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二次開發(fā)技術是以模具行業(yè)技術標準化為基礎，以應用軟件為平臺，對模具行業(yè)普遍應用的設計編程軟件進行專業(yè)化定制開發(fā)（二次開發(fā)），對模具設計編程進行自動化、智能化改造，促進技術標準的數(shù)字化、信息化轉換，替代原有的人工處理操作，提高軟件應用效率，減少人工失誤造成的質(zhì)量、成本損失。我國模具行業(yè)二次開發(fā)技術還停留在初級階段，主要以解決模具生產(chǎn)局部的具體問題為主，雖然在一定程度上促進了生產(chǎn)效率與質(zhì)量水平的提升，但離以生產(chǎn)整體自動化、數(shù)字化全面改造模具行業(yè)還有相當大的距離。本文以大型汽車模具企業(yè)標準體系的建立方法和二次開發(fā)體系為藍本，詳細論述了塑膠模具標準化與二次開發(fā)的建立方法，需要解決的關鍵問題及其相互關系。
一、塑膠模具標準化
在塑膠模具生產(chǎn)企業(yè)中，整個模具生產(chǎn)過程是一個由多個環(huán)節(jié)組成的復雜的體系化制造流程，包含產(chǎn)品分析、設計編程、工藝加工、模具裝配驗證以及物料物流等環(huán)節(jié)。在每個模具制造過程中，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的執(zhí)行與工藝參數(shù)的選擇都很相似，但不同崗位或不同技術層次的員工在實際操作時，對同一生產(chǎn)任務可能采用不同的技術方案和工藝參數(shù)，使模具制造完全依賴技術人員的技術水平和生產(chǎn)經(jīng)驗。這易于產(chǎn)生工藝銜接不暢、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，影響生產(chǎn)流程的順利交接，無法保證穩(wěn)定優(yōu)良的產(chǎn)品品質(zhì)。因此，企業(yè)需要通過標準化形成自身的技術核心，規(guī)范生產(chǎn)步驟，推動企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。
塑膠模具標準化是將企業(yè)在塑膠模具方面獲得的技術經(jīng)驗與管理規(guī)范進行歸納、總結與科學驗證，形成生產(chǎn)管理與工藝技術的可執(zhí)行標準，包含完善的生產(chǎn)流程執(zhí)行步驟、針對各種生產(chǎn)任務的工藝方案選擇方法與對應的工藝參數(shù)設定、嚴格的設備操作規(guī)范等。實現(xiàn)標準化的企業(yè)，生產(chǎn)制造過程由員工嚴格按照標準執(zhí)行，生產(chǎn)過程指令連貫、工藝順暢，使模具生產(chǎn)在統(tǒng)一、規(guī)范、受控的環(huán)境下完成，可有效控制生產(chǎn)結果，預判可能出現(xiàn)的生產(chǎn)問題并進行處理防范，進而對生產(chǎn)效率與質(zhì)量水平提升產(chǎn)生積極的影響。
深圳市銀寶山新科技股份有限公司（以下簡稱銀寶山新）自開展標準化工作以來，制定了相關的標準文件，根據(jù)生產(chǎn)流程分類匯集成統(tǒng)一的標準化體系，其中涉及塑膠原材料與注塑成型工藝、模具金屬材料與加工工藝、模具設計與制圖、CNC編程與加工、EDM電極制圖與編程加工、WEDM編程加工、深孔鉆編程加工、模具裝配、試模包裝以及其他加工工藝與生產(chǎn)管理等內(nèi)容。
生產(chǎn)過程嚴格按照標準文件操作，各工序生產(chǎn)方案根據(jù)標準確定，有效優(yōu)化了生產(chǎn)方案，保證了準確性，在整體制造過程中保證了技術參數(shù)的規(guī)范、統(tǒng)一，防止不同工序因依靠人為經(jīng)驗處理造成生產(chǎn)工藝前后脫節(jié)、品質(zhì)不穩(wěn)定、返工報廢等嚴重質(zhì)量問題；合理的管理、統(tǒng)一的工藝、準確完善的檢測機制，杜絕了生產(chǎn)部門技術管理上可能出現(xiàn)的自立門戶、推責扯皮現(xiàn)象，最終保證了產(chǎn)品品質(zhì)與按期交貨。實施標準化，強化了技術核心的作用，在人員培訓、技術傳承上具有重要作用，極大縮短了新員工的培訓周期，避免了企業(yè)技術因人員流動而弱化，降低了企業(yè)在技術上的投資風險。近三年來，隨著標準化工作的推進，公司制程質(zhì)量異常次數(shù)逐年減少20％左右，質(zhì)量異常經(jīng)濟損失逐年降低30％左右，模具T1延期天數(shù)縮短60％，產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)交貨期明顯改善。
在模具標準化運作過程中，由于受軟件、設備和人員技術水平，以及個人失誤等因素的影響，實際生產(chǎn)過程仍存在大量的低效操作，例如大量機械性的手動數(shù)據(jù)采集登記與整理輸出、重復性的軟件功能無法批量處理、技術參數(shù)選取與使用依賴技術人員的記憶與標準資料的查詢等問題。在標準執(zhí)行過程中，人為失誤引發(fā)的質(zhì)量問題也是模具生產(chǎn)制造無法避免的一個重點損失項。而導致人為失誤的工作環(huán)節(jié)，基本出現(xiàn)在上述大批量、重復性的手動處理工序上。在企業(yè)管理上，無論是提升責任心，還是加強生產(chǎn)流程的控制監(jiān)管，效果都不是很好。
二、塑膠模具設計編程軟件的二次開發(fā)
塑膠模具二次開發(fā)主要是以模具標準化為基礎，以自動化、智能化處理圖形、數(shù)據(jù)為目標，定制開發(fā)模具專用的軟件功能模塊，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和智能化，避免人為重復造成的失誤。二次開發(fā)有效利用了模具標準中嚴謹?shù)墓に嚵鞒獭⑾到y(tǒng)的參數(shù)集合、規(guī)律的控制過程，根據(jù)功能需求由軟件自動模擬工藝操作，自動調(diào)用標準模型和標準數(shù)據(jù)庫、測量圖形參數(shù)，智能化處理參數(shù)運算與圖形生成，同時完成多個相同規(guī)則過程的后臺運算，并最終輸出各種圖形、制圖、表單等。整個過程嚴格執(zhí)行模具標準，以替代大量人工數(shù)據(jù)輸入輸出與操作計算。二次開發(fā)可提高設計編程效率，有效減少人為失誤的頻率，簡化工作步驟，縮短生產(chǎn)周期，改善模具的生產(chǎn)質(zhì)量。
隨著各類圖形處理軟件、辦公軟件的應用，二次開發(fā)技術已覆蓋制造過程的方方面面，為模具設計、編程加工、輔助檢測、生產(chǎn)管理提供各類標準模塊與應用功能，快速輸出需要的結構圖形、數(shù)據(jù)文檔、檢測報告、工藝表單、機床可執(zhí)行程序、生產(chǎn)管理圖表等。在模具標準的支持下，形成龐大的應用數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)二次開發(fā)功能的綜合應用。更可以依據(jù)塑膠產(chǎn)品及其模具的特點，開發(fā)專用的工具包，與同類型模具設計加工制造中系統(tǒng)的二次開發(fā)工具包一體化應用。
三、標準化和二次開發(fā)的應用實例——標準圖框自動導入
模具設計中，導入圖框應用頻率極高，但手動加載需要復制粘貼圖框模板、根據(jù)實際圖紙范圍縮放大小、編輯修改標題欄說明、添加圖檔類別對應的說明文本等。其中文字編輯十余處，完成一次圖框加載需要3～5min，標題欄中的零件信息容易編輯錯漏，因此需要以圖框自動化加載替代繁瑣重復的工作。
針對此問題，對功能開發(fā)需求進行分析。以圖框涉及的制圖標準、圖框標準、零件編碼標準、模具原材料標準、材料熱處理標準為基礎，制作各種類型標準圖框模板、建立標題欄零件信息數(shù)據(jù)庫，用于圖框及其附屬內(nèi)容一體化的加載和零件信息的自動篩選與輸入。需求分析還包括設計工具的執(zhí)行過程與對話框形式，以簡單的步驟完成必要的基礎操作，并驗證工具開發(fā)的可執(zhí)行性，最終形成概念功能完備的開發(fā)需求說明書。
需求分析完成后，由程序員編寫二次開發(fā)應用程序，實現(xiàn)需求說明中描述的工具形式與操作步驟，并由程序測試員實際操作驗證程序執(zhí)行效果，評估功能，并提出改進意見。該應用程序通過虛擬框拉伸完成圖框大小倍率的快速調(diào)節(jié)，圖框基本格式與說明內(nèi)容按圖框類別的選擇進行自動篩選搭配，標題欄中的零件信息由文件名對應的編碼規(guī)則在信息數(shù)據(jù)庫中自動篩選、復選內(nèi)容提供菜單列表快速切換目標內(nèi)容，標題欄中其他非標準內(nèi)容提供信息記憶功能，減少相同信息的重復編輯。工具操作加載過程不到30s，功能達到解決實際問題的目標。
模具生產(chǎn)中，圖框加載是一個高頻操作過程，涉及大量標準資料的查閱或記憶，也會因零件信息編輯失誤導致物料采購出錯，造成經(jīng)濟損失，影響模具正常生產(chǎn)。二次開發(fā)功能不但簡化操作步驟，更將相關標準資料建立有機對應關系，保證了數(shù)據(jù)信息的準確，提高了生產(chǎn)質(zhì)量，有效強化了生產(chǎn)中技術標準的應用，促進了企業(yè)技術管理的規(guī)范發(fā)展。
四、標準化和二次開發(fā)的應用實例——CAM編程工具包
CAM編程是模具制造過程中非常重要的工序，直接決定加工效率和加工質(zhì)量。同時，由于機床特性的差異，刀具、工具材料的不同，加工參數(shù)的選擇范圍非常大，而且非常容易出錯，要求編程人員有很豐富的經(jīng)驗。通過建立刀具庫參數(shù)庫、編程參數(shù)庫，將原有需手動圖形繪制、參數(shù)錄入的方式，改變?yōu)閿?shù)據(jù)庫快速篩選模式；刀具形態(tài)、參數(shù)與刀具庫實物刀具以及采購需求信息對應，不但提高了編程參數(shù)加載效率，還保證了參數(shù)的準確性，使后續(xù)機床數(shù)控程式加工更加穩(wěn)定，杜絕了相關操作不當可能引發(fā)的加工隱患。刀具庫與編程參數(shù)庫的應用，有效降低了各生產(chǎn)環(huán)節(jié)（編程刀具參數(shù)設置、刀具規(guī)格采購、現(xiàn)場裝錯相似規(guī)格刀具等）的出錯率，在應用工具包后，年均出錯次數(shù)由原來的43次降低到7次。
在CAM編程處理中，另一大轉變就是實現(xiàn)編程后處理與程序工藝單的自動處理輸出功能。使用工具包前，編程后處理只能在本地電腦執(zhí)行，處理過程中電腦無法并行其他內(nèi)容（工程師此期間被閑置），多個程序只能排隊依次進行后處理（需要人職守開啟下一個處理對象），占用大量的電腦和人力資源；而程序工藝單的制作仍是手動編輯填寫，大量的刀具、程序相關參數(shù)抄錄速度慢且容易出錯。但銀寶山新自主開發(fā)的自動化處理工具解決了這些問題，最終實現(xiàn)了網(wǎng)絡化自動后處理。通過建立專門的服務器，可實現(xiàn)批量化、自動化的程序后處理；同時，由工具從程式中自動識別并獲取工藝單填寫所需的各種參數(shù)并可直接輸出已完整填寫的程序工藝單。復雜與大數(shù)量的程式，都能在1min內(nèi)完成工藝單的編輯與輸出，而手動則依實際內(nèi)容需花費10～30min查詢參數(shù)信息并進行制表編輯。編程后處理與工藝單輸出實現(xiàn)自動化后，完全杜絕了此環(huán)節(jié)的出錯問題（工具應用前因手動制表年出錯27次）。
在電火花加工（EDM）中，針對電極的設計應用，銀寶山新也開發(fā)了整體性工具，實現(xiàn)了電極頭設計、電極基準臺設計、夾具設計、電極信息批量處理、干涉檢查、電極采購訂單制作、工藝單制作的批量化、自動化處理，其中涵蓋電極設計、采購、加工整個流程的所有操作步驟。單個電極從設計到工藝圖輸出消耗的時間由10min降至2min，按月平均至少3000個電極的設計量計算，月至少可節(jié)省400h。信息處理的自動化，保證了電極參數(shù)信息的嚴謹與準確傳遞，采購、工藝加工等信息處理環(huán)節(jié)完全避免了出錯（原電極設計出錯率為年均50次）。
二次開發(fā)的應用，大幅提高了設計編程的效率，幾乎杜絕了應用環(huán)節(jié)原有的手動處理的出錯概率，一些工具的應用還改變了原有處理流程，替代了部分原有數(shù)據(jù)處理崗位與職責，促進了生產(chǎn)流程的高效化發(fā)展。綜合生產(chǎn)因素與實際數(shù)據(jù)，銀寶山新在標準化實施與二次開發(fā)功能推廣應用后，模具生產(chǎn)周期縮短10％以上，年制程異常次數(shù)減少70％以上，制程異常造成的直接經(jīng)濟損失減少20余萬元。
五、結束語
技術是企業(yè)的核心，效率與品質(zhì)是企業(yè)的命脈。技術的標準化建設有助于促進企業(yè)核心的進一步凝聚與規(guī)范，引領企業(yè)生產(chǎn)有序進行；二次開發(fā)技術則將標準化轉化為自動化生產(chǎn)力，強化企業(yè)效率，提升品質(zhì)。在國內(nèi)塑膠模具行業(yè)迅猛發(fā)展的階段，企業(yè)管理、技術的標準化以及智能化應用的二次開發(fā)，在提高企業(yè)模具制造效率與質(zhì)量水平上效果顯著，是企業(yè)開拓發(fā)展、提高自動化水平的一條有效途徑。
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