Cognitens在模具制造中的智能化應(yīng)用

一.引言：

模具行業(yè)是一種特殊的制造業(yè)。單件、復(fù)雜、高技術(shù)含量和無法預(yù)知結(jié)果構(gòu)成了行業(yè)特點(diǎn)，因此，信息化智能化建設(shè)伴隨模具技術(shù)與管理提升的全過程，是一個(gè)創(chuàng)新的過程?！比涨?，國際模協(xié)秘書長(zhǎng)羅百輝接受《汽車與配件》雜志采訪時(shí)表示，近年來，模具制造過程的信息化智能化已越來越被國內(nèi)汽車模具制造企業(yè)所重視。CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)普及；熱流道技術(shù)和多工位級(jí)進(jìn)沖壓技術(shù)得到較好推廣；并收到較好效果；高速加工、并行工程、逆向工程、虛擬制造、無圖生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)已在一些重點(diǎn)骨干企業(yè)實(shí)施。

“十二五”期間，我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)智能模具制造裝備發(fā)展的具體目標(biāo)為：  

1、以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具的水平，中長(zhǎng)期目標(biāo)是要達(dá)到國際先進(jìn)水平。

2、不斷縮短模具生產(chǎn)周期、提高模具使用壽命和穩(wěn)定性，用模具制造精細(xì)化來提高可靠性和穩(wěn)定性。  

3、不斷提高數(shù)字化、信息化水平。

4、模具自動(dòng)化生產(chǎn)是重要的發(fā)展方向，并在模具智能網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)、管理方面有重大突破。  

羅百輝強(qiáng)調(diào)，隨著中國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車市場(chǎng)的未來發(fā)展空間巨大，這也是我國汽車模具產(chǎn)業(yè)面臨迅速崛起的良好契機(jī)，快速發(fā)展汽車模具制造信息化智能化是實(shí)現(xiàn)“十二五”智能模具制造裝備發(fā)展目標(biāo)，迅速提升我國汽車模具制造水平的關(guān)鍵。

二.問題：

早期模具生產(chǎn)的質(zhì)量控制，只能從模具的外觀，工作性能，模具著色率，生產(chǎn)出的制件的質(zhì)量等因素分析模具本身的性能。不能通過有效的直觀數(shù)據(jù)報(bào)告了解模具在加工及裝配過程中的問題。需要有豐富的高級(jí)鉗工進(jìn)行調(diào)試達(dá)到模具良好的工作狀態(tài)；模具最終驗(yàn)收結(jié)束后也無法通過有效的數(shù)據(jù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為以后積累素材。

三.Cognitens藍(lán)光設(shè)備模具的應(yīng)用及方法

模具的生產(chǎn)分為：模具加工；模具裝配；模具調(diào)試。

1. 模具加工

毛坯測(cè)量，CAD/CAM程序優(yōu)化

模具前期進(jìn)入工廠后為毛坯鑄造，由于毛坯鑄件較泡沫實(shí)型有膨脹的變形量，而且變形量無法控制。待機(jī)加加工時(shí)由于無法確定變形量造成編程時(shí)候經(jīng)常有走空刀情況，降低生產(chǎn)效率。

通過藍(lán)光拍照毛坯鑄件后，與設(shè)計(jì)實(shí)型進(jìn)行對(duì)比后，可有效測(cè)量出各個(gè)地方的變形區(qū)域，對(duì)數(shù)據(jù)分析后進(jìn)行數(shù)控編程，減少走空刀情況，提高生產(chǎn)效率.

首先毛坯鑄件入廠后進(jìn)行簡(jiǎn)單的底面加工，通過藍(lán)光的最佳擬合和RPS對(duì)準(zhǔn)的方式，將點(diǎn)云與要加工的CAD數(shù)型進(jìn)行匹配。測(cè)量出需要加工重點(diǎn)位置的變形量數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)反饋給CAD/CAM編程人員，編程人員將按照真實(shí)的留量進(jìn)行加工編程，提高了加工的工作效率，優(yōu)化了工作流程.

模具精加工后，通過Cognitens 的設(shè)備和CoreView measure 軟件對(duì)加工精度進(jìn)行檢測(cè)，Cognitens 藍(lán)光設(shè)備為絕對(duì)高精度測(cè)量機(jī)精度為0.016~0.04mm，單幅照片精度為0.68μ.大型模具通過比例尺全局定位系統(tǒng)，做到大型模具的精度保證，完全可以達(dá)到加工精度要求.而且由于不怕震動(dòng)，粉塵，光線等特性可以直接在加工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速檢測(cè)，節(jié)省了大量物流的時(shí)間，優(yōu)化了工作流程.

CoreViewmeasure 軟件是一款集合著3D數(shù)據(jù)測(cè)量，2D截面線分析，裝配，數(shù)據(jù)測(cè)量出報(bào)告等等的一款包羅萬象的綜合測(cè)量分析軟件.

通過對(duì)精加工后的模具檢測(cè)可以檢測(cè)出加工有可能存在的問題，避免了因?yàn)樵缙诘氖д`而在后期留下了巨大的隱患.

2．模具裝配

模具的修邊，沖孔等工序一般多用于鑲塊的拼裝，通過藍(lán)光掃描測(cè)量可以將裝配好的鑲塊進(jìn)行裝配檢測(cè)，查看鑲塊出現(xiàn)的偏移等情況，也可以測(cè)量安裝的導(dǎo)板，導(dǎo)柱的位置，為模具合模前期做數(shù)據(jù)支持，將問題提早發(fā)現(xiàn)，提早解決，節(jié)省了大量后期調(diào)配的時(shí)間，優(yōu)化的工作效率.

3.模具調(diào)試

模具廠的合模一直是車間現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)難點(diǎn)，傳統(tǒng)方式需要經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)技工用紅丹粉或者藍(lán)油在模具的上下模，板料上均勻涂抹，然后再壓機(jī)下逐步下降高度通過導(dǎo)滑面或者板料著色分布和顏色調(diào)試上下?；蛘咝兔嫫ヅ潢P(guān)系，或者通過壓鉛絲的的方式測(cè)量料厚間隙.

現(xiàn)在通過Cognitens 的CoreView measure 軟件將上模下模單獨(dú)掃描后，通過虛擬裝配的方式，進(jìn)行前期數(shù)據(jù)采集，給現(xiàn)場(chǎng)人員作數(shù)據(jù)支持的的指導(dǎo)。

CoreView measure 中的Assemble功能中提供兩種裝配方式

目標(biāo)點(diǎn)裝配運(yùn)用在測(cè)量模具料厚間隙使用，首先將模具放入壓機(jī)內(nèi)合模壓到標(biāo)準(zhǔn)位置，用相機(jī)將模具進(jìn)行整體的全局定位.

然后再進(jìn)行分別單獨(dú)掃描測(cè)量，通過軟件自有的目標(biāo)點(diǎn)虛擬裝配方式進(jìn)行合模，通過截面線將最真實(shí)的料厚合模結(jié)果數(shù)據(jù)化，代替?zhèn)鹘y(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員壓鉛絲的方式.

虛擬裝配運(yùn)用在模具加工后未調(diào)試前進(jìn)行虛擬的合模檢測(cè)合模，檢測(cè)是否存在干涉情況.

分別將上模下模單獨(dú)測(cè)量后運(yùn)用導(dǎo)滑面對(duì)準(zhǔn)建系，模擬真實(shí)裝配情況.同樣通過截面線的方式查看導(dǎo)滑面的間隙是否干涉，測(cè)量出數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)試指導(dǎo).

CoreView measure 的兩種裝配方式區(qū)別在于一個(gè)運(yùn)用目標(biāo)點(diǎn)的全局點(diǎn)位通過真實(shí)的裝配關(guān)系測(cè)量數(shù)據(jù)多用于模具合模測(cè)量料厚間隙和型面干涉情況；另一個(gè)通過坐標(biāo)系虛擬裝配得到模具合模前的數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo).

修邊剪切口的調(diào)整往往也是模具調(diào)試重要部分，過去往往苦于沒有數(shù)據(jù)無法得到有效的數(shù)據(jù)支持，只能通過大量的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正?，F(xiàn)在通過Cognitens 的CoreView measure中的輪廓線測(cè)量工作可清楚的測(cè)量出數(shù)值并可以將輪廓線直接到處IGS格式直接用于加工工作.

模具調(diào)式過程往往會(huì)伴隨著型面的打磨和修補(bǔ)，打磨量和修補(bǔ)量的好壞直接影響零件的結(jié)果。通過CoreView Pro中對(duì)比功能可以將精加工后，研磨中以及模具后期驗(yàn)收合格后做跟蹤過程控制測(cè)量管理.

模具的驗(yàn)收合格不在乎于產(chǎn)品零件的合格，模具的調(diào)整往往都依托于產(chǎn)品零件的調(diào)整。模具主要是為了生產(chǎn)零件，零件最終狀態(tài)是客戶驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)的主要項(xiàng)目之一，一般出廠時(shí)為90%以上的合格率，但是一般冷沖壓的鈑金零件由于零件本身的形狀，材質(zhì)等原因都有回彈的問題，早期通過軟件的分析零件回彈并不能與最終實(shí)際生產(chǎn)的時(shí)候的狀態(tài)相符合，此時(shí)需要把各個(gè)工序的零件進(jìn)行單獨(dú)拍照測(cè)量：

例如拉延件，修邊，沖孔，翻邊，整形等，首先各個(gè)工序件與本身工序加工數(shù)型做對(duì)比分析，查看模具與本工序零件的變形干涉情況，后一工序的加工數(shù)據(jù)對(duì)比分析查看其不同，通過兩個(gè)數(shù)據(jù)比對(duì)分析，可有有效的分析出當(dāng)工序零件在此工序時(shí)候的變形問題。所有工序零件還需要跟最終產(chǎn)品做對(duì)比分析查看其變化趨勢(shì)，分析出哪一個(gè)工序是導(dǎo)致與產(chǎn)品設(shè)計(jì)不符的直接原因。

早期只能通過三坐標(biāo)（包括關(guān)節(jié)臂）和車間高技術(shù)型人員，通過零件在模具上的狀態(tài)通過簡(jiǎn)單的測(cè)量方式進(jìn)行分析研究，工作周期長(zhǎng)，效率低，效果差。但是通過拍照測(cè)量方式經(jīng)過各個(gè)工序?qū)Ρ群笮纬缮顖D，可有效直觀的分析其原因，讓平面化變成立體化分析，操作方便，數(shù)據(jù)龐大，方便分析對(duì)比，

以上零件通過Cognitens 的CoreView Pro軟件可將不同工序的零件做對(duì)比，查看哪里的位置出了問題，得到有效的數(shù)據(jù)在進(jìn)行工藝更改.最重要的是CoreView Pro是一款免費(fèi)軟件，可以為任何一個(gè)工程師得到他想要的結(jié)果和數(shù)據(jù).

多樣的性的坐標(biāo)系建立和調(diào)整，藍(lán)光掃描測(cè)量的最大的優(yōu)勢(shì)在于直接進(jìn)行零件的點(diǎn)云掃描，后期再建立坐標(biāo)系，這樣一個(gè)零件掃描后可以進(jìn)行多種的坐標(biāo)系建立調(diào)整達(dá)到更改調(diào)整模具的效果.還可以通過點(diǎn)云做到零件的保存，節(jié)約了因?yàn)楸４媪慵鴰淼牡胤?，保養(yǎng)，時(shí)間，物流等等問題.

模具初驗(yàn)收合格后，要進(jìn)行小批量生產(chǎn)，驗(yàn)證模具的穩(wěn)定性失效性等。Cognitens的CoreView Pro中可進(jìn)行批量零件的SPC控制分析，如極差，均值，3西格瑪 CP CPK管制圖等等

待模具動(dòng)靜檢驗(yàn)收合格后，在進(jìn)行最后一輪模具掃描，由于模具調(diào)試過程中型面進(jìn)行了大量的修正，此時(shí)模具與早期精加工后的結(jié)果已經(jīng)完全不同，此時(shí)在進(jìn)行模具掃描保留模具數(shù)據(jù)，為下次復(fù)制模具做數(shù)據(jù)積累。

四.總結(jié)

通過Cognitens的藍(lán)光設(shè)備及CoreView measure的有效實(shí)時(shí)方便的數(shù)據(jù)測(cè)量和Pro分析數(shù)據(jù)對(duì)比數(shù)據(jù)的能力都為模具生產(chǎn)過程提供指導(dǎo)，模具從入廠初期對(duì)未加工的毛坯鑄件進(jìn)行掃描，檢查鑄造情況，通過數(shù)據(jù)對(duì)比可以使CADCAM在前期數(shù)控編程中節(jié)省大量走空刀的情況；首次加工后的模具，可檢查出模具加工的精度。裝配的精度，還可以為現(xiàn)場(chǎng)上下模合模提供有效數(shù)據(jù)；模具調(diào)試中，通過制件序件的掃描，最終件掃描，模具驗(yàn)收合格的掃描可以為以后積累經(jīng)驗(yàn)，保存數(shù)據(jù)等等。

由以上種種可見Cognitens 的藍(lán)光設(shè)備在模具制造中已經(jīng)是不可缺少的一部分。

通過Cognitens 的藍(lán)光設(shè)備的合理應(yīng)用可以在模具的質(zhì)量控制，流程，優(yōu)化，數(shù)據(jù)保存等方方面面得到前所未有的智能化提高。