當前模具汽車面臨的重要問題就是效率和質(zhì)量，由于市場新車型推出速度的加快，汽車模具企業(yè)不僅僅是要生產(chǎn)模具，產(chǎn)能要求也成為現(xiàn)階段汽車覆蓋件模具企業(yè)凸顯的矛盾，解決這些矛盾的關鍵是技術(shù)、技術(shù)創(chuàng)新和觀念創(chuàng)新。
鑄件毛坯掃描提高編程的安全性和加工效率
在鑄件毛坯掃描中，技術(shù)需求對軟件提出了更高的要求：對掃描或照相點云的對齊、余量分布調(diào)整以及缺陷分析等；編程過程需要對刀具刀桿和夾持分別設置不同的碰撞余量，根據(jù)余量大小的速度優(yōu)化，確保刀具和設備在鑄件毛坯余量不均的情況下高效加工，同時保障設備和刀具等的安全；軟件可以做到5軸加工的碰撞干涉檢查。以下是使用COPYCAD進行的實際零件應用，從數(shù)據(jù)采集和大型鑄造模型的逆向毛坯處理僅需2h左右即可完成。
首先通過照相設備或手持數(shù)據(jù)采集設備采集點云數(shù)據(jù)，然后把大量的點云數(shù)據(jù)輸入到COPYCAD產(chǎn)品模塊，該模塊可以在大約15min內(nèi)處理200萬點數(shù)據(jù)，快速完成毛坯逆向工作。
然后把在自由狀態(tài)下采集的數(shù)據(jù)通過點云自動對齊模塊進行自適應對齊，以匹配數(shù)控編程坐標系，并進行毛坯和實際加工模型的余量分配狀況分析，以及刀具加工過程中和毛坯之間的碰撞關系進行分析，能夠有效地提高設備的運轉(zhuǎn)效率和降低刀具成本，并避免可能產(chǎn)生的設備碰撞事故，有利于高效產(chǎn)能的實現(xiàn)。
了解余量狀況信息后，我們需要使用這些條件進行實際加工過程的速度優(yōu)化。DELCAM PowerMILL能夠根據(jù)余量大小進行碰撞避讓及自動優(yōu)化切削速度，基于DELCAM PowerMILL余量模型碰撞干涉功能，確保無人職守加工能夠順利進行（見圖2）。
精加工模面掃描和在機檢測的數(shù)字化研合
通過照相或掃描手段獲取模具制模的成形數(shù)據(jù)，根據(jù)點云數(shù)據(jù)和理論CAD模型進行“條件”對比，獲取偏差數(shù)據(jù)。這一過程不需要實際的沖壓、研合，通過數(shù)字化技術(shù)進行分析和處理。結(jié)合DELCAM的數(shù)控機床在線質(zhì)量控制系統(tǒng)（DELCAM OMV），或者也可以使用DELCAM PowerINSPECT進行數(shù)字化研合，而不需購買極其昂貴的數(shù)字化研合系統(tǒng)，就能在DELCAM測量分析系統(tǒng)中完成模型對齊和公差分析。具體步驟如下：
1．讀入CAD模型，然后讀入任何格式的點數(shù)據(jù)模型（照相、掃描、硬測頭等），軟件同時處理大量點云。
2．通過一鍵自動對齊自適應最佳擬合理論CAD模型和模具掃描點云，并可采用汽車行業(yè)的RPS功能進行調(diào)整。
3．全局分析模具點云和CAD模型誤差，根據(jù)五色點云充分分析誤差狀況，提供相關數(shù)據(jù)給數(shù)控加工、工藝人員、鉗工裝配人員，快速確定進一步的工藝方案，同時可以通過虛擬手段預知沖壓模具研合情況，為大幅度減少試模周期具備積極意義，圖3所示為多種誤差分析和表達方式。
4．“在機檢測”（OMV）解決方案是一種在數(shù)控加工機床上使用的、用于自動化測量自由曲面和幾何體的離線編程軟件系統(tǒng)。采用在機檢測，制造企業(yè)用戶可方便地在初加工、半精加工等階段就很好地控制產(chǎn)品精度，在加工過程中，當零件沒有被從數(shù)控機床上卸下之前，做出制造過程中是否繼續(xù)、是否返工等的“英明”決定。通過在加工的每一個階段監(jiān)測被加工零件的質(zhì)量，從而可節(jié)省大量的加工時間。它能夠盡早地發(fā)現(xiàn)加工中出現(xiàn)的任何誤差，并盡快地將其修正，從而極大地降低成本。該系統(tǒng)可以輸出多種形式的和理論CAD模型對比的數(shù)據(jù)報告，針對研合檢測配合面即可。
制件高效測量和分析自動化
1．根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)或者仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取覆蓋件彈性變形趨勢線，在模具制造之前根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)對零件可能的變化趨勢進行“矯枉過正”，等模具制造完成壓件彈性回變后達到設計要求，此方式的幾何調(diào)整可以采用DELCAM PowerSHAPE的模仿變形功能，定義影響區(qū)域，給定變形條件而進行幾何調(diào)整.
DELCAM PowerSHAPE不具備彈性回變的分析功能，能夠根據(jù)其他仿真軟件數(shù)據(jù)或者經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行給定變形條件。
2．該功能同時也可以使用在工藝補充調(diào)整，及在進行沖壓仿真時快速修改工藝而進行分析，避免重復造型。如圖5所示，修改深色線區(qū)域的拔模角度，傳統(tǒng)模式一定是通過重新造型完成，大量耗費時間，而采用全局模仿變形功能，可以瞬間快速完成。
3．對通過沖壓分析后發(fā)現(xiàn)的缺陷區(qū)域進行快速模型工藝處理，無須重新造型，僅需返回工藝設計人員或部門，通過模仿變形功能對工件進行快速修改，然后再分析，過程可以多次反復，此工具可以快速處理問題區(qū)域工藝缺陷，快速調(diào)整模型。
精加工模面掃描到二次數(shù)控加工
使用PowerSHAPE的模仿變形功能可根據(jù)掃描數(shù)據(jù)和CAD模型對比分析出變形曲線進行模仿變形，然后進行二次數(shù)控加工，具體實施難度可能會比較大，從而增加制模周期。此方法產(chǎn)生的原因主要是當前在分析領域不能很好地解決覆蓋件制件翹區(qū)變形的分析，往往需要根據(jù)企業(yè)長期積累的經(jīng)驗進行處理。
參數(shù)化模具結(jié)構(gòu)設計、一鍵式結(jié)構(gòu)面編程
這個過程通常要耗費很多的時間。為了實現(xiàn)快速工藝補充和標準件設計，PowerSHAPE開發(fā)了專業(yè)的覆蓋件模具設計模塊。這款軟件容易掌握應用技巧，只需大約3～5天的培訓，操作人員即可承擔模具設計和快速工藝補充等工作。這不僅使得工藝補充和模具標準件設計可以在一天內(nèi)完成，同時也使得無紙化制造成為可能。
無人化高效加工
數(shù)控加工車間無人職守加工，是業(yè)界所追求的一個較高層次階段，一汽模具公司在兩年前基于PowerMILL就已實施完成覆蓋件數(shù)控加工車間的無人職守加工、刀具壽命管理以及數(shù)控編程安全規(guī)范等?；诰幊桃?guī)范的建立，實現(xiàn)基于PowerMILL平臺的汽車覆蓋件制造知識庫積累，最大限度地減少了人為錯誤。無人化數(shù)控加工，DELCAM PowerMILL有其優(yōu)勢，同時也是DELCAM公司的旗艦產(chǎn)品，產(chǎn)品經(jīng)過這些年的發(fā)展，又有很大的提高，并且專注在CAM領域發(fā)展，同時在覆蓋件模具設計領域有一定的專長。
汽車模具企業(yè)注重效率和成本，新版本的PowerMILL10.0能夠與新的計算機技術(shù)有更好地結(jié)合，采用多線程計算、多CPU并支持后臺運算，更加有效地提高了編程效率和加工效率，在汽車覆蓋件、內(nèi)飾件等大型模具產(chǎn)品設計制造領域有很強的優(yōu)勢（見圖6）。
假如采用一個不具備多線程和后臺運算的傳統(tǒng)軟件，編程人員一天8h內(nèi)可以生成5.5h的刀具路徑，時間包括思考、實驗和后處理。如果計算機具備多線程計算能力，那么當計算機計算的同時，編程人員仍然可以進行工作，多線程可以保證更快的計算速度和更高精度的計算。這種計算機能力的提升，軟件可以在安全性、刀具路徑優(yōu)化方面做的更加優(yōu)秀，優(yōu)化的路徑結(jié)合機床運動性能，最大限度地減少速度損失，可以讓數(shù)控機床的加工效率提高15%以上。
綜合上述，在汽車模具發(fā)展的不同階段，采用更先進的技術(shù)有效提高產(chǎn)能，解決企業(yè)發(fā)展到一定程度的瓶頸問題顯得至關重要。同時在覆蓋件模具制造行業(yè)砍掉落后產(chǎn)能，考察和采用能夠提高數(shù)控加工效率和質(zhì)量的新技術(shù)，也是企業(yè)遲早要做的事情。
