的应用成效更是突出,所以,相关企业必须重视柔性自动化加工技术的合理运用,本文也会针对该技术进行详细的研究,并对其在模具零件加工中的具体运用提出一些有效的优化措施,以便为柔性自动化加工技术的未来发展提供准确的参考。

关键词:柔性自动化;模具加工;技术应用

现阶段,自动化加工技术已在大范围内得到了广泛的应用,且应用成效也是十分明显,尤其是在大批量制造加工方面,获得了较大的经济效益。这种可人的趋势,主要来源于自动化加工技术自身的功能和优势,尤其是柔性自动化加工技术的出现,该技术一般都会应用在模具零件加工中,不仅可以提高生产制造质量和加工效率,而且还能实现无人化、自动化的生产目标,所以,对柔性自动化加工技术进行深入是研究十分必要。

1.柔性自动化加工关键技术分析

1.1自动定位装夹系统

该系统属于柔性自动化加工系统的心脏,其具有很强的自动定位装夹功能及配套装置,在实际应用时,能够很好的提升模具零件加工的精度、柔性及效率。目前,自动定位装夹系统的应用标准已达到了国际化标准,最为突出的系统主要来自于瑞典3R自动定位夹具,据相关实践证明,该自动定位装夹系统的重复定位精度约达0.002mm、装夹时间约达15s,可以完全通过机器人系统,实现高质量、高效率的自动装夹功能。

1.2机器人系统

该系统是柔性自动化加工系统中的关键元素,其主要由机械手臂、伺服电机、传动装置等硬件控制软件所构成,能够在最短时间内完成工件运输、安装、更换主轴刀具等相关加工任务。目前,机器人系统的布局形式多种多样,对其进行合理规划要根据系统类型来来确定,例如,旋转机器人设备可采取环形布局方式;旋转直线机器人和六自由度机器人可采取直线布局方式,这样才能真正的发挥出机器人系统的应用功能。

1.3智能芯片识别系统

该系统常常被业内人士称作为自动化加工线的“系统之眼”主要是由无线射频识别技术的芯片和数据扫描及传输系统所构成。在实际应用时,智能芯片识别系统能够精准的对零件加工工艺信息进行有效识别,并且还能实现加工程序、模具零件、加工设备单元间的相互整合。据相关实践证明,该系统的应用优势十分明显,不仅芯片存取数据准确实效、操作灵活性极强,而且还能进行反复读写、自动记录以及数据传输和共享等控制功能。

1.4自动化软件管理系统

该系统主要负责自动化加工生产线信息流和物流的管理,能够对所加工的工件进行实时跟踪,并将跟踪信息通过智能芯片识别系统,进行交换和共享。自动化软件管理系统在实际应用时,不仅可以与其他信息化系统进行有效的融合,而且还能对自动化设备的运行指令进行准确的发送,进以有效控制模具生产加工过程,提高其加工精度和生产质量。

1.5自动化校正和检测系统

该系统主要是由先进的自动检测设备和数据处理软件所构成,并利用三坐标测量技术和自动化检测软件来实现模具零件的二次加工,使其加工质量检测转化成加工过程控制,进以最大化减少人工失误情况。而自动化校正功能则一般在工件装夹后才能开始进行,确保工件加工基准及坐标的偏移值处在可控范围内,并将这两项参数及时的导入到夹具智能识别芯片中,这样识别后的芯片数据就会直接传输给机床,以便让机床的运行性能和运行效率达到最高标准,从而实现机外装夹校正,更好的提升工件加工的准确性和实效性。

2.柔性自动化加工生产线的构成及功能

根据加工对象、加工工艺的不同,可将模具零件柔性自动化加工生产线分成三种主要类型,即零件自动化切削加工生产线、零件自动化电火花加工生产线以及石墨电极自动化切削加工生产线。同时,相应的配置设备也是十分多元,如:加工机床、工件库、电极库、工件交换台、清洗站等,具体系统构成如图一所示:

图一

其中,加工机床包括两种形组成元件,即数控切削加工中心、电火花加工机床,这两种元件的功能十分明显,不仅可以对石墨电极、模具零件等进行合理的切削加工,而且还能实现模具零件的电火花加工;

工件库功能则主要针对那些未加工和已经完工工件的存储,其所包含的每一个工件位置,都要标记上能够被机器人系统所自动识别的编号,这样才能便于系统指令的接受,及时准确的将相应工件抓放到指定位置;

电极库功能主要用来电极毛坯和完工电极的安全存放,但由于电极体积小、数量多的特征,会占用较大的加工生产线空间,所以电极库的结构设置一般要以旋转式为主,这样才能很好的配合机器人系统,提高电极抓取的效率性和灵活性;

工件交换台功能主要负责未加工工件的装卸,一般在工件机外装夹及芯片扫描后,才能派上用场;

清洗站功能则主要用于已完工工件的清洗,当工件加工完成后,技术人员会先将工件放置在清洗站中进行清洗,然后才能归置到完工区进行后续使用;

测量机主要以三坐标测量仪为主,其一般用于对工件的自动测量和数据校正方面。

3.柔性自动化加工生产线的工作流程

3.1工件机外装夹流程

该生产线流程主要以机外装夹方式为主,首先,要按照相应的工艺要求,利用螺钉将工件毛坯固定在自动定位夹托盘上。其次,再利用自动扫描仪将工件定单号、工件信息等进行芯片存储识别,并将最后的识别信息直接传输给智能芯片进行存储。

3.2工件3D检测流程

该生产线流程主要是将所要加工的工件,利用三坐标测量仪进行全面的检测和校正,看其基本数据是否与生产标准相吻合,合格后,才能输出到托盘的智能芯片中。

3.3工件上线扫描流程

该生产线流程是将待加工工件按照一定的顺序整齐的排列在待加工区中,然后经由扫描仪的自动识别和检测,将工件芯片信息传输给自动化软件管理系统,以便为后续加工提供有效的参考依据。

3.4程序设计流程

该生产线流程主要包括四项工作任务,即工艺设计、电极设计、电极加工程序设计以及工件加工程序设计。在这一过程中,保证程序设计的规范性和标准性最为关键,要想尽快实现这一目标,相关工作人员不仅要采用统一的加工基准和先进的自动定位夹具,而且还要选用高质量的电极坯料、建立完善的刀具库和切削参数等。

3.5工件自动装夹流程

该生产线流程是指机器人按照自动化软件管理系统所下发的抓取指令,将待加工区中的工件运送至机床工作台,然后在机床工作台的自动控制下,进行后续加工生产。

3.6程序执行流程

该生产线流程必须经过坐标转换补偿后,才能开启机床设备,然后按照机床启动程序的指令,来调用标准刀库,以便对工件进行切削处理。整个操作流程必须达到规范化、标准化、合理化,这样才能达到预期生产效果。

3.7下件流程

当工件加工完毕后,机器人系统要将其抓取到工件完工区,并由自动化管理系统将所有完工工件的信息传输给数据管理系统,确认无误后,才能进行投运使用。

结束语

综上所述,模具柔性自动化加工技术的出现,给模具零件生产行业带来了新的发展机遇,其在实际运用时,不仅能够提高模具加工的生产效率和工艺水平,而且还能最大化提升零件加工精度,缩短模具装配时间。因此,为了使该技术得到更广泛的应用,相关企业还要在长期实践中,不断积累经验,对现有的加工系统和工艺技术进行全面的创新,进以提升模具企业的标准化、信息化、自动化水平,实现我国模具行业的国际化发展目标。

参考文献

[1]刘斌.模具零件自动化加工生产线设计[J]模具工业,2017,03:29-30.

[2]李恒.面向模具企业自动化生产的RF1D定位技术研究[J]模具工业,2017,02:20-21.

[3]靳延安.柔性加工系统FMS的Wed数据库开发[J]锻压机械,2016,11:25-26.

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