汽车冲模智能打磨工艺系统研究与开发

0 引 言

模具是汽车制造过程中的重要组成部分，是获得汽车冲压件的关键工装。模具经过设计、铸造、半精加工后，通过人工打磨再完成试模，达到规定的研配率且冲压的准制件合格即可投入使用。目前打磨工艺是汽车冲模制造行业的薄弱环节，其对钳工的经验有较高的依赖性，能独立完成打磨过程的工艺人员需具备多年的经验积累，并且手工打磨的过程占据了较多工时，这些因素导致汽车冲模的打磨工艺门槛高、效率低。为了解决上述问题，企业专家和高校学者研究开发了各自专业领域的工艺知识系统。陈鲲等

建立了具备工艺性审查的飞机蒙皮拉形工艺知识库，可预先估计零件的成形性；朱丽等

通过常用金属板料成形性能试验获取数据，开发了钣金工艺参数知识库平台；TAN Z等

构建了机械加工工艺知识库，借助生产规则和面向对象的结构化工艺知识；程秀全等

研究开发了模具电极加工信息管理系统，实现了模具电极加工参数信息的管理。参考文献[1]～[4]对相关领域的工艺设计制造提供了帮助，但是对于汽车冲模领域的打磨工艺还缺少自动化设备的参与及相关工艺知识的总结与支持。为了解决汽车冲模打磨工艺手工操作的问题，现开发设计了一种汽车冲模打磨设备，建立汽车冲模智能打磨工艺系统，为打磨设备提供工艺参数依据及指导生产过程。

1 打磨工艺系统总体结构设计

1.1 软件体系架构与开发工具

打磨工艺系统包含客户端和服务器两大部分，所开发的工艺系统选择C/S架构作为应用体系架构。C/S架构的交互性强，客户端有完整的客户端软件，能处理大量的、实时的数据流，响应速度快。B/S架构虽然也可以提供一定的交互能力，但交互能力很有限

。如图1所示，系统总体分为桌面应用程序和数据库服务器两层结构。

应用程序采用C#语言编写，基于Visual Studio 2019平台，并使用在界面上较容易产生良好效果的WPF框架，它提供了统一的编程模型、语言和框架。数据库服务器包含应用程序所需要的数据，选择了拥有良好读写性能、数据可靠和易用性好的SQL Server数据库软件。

1.2 打磨工艺系统功能构成

开发的工艺系统面向汽车冲模制造的实际生产需要，旨在为汽车冲模打磨工艺及生产案例提供参数和专业性的支持，可为用户提供以下功能：注册登录验证、用户权限管理、工艺参数推荐、参数文件导出、数据查询与双向管理、串口数据获取等。工艺系统的总体功能结构如图2所示。

2 打磨工艺系统功能开发

根据对系统的体系架构和功能构成的设计，结合工艺人员的生产需求和操作习惯，对工艺系统的各项功能进行开发。

建立4个基础数据库：模具零件材料库、刀具库、实例库和用户信息库。

进入21世纪以来，通过“数字黄河”工程建设、水质自动监测体系建设、黄河水资源保护重大问题研究等，水资源保护现代化水平和科技支撑能力不断提高。

2.1 系统后台数据库建立

笔者针对榆林市周边矿区近年来的煤炭大量开发外排大量矿井水的情况，通过现场采集第四系浅层含水层(潜水)的水化学样品进行全分析测试，采用描述性统计分析及离子比例系数等方法分析研究所取水化学样品的水化学特征并进行水质评价工作，希望确定目前矿井水外排对当地地下水是否有影响，影响程度如何，以期为当地管理部门提供技术依据，为实现水资源的可持续利用提供支持。

电视专题片是电视艺术的一种形式，它以一定的主题为核心。专题片内容具体，表现形式具有多元化。尽管其不似其他新闻所规定的时效性，但是它也遵循新闻的客观性与真实性。存在于新闻报道和电视艺术之间的模式，其中节目内可以让作者表达自身的观点态度，使得真实性与艺术性并存。

用户在注册和登录时，系统与数据库交互，返回用户的权限信息，决定登录者在软件内的操作权限，当用户进行一些越权操作时，会被系统告知。新用户可以通过登录界面的注册按钮进入注册界面，新注册的用户可以直接登录使用，拥有基础的使用工艺分析和信息查询权限。

（4）用户信息库包含使用工艺系统的用户信息，在操作上做了权限管理，根据操作权限可分别定义为普通用户、知识管理员和用户管理员，例如知识管理员可以对数据库内的专业知识进行改动，用户管理员可以对用户的权限进行改动。

不断强化政策制度保障。结合修订制定国防动员、民兵工作相关法律法规，从国家层面进一步明确经济功能区和企业在国防建设方面的法律责任，强化顶层设计，提高制度权威。各地区、各行业健全完善地方性、行业性法规制度，对后备力量建设相关内容作出具体规定，强化刚性措施，规范经济功能区武装工作秩序。探索企业税收减免、发展资金扶持等经济利益与履行国防义务挂钩的措施办法，引导企业自觉履行国防义务、主动支持民兵建设。坚持严格执法，适时通报批评落实武装工作不力的党政机关和个人，追究相关领导责任，对拒绝履行国防义务的企业实施严厉的行政和经济处罚，形成震慑效应，督促各级党政机关和企业切实抓好民兵建设。

2.2.3 工艺分析

（2）刀具库包含打磨工艺设备目前采用的各种型号的磨头，磨头型号唯一，包括材料、目数、尺寸等信息。

以实例库为例，每个案例都有唯一的ID，其次是模具型号、粗糙度要求、名称、热处理工艺，这些数据定义了模具的特点；接着是磨头型号、主轴转速、进给速度、法向压力、侧向步距，这些数据为打磨设备加工时所用的加工参数。最后是创建时间和上次操作时间，方便管理员对相应设备加工记录。因为ID是每个案例唯一的标识，故将其作为主键，且设置为自动增长，ID不可重复，每个案例只对应一种模具，如加工参数改变可进行修改，相应数据如表1所示。

2.2 系统软件功能开发

2.2.1 用户权限管理

根据系统设计要求，普通用户具有查询知识和使用打磨设备工艺参数建议功能的基础权限，知识管理员在基础权限上可进行软件和数据库的数据双向交互操作的权限，用户管理员在基础权限上可进行用户的权限管理，如表2所示。

用户管理员登录系统后，在权限管理界面内进行用户的权限管理，增加或减少用户的权限，例如将普通用户赋予知识管理权限，即添加、修改、删除知识等权限。

两岸的山崖愈发地不规律，凹凸转折，如龙游走。崖壁上偶尔有顽强的松柏斜生而出，给前方的路带来了更多灾难性的变数。他的注意力高度集中，双手不断地调整着操纵杆，滑翔翼宽大的翼面，在狭窄的通道间飞快穿梭，左倾右斜，屡屡泛险。

2.2.2 用户注册与登录

（1）模具零件材料库的数据来源于汽车冲模制造的生产实例，包括钼铬铸铁、铸态空冷钢等材料的牌号和常用模具类型以及不同材料在不同粗糙度要求下推荐使用的设备工艺参数。

（3）实例库的数据来源为经过打磨设备加工过的模具，记录模具的型号、名称、热处理工艺、目标粗糙度、设备加工参数和时间等数据。

工艺分析模块中，用户可以输入模具的基本信息，例如模具的型号、名称、零件材料、热处理工艺、粗糙度要求和磨削量范围等。接着用户可选择导入模具零件型面的图片和参数文件，在复杂的型面加工时，不同加工区域要求使用不同的设备工艺参数，系统将根据不同的加工区域要求给出建议参数，给出参数后需要型面图片对照加工区域，用户可根据实际情况再进行修改，此功能由系统通过基本信息和参数文件综合给出建议参数，主要针对设备尚未加工过的模具。对于已经加工过的模具，输入基本信息后可直接进行参数建议，结果中包含该模具使用打磨设备的工艺参数，该结果可导出为表格文件。

2.2.4 信息查询

信息查询模块用户需要选择查询范围，然后输入关键字进行查询，可以根据模具零件材料、粗糙度、加工参数等具体数字要求查询，也可以输入磨头型号、模具名称等模糊查询。在查询模块可以对数据进行添加、修改和删除，知识管理员在此模块进行知识管理操作。

2.2.5 设备概况

设备概况界面记录了打磨设备固有的参数，同时为了便于在加工现场作为上位机软件使用，该模块连接了计算机串口数据通信，可获得计算机串口数据，用户可根据实际需要，将打磨设备数据接入计算机串口，当设备启动时，该模块的界面会显示设定好串口的实时数据。

腌出新鲜味：腌渍仔鸡首先要选好料，1只仔鸡，新鲜蒜苗500g，鲜大蒜200g，胡萝卜100g，芹菜段150g，香菜段100g，莴笋片80g，生姜30g，洋葱丝50g，味精20g，白糖10g，盐20g。先把大蒜和生姜拍破，再将所有的青菜料放入盆内，然后用手轻轻搓揉，待流出少许蔬菜汁以后，再放入剩余的调料拌匀成腌汁。把洗净的仔鸡放入腌料盆里，再把腌料填进鸡腹内，然后用保鲜膜密封好放入保鲜柜里，腌渍2小时至鸡肉入味。

在《财政部关于规范金融企业对地方政府和国有企业投融资行为有关问题的通知》（财金〔2018〕23号）下发后，受金融企业不得提供债务性资金作为地方建设项目、政府投资基金或PPP项目资本金要求的影响，目前商业银行参与PPP项目的合规途径是传统的项目贷款模式。

3 工艺系统应用实例

3.1 打磨设备参数建议功能

工艺分析模块用户输入模具的型号DR、名称外板、零件型面材料SKD-11、热处理工艺淬火、磨削量范围数值0.05和目标粗糙度数值0.02，然后读取本地模具图片和对应的文件，文件包含模具零件型面不同区域的加工要求。点击工艺分析按钮对其分析后获得推荐的打磨工艺参数，系统对不同精度要求的区域规定不同的颜色，每个区域使用不同的打磨工艺参数，包括打磨机器人磨头型号、主轴转速、进给速度、法向压力、侧向步距。该参数根据以往案例推荐，模具信息匹配度高时推荐案例中的参数组合，否则根据模具基本信息及粗糙度要求综合推荐加工设备，参数建议的结果可通过保存按钮保存至数据库，也可以导出为Excel表格文件，流程如图3所示，软件界面如图4所示。

3.2 信息查询功能

在信息查询模块搜索框输入查询的关键字SKD，下拉菜单选择搜索的范围建议记录，点击查询按钮即可得到有关SKD的模具零件加工案例。对于需要修改内容的案例，通过下方的相应按钮进行添加、修改和删除，此功能面向知识管理员开放，无权限用户无法操作，如图5所示。

3.3 串口数据通信

打开外部软件Virtual Serial Port Driver建立2个虚拟串口，例如COM1和COM4，使用软件串口调试助手打开COM1串口，设置好串口参数后发送信息，打开系统软件，进入设备概况模块，点击接收数据按钮，串口发送的数据显示在界面左下角，界面下方区域以时间为

轴，串口数据为

轴展示动态折线图，如图6所示。

4 结束语

在解决汽车冲模打磨过程的基础上，基于数据库与计算机编程软件，完成了打磨工艺系统的开发，该软件能在打磨过程中提供工艺参数建议，对实际生产案例进行有效记录，并监控打磨设备参数，通过权限设定使其符合信息管理需求，该工艺系统具有一定的实用性，功能上满足了用户需求。

[1]陈 鲲,万 敏,李卫东,等.飞机蒙皮拉形工艺知识库的研究与开发[J].塑性工程学报,2008(5):142-146.

[2]朱 丽,李小强,迟彩楼,等.航空钣金材料性能参数与工艺知识库[J].锻压技术,2015,40(4):143-148.

[3]TAN Z,LI H Q,YI F Q,et al.The research on construction and application of machining process knowledge base[J].IOP Conference Series:Materials Science and Engineering,2018,339(1):012027.

[4]程秀全,林海新,程思竹,等.基于SQL Server模具电极加工信息管理系统的构建[J].模具工业,2020,46(12):53-56.

[5]黄文博,燕 杨.C/S结构与B/S结构的分析与比较[J].长春师范学院学报,2006(8):56-58.