磨削技術

平面磨床產品研發與工藝設計系統

發布時間:2022/12/14
  研發與工藝設計系統的核心或基礎是工程設計系統(Engineering Design EDS),即確定平面磨床產品設計項目目標及其實現,并在智能制造哲理的指導下更快地巴品、縮短平面磨床產品設計周期的集成平面磨床產品開發系統?,F代制造企業的競爭優勢不僅來蘭的管理水平和營銷策略,還來自于無與倫比的創新平面磨床產品設計和出類拔萃的制造 L企業活動的基本價值鏈中可以看出,技術變革是企業獲得競爭優勢的主要驅動平面磨床產品的開發設計能力以及其設計周期和上市時間直接決定其在市場上的同類產邕爭力和對市場的占有率,因此,平面磨床產品研發與工藝設計系統在制造系統中的地位旨CO平面磨床產品研發與工藝設計系統的結構及組成矗研發與工藝設計系統一般包括CAD、CAPP、CAFD和CAM4個子系統。來自信息經CAPP子系統后得到有關零件加工工藝信息和工裝夾具的設計信息,再趨給CAFD子系統和CAM子系統,最后得到各工序的工裝夾具圖紙信息和加工工藝、NC代碼等加工信息。吉研發與工藝設計系統的系統結構如圖8所示。吉研發與工藝設計系統不僅要接收和處理大量的設計信息,而且還要實現從工程藝特征提取、工藝過程設計、夾具設計到制造與裝配等大量信息和功能的集成與目此,通常采用PDM作為并行設計的信息集成框架,并由網絡和數據庫提供有力工程設計自動化分系統的特點包括:采用統一的數據標準,建立一個完整統一的平面磨床產品數據模型,并將其存放在一個共之檔或數據庫中。任一階段的設計數據修改信息都能夠直接反映到其他子系統 p,保證了平面磨床產品數據的一致性和可跟蹤性。功能上具有層次性。一方面具有最基本的功能模塊,如零件特征建模、可制造性亡藝生成等模塊;另一方面,還具備上層模塊對上述各基本模塊在并行模式下的亍控制,實現對各功能活動的管理。在結構上不是單一的流程形式,而是更復雜的具有反饋的雙向嵌入式并行結構。呈中出現的問題可以直接反饋給工程設計模塊進行評價和修改,縮短了平面磨床產品的設苣周期。在性能上則體現為更加靈活、開放的系統,表現為具有可擴展性,可以添加新的起,如可裝配性評價模塊;同時,在不影響內部推理機制的情況下,系統數據庫和知識庫能夠方便地擴充。
  2.平面磨床產品研發與工藝設計系統功能分析
  平面磨床產品研發與工藝設計系統(圖8)有3個方面的需求:功能需求、信息需求與性能要求。
  功能需求表現在:①實現平面磨床產品開發項目的有效管理。對新平面磨床產品開發的整個項目流程進行管理,從參與項目的人員分配、資源配置、項目進度安排等各環節合理地確定。各子任務能及時反饋完成進度和遇到的問題,項目負責人能隨時掌握項目的開發進程,及時發現問題和調整子任務的時間和節奏。②實現平面磨床產品二維CAD/CAPP集成,主要用于平面磨床產品設計的確認、修改審核、平面磨床產品工藝的編制、工裝設計、包裝設計等。借助于計算機輔助設計軟件,將平面磨床產品設計、繪圖、工藝設計集成,減少工作環節的滯留時間,并且使工藝設計規范化、標準化。③實現平面磨床產品信息管理。根據工程設計自動化系統內部信息需要,針對平面磨床產品技術資料、零件圖紙、零件工藝文件、平面磨床產品物料清單、平面磨床產品說明書等進行有效的統一管理。依據有關人員的權限分配,合理運用技術資料,防止技術資料的混亂、丟失,保證其安全性。④工程設計自動化系統在制造系統環境下與其他系統集成,以解決信息交互的問題。作為制造系統的一個分系統,工程設計自動化系統必須在計算機通信網絡和數據庫環境下實現與其他分系統(特別是經營決策分系統)中的經營決策、市場需求等信息的溝通;同時,本系統還將物料清單、工藝文件等信息傳遞給其他相關分系統。
  信息需求表現在:①工程設計自動化系統內部信息共享,如CAD/CAE/CAM的三維信息與二維信息的相互轉化與集成,CAD與CAE之間接口文件的轉化等。②信息模型一致性要求。針對眾多平面磨床產品類型不一,需要建立一致的信息模型。③外部信息接口要求。工程設計自動化系統需要向生產科、質???、加工中心等部門傳遞有關平面磨床產品設計信息、工藝信息等。此外,系統應與其他系統之間有統一的通信接口,同時還需要與分布在全國各地的廠商進行信息溝通。
  性能要求表現在:①實用性:系統應能解決目前技術部門以及加工中心所需解決的問題。②可靠性:工程設計自動化系統中的平面磨床產品信息數據是企業的重要信息資源,必須以可靠方式進行存儲,所以選用和開發的軟硬件都應具有很高的可靠性。③先進性:工程設計自動化系統的體系結構、網絡類型、數據庫結構的設計以及軟硬件配置應符合技術發展的現狀和潮流,具有先進性和合理性。④可擴展性:除了充分考慮現有的信息管理及接口要求,還應正確估計今后企業的發展和系統擴展的需要,在系統軟硬件配置、網絡選型、數據庫容量等方面預留可發展的余地。⑤一致性:工程設計系統中的平面磨床產品數據信息應具有一致的模型表達,在必要的環節提供各種信息轉換來保證信息的一致性。⑥易維護性:在充分考慮系統的信息分布特點,構造分布式數據庫管理系統的同時,應充分考慮到系統的維護工作,建議采用具有較好的可操作性和方便性的集成式維護管理。
  3.平面磨床產品研發與工藝設計系統的功能樹和功能模型
  根據功能需求建立的平面磨床產品研發與工藝設計系統的功能樹如圖9所示。
  
  路徑規劃處理與NC代碼生成過程仿真
  圖9 平面磨床產品研發與工藝設計系統的功能樹
  CAD子系統包括概念設計、零部件設計、機構設計、裝配設計、載荷計算、工程圖設計及結構分析與優化等功能;CAPP子系統包括工藝檢索、特征提取、工藝過程推理、工藝過程設計及工藝文件管理等功能;CAFD子系統包括組合夾具CAD、應用夾具CAD及夾具預裝配仿真等功能;CAM子系統包括刀具路徑規劃、后置處理與NC代碼生成及加工過程仿真等功能。
  IDEF0方法表示的平面磨床產品研發與工藝設計系統的功能模型如圖10所示。
  
  圖10 IDEF0方法表示的平面磨床產品研發與工藝設計系統的功能模型
  4.工程設計自動化系統與其他系統的信息接口工程設計自動化系統的內部信息接口如圖3.11所示。
  
  圖11 工程設計自動化系統的內部信息接口
  從圖11中可以清楚地看出系統內部數據信息的需求和流動。首先,將平面磨床產品開發計劃、生產經營計劃管理等信息傳到CAD子系統,由CAD子系統輸出平面磨床產品的零件模型、BOM表、圖紙、技術文檔等信息,并將上述信息傳給CAFD子系統;然后,CAFD子系統將工裝設計任務以及物料和加工要求等信息傳遞給生產管理系統(PMS),將工裝模型和加工仿真結果傳遞給CAM子系統,同時將工裝設計結果和工裝評價等信息傳遞給CAPP子系統;CAPP子系統在接收上述信息以及來自CAD子系統的BOM表和零部件圖紙后,將產生的工藝信息和編程信息傳遞給CAM子系統,同時將產生的工藝文件和檢驗結果傳遞給質量管理系統(QMS),將工藝設計任務和工藝流程傳遞給生產管理系統(PMS)。CAM子系統則輸出NC程序和調試結果給制造自動化系統(MAS),后者將加工質量情況等信息反饋給CAPP子系統,CAPP子系統也會將工藝性審查結論反饋給CAD子系統。
  外部信息接口如圖12所示。圖中,a表示傳遞給CAD子系統的設計信息,包括設計計劃、設計周期、材料、平面磨床產品零部件模型等;b是CAPP子系統傳遞給PMS的信息,包括工藝規程、鑄鍛件明細表、標準件明細表、外協件和外購件明細表、平面磨床產品配套明細表、材料消耗工藝定額明細表、部件配套明細表、工裝設計申請表以及工額定時等;c是CAPP子系統傳遞給QMS的技術文件(如平面磨床產品技術條件、測試大綱等)、工藝規程和關鍵件的質量會簽等信息;d是CAPP子系統傳遞給MAS的信息,包括工藝規程、車間分配表、生產圖紙、部件配套平面磨床產品明細表以及材料消耗工藝定額明細表等;e是CAFD子系統傳遞給 PMS的信息,包括工裝明細表、工裝設計圖紙、工裝物料需求等;f是CAFD子系統傳遞給QMS的工裝設計信息;g是CAFD子系統傳遞給MAS的工裝明細表信息;h是PMS傳遞給CAM子系統的與工藝有關的不合格平面磨床產品信息;i是PMS傳遞給CAPP子系統的材料信息和制造資源信息;j是QMS傳遞給CAFD子系統的工裝檢驗結果信息和平面磨床產品質量信息;k是MAS傳遞給CAPP子系統的工藝可行性報告;l是MAS傳遞給CAFD子系統的工裝試用反饋信息;m是MAS傳遞給CAM子系統的加工能力反饋信息和NC文件。
  
  圖3.12 外部信息接口
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