模具制造自動化發展形勢分析
2013年09月02日 10:36點擊：1472作者：默認來源：>>進入該公司展臺
【中國機床商務網】導讀：在模具加工日益發達的今天，模具加工由原來的依賴工模師傅的做模經驗，通過打樣、雕刻、放電等模式進行模生產，發展到現在通過使用CAE進行流道分析/模擬、以CAD進行設計、以CAM進行編程、以CNC來加工工件及電極、以至配件標準化/現代化的模具加工方式。
模具加工趨向模塊化
在模具加工日益發達的今天，模具加工由原來的依賴工模師傅的做模經驗，通過打樣、雕刻、放電等模式進行模生產，發展到現在通過使用CAE進行流道分析/模擬、以CAD進行設計、以CAM進行編程、以CNC來加工工件及電極、以至配件標準化/現代化的模具加工方式。近幾年由于標準化夾具的使用日益普及，大量的模具型心及電極加工方式得以實現標準化加工，模具加工向模塊化方向發展。
模具加工周期縮短
現在商品的更新周期的縮短，市場的競爭日益激烈，因而要求模具的加工更加快速，于是模具加工周期由原來的30～40天減少到15～20天，甚至更少。模具加工企業就必須有更的生產效率，才能適應商品的更新周期。
模具加工自動化，大大提高了生產效率
隨著人力成本的提高，原材料價格上漲，模具價格下降等原因，使模具加工企業必須改用新技術來提高模具的生產效率。隨著機器人技術的高速發展，模具加工自動化就出現在人們的眼前。自動化線體綜合了多臺CNC、EDM、CMM、機器人等眾多設備，大大提高了生產效率。
憑可識別芯片能、可靠地識別任何一個工件和電極OPS-INGERSOLL公司為模具制造廠量身定做的模具中心，由一臺電火花成形加工機床、一臺CNC高速加工中心、一個料庫和一臺機器人所組成。由任務管理系統協調加工過程，根據任務優先原則對加工進行排序。料庫由可識別芯片的8個UPC工件托盤和70～180個ITS電極夾頭組成，機器人和機床憑可識別芯片能、可靠地識別任何一個工件和電極。
模具中心可連續24小時運作
模具中心可連續24小時進行可靠運行。工件在一次裝夾后完成放入模具中心進行CNC加工及EDM放電加工，大大提高了加工質量，成倍提高了加工速度和產量，從而縮短了模具的生產周期。這種通過系統自動化技術，集成不同加工工藝已是模具制造技術的發展趨勢。將電火花成形加工和高速銑削集成到了一個加工單元中，充分發揮各自的工藝優勢，明顯提高了設備生產效率、縮短制造時間和模具生產周期，并提高模具加工精度和機床使用率，從而達到降低模具加工成本。這些優勢是采用單獨運行的設備所不能取得的。
OPS-Ingersoll模具中心，實現工件的綜合加工
OPS-INGERSOLL模具中心在接受作為訂單的加工任務后，就可從CAD/CAM開始，建立加工項目，將工件加工過程中的工件加工程式，電加工程式放入相應的加工項目中，通過模具中心的中央控制系統進行機床控制、工件搬運、托盤夾緊、電極裝夾和刀具選取、機床加工啟動和已完成加工的工件成品卸下，以及在料庫上工件的存取。所有物件移動工作由模具中心所控制的機器人自動進行，工人只需在裝卸料工位把工件托盤裝到加工單元的料庫上便可。通過自動化解決方案把兩種不同加工方式的機床集成在一起，實現了工件的綜合加工。
實際案例
某塑膠模具廠原有5臺普通CNC加工中心，及4臺EDM火花機，用傳統的模具加工方式每月生產20多套手機模具，模具生產能力遠不能達到其工廠訂單要求。通過引進一套OPS-INGERSOLL模具中心，模具加工過程發生了根本性的變化，模仁通過在普通CNC加工中心進行粗加工，然后精加工及電極加工則在OPS-INGERSOLL模具中心的高速加工中心進行加工，結果能達到每月生產起碼40套模具。整個生產過程都變得輕松、、高質，客戶對結果非常滿意。
高速銑削和電火花加工的結合，體現了模具加工工藝朝著低成本發展的趨勢。這種自動化集成的解決方案應由一家同時生產電火花加工機床及高速銑床的制造廠家來供應。與同時掌握這兩種工藝的廠家合作，無疑可獲得工藝上不偏不倚的意見和投資決策的幫助。這一籃子解決方案同時也便于設備的維護和檢修，讓設備發揮zui率。
模具中心月產量（現狀實際平均值）
•手機模具生產率;
•鋼料平面與四周圍光刀：平均1h×2件=2h;
•CNC和EDM碰數時間:平均1h×2件=2h;
•合計：30h（一出一之一套手機模具）;
•自動化月產量：24h×30天÷23h（30h-7h=23h）=31.3套手機模具。
可以進一步改善的環節
1、盡早導入CMM（三坐標）可節約：
◆鋼料平面與四周圍光刀2h；
◆CNC和EDM碰數時間2h。
2、導入NC刀具破損檢測儀：
▼時刻監督鋼料及石墨刀具使用過后的破損程度，以掌握加工電極或工件的精度；
▼每天鋼料刀具在線測量2次/石墨刀具測量1次共計1h（平均值）。
3、編程工程優化：
目前鋼件加工時，粗加工余量較多，為0.4~0.5mm，以Z013036前模為例：
粗加工余量為0.4～0.5mm,在半精加工時，編程由于擔心余量過多，進行了2次半精加工，第1次半精加工留余量為0.15mm，第2次半精加工留余量為0.08mm，如果在粗加工時留余量為0.3~0.4mm，則可以減少1次半精加工，可以減少約10分鐘的加工時間。
以3月份生產模具數量計（3月5日～27日計劃完成日）
期間共用25套模具,其中有50%是需要淬火加工：
-1出1模具為15套,
-1出2模具為10套,
共計模仁70件，
35×10=350分鐘≈6小時
備注：
實現以上步驟，每月可節約時間及增加產量：
（2h+2h）×30天=120h（導入CMM），每月可多帶來120h÷23h=5套模具（10件模仁）。
（文章作者：羅輝 張惟海）
模具加工趨向模塊化
在模具加工日益發達的今天，模具加工由原來的依賴工模師傅的做模經驗，通過打樣、雕刻、放電等模式進行模生產，發展到現在通過使用CAE進行流道分析/模擬、以CAD進行設計、以CAM進行編程、以CNC來加工工件及電極、以至配件標準化/現代化的模具加工方式。近幾年由于標準化夾具的使用日益普及，大量的模具型心及電極加工方式得以實現標準化加工，模具加工向模塊化方向發展。
模具加工周期縮短
現在商品的更新周期的縮短，市場的競爭日益激烈，因而要求模具的加工更加快速，于是模具加工周期由原來的30～40天減少到15～20天，甚至更少。模具加工企業就必須有更的生產效率，才能適應商品的更新周期。
模具加工自動化，大大提高了生產效率
隨著人力成本的提高，原材料價格上漲，模具價格下降等原因，使模具加工企業必須改用新技術來提高模具的生產效率。隨著機器人技術的高速發展，模具加工自動化就出現在人們的眼前。自動化線體綜合了多臺CNC、EDM、CMM、機器人等眾多設備，大大提高了生產效率。
憑可識別芯片能、可靠地識別任何一個工件和電極OPS-INGERSOLL公司為模具制造廠量身定做的模具中心，由一臺電火花成形加工機床、一臺CNC高速加工中心、一個料庫和一臺機器人所組成。由任務管理系統協調加工過程，根據任務優先原則對加工進行排序。料庫由可識別芯片的8個UPC工件托盤和70～180個ITS電極夾頭組成，機器人和機床憑可識別芯片能、可靠地識別任何一個工件和電極。
模具中心可連續24小時運作
模具中心可連續24小時進行可靠運行。工件在一次裝夾后完成放入模具中心進行CNC加工及EDM放電加工，大大提高了加工質量，成倍提高了加工速度和產量，從而縮短了模具的生產周期。這種通過系統自動化技術，集成不同加工工藝已是模具制造技術的發展趨勢。將電火花成形加工和高速銑削集成到了一個加工單元中，充分發揮各自的工藝優勢，明顯提高了設備生產效率、縮短制造時間和模具生產周期，并提高模具加工精度和機床使用率，從而達到降低模具加工成本。這些優勢是采用單獨運行的設備所不能取得的。
OPS-Ingersoll模具中心，實現工件的綜合加工
OPS-INGERSOLL模具中心在接受作為訂單的加工任務后，就可從CAD/CAM開始，建立加工項目，將工件加工過程中的工件加工程式，電加工程式放入相應的加工項目中，通過模具中心的中央控制系統進行機床控制、工件搬運、托盤夾緊、電極裝夾和刀具選取、機床加工啟動和已完成加工的工件成品卸下，以及在料庫上工件的存取。所有物件移動工作由模具中心所控制的機器人自動進行，工人只需在裝卸料工位把工件托盤裝到加工單元的料庫上便可。通過自動化解決方案把兩種不同加工方式的機床集成在一起，實現了工件的綜合加工。
實際案例
某塑膠模具廠原有5臺普通CNC加工中心，及4臺EDM火花機，用傳統的模具加工方式每月生產20多套手機模具，模具生產能力遠不能達到其工廠訂單要求。通過引進一套OPS-INGERSOLL模具中心，模具加工過程發生了根本性的變化，模仁通過在普通CNC加工中心進行粗加工，然后精加工及電極加工則在OPS-INGERSOLL模具中心的高速加工中心進行加工，結果能達到每月生產起碼40套模具。整個生產過程都變得輕松、、高質，客戶對結果非常滿意。
高速銑削和電火花加工的結合，體現了模具加工工藝朝著低成本發展的趨勢。這種自動化集成的解決方案應由一家同時生產電火花加工機床及高速銑床的制造廠家來供應。與同時掌握這兩種工藝的廠家合作，無疑可獲得工藝上不偏不倚的意見和投資決策的幫助。這一籃子解決方案同時也便于設備的維護和檢修，讓設備發揮zui率。
模具中心月產量（現狀實際平均值）
•手機模具生產率;
•鋼料平面與四周圍光刀：平均1h×2件=2h;
•CNC和EDM碰數時間:平均1h×2件=2h;
•合計：30h（一出一之一套手機模具）;
•自動化月產量：24h×30天÷23h（30h-7h=23h）=31.3套手機模具。
可以進一步改善的環節
1、盡早導入CMM（三坐標）可節約：
◆鋼料平面與四周圍光刀2h；
◆CNC和EDM碰數時間2h。
2、導入NC刀具破損檢測儀：
▼時刻監督鋼料及石墨刀具使用過后的破損程度，以掌握加工電極或工件的精度；
▼每天鋼料刀具在線測量2次/石墨刀具測量1次共計1h（平均值）。
3、編程工程優化：
目前鋼件加工時，粗加工余量較多，為0.4~0.5mm，以Z013036前模為例：
粗加工余量為0.4～0.5mm,在半精加工時，編程由于擔心余量過多，進行了2次半精加工，第1次半精加工留余量為0.15mm，第2次半精加工留余量為0.08mm，如果在粗加工時留余量為0.3~0.4mm，則可以減少1次半精加工，可以減少約10分鐘的加工時間。
以3月份生產模具數量計（3月5日～27日計劃完成日）
期間共用25套模具,其中有50%是需要淬火加工：
-1出1模具為15套,
-1出2模具為10套,
共計模仁70件，
35×10=350分鐘≈6小時
備注：
實現以上步驟，每月可節約時間及增加產量：
（2h+2h）×30天=120h（導入CMM），每月可多帶來120h÷23h=5套模具（10件模仁）。
（文章作者：羅輝 張惟海）
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