注塑模具数字化设计与智能制造技术

刘林

摘要：在注塑模具的制造领域中，对数字化设计与智能制造技术进行研究，不仅能够帮助注塑模具制造业对相关技术人员进行有效的培养，还能在整体上提升我国注塑模具制造领域的整体技术水平，具有十分深远的意义。基于此，本文首先概述了注塑模具数字设计及智能制造技术，对注塑模具智能加工岛的制造工艺流程及内容进行了介绍，重点强调了注塑模具的工艺设计。并借助大数据技术、信息技术和自动化技术等先进技术，体现注塑模具制造的智能化和工艺性分析，进而实现对模具制造领域中人才培育方向的正确引领。

关键词：注塑模具；数字化设计；智能制造技术；分析

引言：在注塑模具生产制造过程中，数字化设计和智能制造技术是十分重要的项目内容之一。其是制造技术、计算机技术、信息技术、管理科学等多方先进技术通过协调、融合得到的结果。针对当前模具制造领域的发展现状来看，数字化设计和智能制造技术必然是其今后发展的首要趋势。因此，模具制造产业应在实际的制造过程中加强对数字化设计和智能制造技术的探究和应用，以成功构建出现代化的注塑模具制造系统平台，从而提高注塑模具制造过程中的数字化和智能化水平，进一步带动注塑模具制造产业的可持续发展。

1.注塑模具、数字化设计和智能制造技术的概述

1.1注塑模具

注塑模具在本质上是一种在生产塑胶制品中用到的工具，其能够保证塑胶制品在生产中的结构完整性和尺寸精度。一般情况下，在对形状复杂且对尺寸精度要求较高的塑胶部件进行生产时使用，采用的是将注塑成型的加工方式，利用注塑机将已经融化的塑料摄入到模具内，之后通过冷却固化则能得到成型的产品[1]。注塑模具的分类较多，可以从多个不同的方面对其类型进行划分，例如从其成型特点进行划分可以将其分为热固性注塑模具和热塑性注塑模具；而从溢料方式的差异可以将其分为溢式、半溢式、不溢式这三种。

1.2数字化设计和智能制造技术

注塑模具的数字化设计和智能制造技术主要指的是，在注塑模具的制造过程中，通过对数字化设计和智能制造技术来完成注塑模具的设计工作。在整个过程中包括注塑模具的设计方案、仿真、虚拟化装配制造、检测等等，之后再利用自动化机器人及智能制造系统对模具进行加工成型操作。数字化设计和智能制造技术是一项将模具加工与自动化技术进行有机融合的技术方式，是智能化技术、自动化技术和柔性化技术等先进技术的集成体，是当前模具制造产业发展的必然趋势[2]。

2.注塑模具智能加工岛

在注塑模具的数字化设计和智能制造的过程中，注塑模具智能加工岛是十分重要的组成部分之一。注塑模具智能加工岛主要是由数控加工中心、精密数控成型机床、六自由度机器人、预调台等其他设备或装置组成。注塑模具智能加工岛的工作机理为：通过对MES软件的利用，根据相应的加工需求情况，统一进行加工任务的发放，并对相应的设备进行调度，下图1为注塑模具智能加工岛的示意图。

其工作流程为：先由工作人员将电极凸凹模工件毛坯放在电极库之上，并在相关库夹上依照电极和毛坯进行料位的设置，并在料位上放置传感器。之后再从电极库中对六位信息进行提取并分析，利用分析结果来协调扫描工作，保证所读取信息的准确性。最后通过MES软件，结合相应的加工工艺，实现对整个制造加工过程中设备的智能协调，使其能够依照相应的顺序进行模具的智能制造。在注塑模具智能加工岛的流程中，智能机械手的作用是听从指令对电极与工件进行运送工作，最后将加工成型好的注塑模具放置在相应的工件电极库中[3]。

3.注塑模具的数字化设计

3.1注塑模具的方案设计

在注塑模具的方案设计中，首先需要根据相关的产品技术信息，利用UG设计出模具的模型，主要包括产品的排气、冷却水道、模具动作、产品浇口等，从而设计出2D模具图纸。之后再利用相应的信息技术，在制造平台上对注塑模具进行进一步的设计和制造。最后对注塑模具的3D快速模芯模具和电极进行设计[4]。

3.2注塑模具的工艺设计

在注塑模具的工艺设计过程中，主要包括的有以下设计内容：对电极的3D数字模型进行设计、对模具型腔进行设计。之后在此基础上，利用CAM软件，依照电极的3D数字模型进行加工程序的编制工作，并对模具型腔进行编制。在完成编制之后，利用信息化协同设计和智能制造平台，依照注塑模具的工艺流程对任务计划进行制定，并向相应的设备进行任务发放。最后在完成上述流程之后，对注塑模具的BOM表进行制定和输出，并对零件的制造工艺进行编制和输出。由此整个注塑模具的工艺设计全部完成。

4.注塑模具的智能制造

4.1基于大数据技术的分析调试工作

在注塑模具的数字化设计和智能制造技术中，基于大数据技术的分析调试工作必不可少。在实际的分析调试工作中，主要是凭借大数据技术对制造生产过程中的相关信息进行分析，进而实现对智能生产线的整体调试。在整个分析和调试的过程中，主要凭借的是MES软件系统、EDM信息识别系统、数控机床、自动及其人等软硬件设备，以此来完成注塑模具在制造生产过程中的参数设计工作。之后再利用并网运行的方式，进行制造过程中的数据调试工作。合理基于大数据技术的分析调试工作，能够在有效保证对智能制造生产线调试的同时，结合自动化机器人的人工位点情况，对产线中的相关参数进行校正，进而实现注塑模具的智能化的制造生产调试[5]。

4.2注塑模具的零件加工工作

注塑模具的零件加工工作主要是通过对RFID系统、MES软件和智能制造生产产线的协调融合，根据注塑模具设计制造过程中的详细任务情况，对注塑模具的型腔进行自动化的制造。同时在此基础上，注塑模具还应利用EDM的放电加工，辅助注塑模具顺利加工成型，进而为整个注塑模具的加工工作提供稳定的基础。

4.3注塑模具的装配工作

注塑模具的装配工作主要是依照之前设计好的模具结构图来完成，在此过程中还需要使用到模具的快换模芯图纸。在此基础上对注塑模具的全部零件结构进行科学的加工制造，且保证在零件加工过程中所用到的工艺具有较强的科学性。之后利用相应的电动工具，对加工出的模具零件进行研磨和抛光的工作，在保证零件精度的情况下，对这些模具零件进行最后的装配工作。

4.4试模和修模工作

注塑模具的试模和修模工作主要是依照所选择的注塑成型参数，对注塑模具的质量进行分析和检查。在确保模具质量符合相关质量标准的情况下，将已经装配完毕的快换模芯安装在注塑机上完成最后的注塑成型工作。

5.结语

综上所述，在本文对注塑模具数字化与智能制造技术进行研究分析中，首先应对数字化设计和智能制造技术的内涵和意义进行明确，并在此基础上利用数字化技术对模具制造中的设计方案和设计工艺进行制定，对设计过程中的大数据分析、零配件加工、装配等制造工作进行重点强调，进而实现对注塑模具制造过程的全面分析，通过数字化设计和智能制造技术来进一步推动我国模具制造产业的长远发展。

参考文献：

[1]黄鑫茂,陈大伟.基于CAPP技术的智能工艺设计模型[J].电子技术与软件工程,2017(10):89-89.

[2]马为清,杜慧婵,牛江蓉.智能制造新模式、新业态发展研究[J].智能制造,2017(7):24-28.

[3]李俊良.基于数字化测量的智能制造生产线控制系统设计与实现[J].自动化与信息工程,2018(6).

[4]马飞,任平英,郑武强.基于CAD/CAE/CAM的模具数字化设计与制造技术[J].内燃机与配件,2019,280(04):254-255.

[5]姜毅.模具数字化设计与制造技术研究[J].电脑迷,2017(5).