磨削技術(shù)
平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng) |
| 發(fā)布時(shí)間：2022/12/14 |
| 研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心或基礎(chǔ)是工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)(Engineering Design EDS)，即確定平面磨床產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目目標(biāo)及其實(shí)現(xiàn)，并在智能制造哲理的指導(dǎo)下更快地巴品、縮短平面磨床產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的集成平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)?，F(xiàn)代制造企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不僅來(lái)蘭的管理水平和營(yíng)銷策略，還來(lái)自于無(wú)與倫比的創(chuàng)新平面磨床產(chǎn)品設(shè)計(jì)和出類拔萃的制造 L企業(yè)活動(dòng)的基本價(jià)值鏈中可以看出，技術(shù)變革是企業(yè)獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的主要驅(qū)動(dòng)平面磨床產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力以及其設(shè)計(jì)周期和上市時(shí)間直接決定其在市場(chǎng)上的同類產(chǎn)邕爭(zhēng)力和對(duì)市場(chǎng)的占有率，因此，平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)在制造系統(tǒng)中的地位旨CO平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成矗研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)一般包括CAD、CAPP、CAFD和CAM4個(gè)子系統(tǒng)。來(lái)自信息經(jīng)CAPP子系統(tǒng)后得到有關(guān)零件加工工藝信息和工裝夾具的設(shè)計(jì)信息，再趨給CAFD子系統(tǒng)和CAM子系統(tǒng)，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(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。吉研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)不僅要接收和處理大量的設(shè)計(jì)信息，而且還要實(shí)現(xiàn)從工程藝特征提取、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的信息集成框架，并由網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)提供有力工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化分系統(tǒng)的特點(diǎn)包括：采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建立一個(gè)完整統(tǒng)一的平面磨床產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，并將其存放在一個(gè)共之檔或數(shù)據(jù)庫(kù)中。任一階段的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)修改信息都能夠直接反映到其他子系統(tǒng) p，保證了平面磨床產(chǎn)品數(shù)據(jù)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(duì)上述各基本模塊在并行模式下的亍控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)各功能活動(dòng)的管理。在結(jié)構(gòu)上不是單一的流程形式，而是更復(fù)雜的具有反饋的雙向嵌入式并行結(jié)構(gòu)。呈中出現(xiàn)的問(wèn)題可以直接反饋給工程設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，縮短了平面磨床產(chǎn)品的設(shè)苣周期。在性能上則體現(xiàn)為更加靈活、開(kāi)放的系統(tǒng)，表現(xiàn)為具有可擴(kuò)展性，可以添加新的起，如可裝配性評(píng)價(jià)模塊；同時(shí)，在不影響內(nèi)部推理機(jī)制的情況下，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)能夠方便地?cái)U(kuò)充。 2．平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能分析 平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)(圖8)有3個(gè)方面的需求：功能需求、信息需求與性能要求。 功能需求表現(xiàn)在：①實(shí)現(xiàn)平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的有效管理。對(duì)新平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的整個(gè)項(xiàng)目流程進(jìn)行管理，從參與項(xiàng)目的人員分配、資源配置、項(xiàng)目進(jìn)度安排等各環(huán)節(jié)合理地確定。各子任務(wù)能及時(shí)反饋完成進(jìn)度和遇到的問(wèn)題，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人能隨時(shí)掌握項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)進(jìn)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和調(diào)整子任務(wù)的時(shí)間和節(jié)奏。②實(shí)現(xiàn)平面磨床產(chǎn)品二維CAD/CAPP集成，主要用于平面磨床產(chǎn)品設(shè)計(jì)的確認(rèn)、修改審核、平面磨床產(chǎn)品工藝的編制、工裝設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)等。借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，將平面磨床產(chǎn)品設(shè)計(jì)、繪圖、工藝設(shè)計(jì)集成，減少工作環(huán)節(jié)的滯留時(shí)間，并且使工藝設(shè)計(jì)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。③實(shí)現(xiàn)平面磨床產(chǎn)品信息管理。根據(jù)工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部信息需要，針對(duì)平面磨床產(chǎn)品技術(shù)資料、零件圖紙、零件工藝文件、平面磨床產(chǎn)品物料清單、平面磨床產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)等進(jìn)行有效的統(tǒng)一管理。依據(jù)有關(guān)人員的權(quán)限分配，合理運(yùn)用技術(shù)資料，防止技術(shù)資料的混亂、丟失，保證其安全性。④工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)在制造系統(tǒng)環(huán)境下與其他系統(tǒng)集成，以解決信息交互的問(wèn)題。作為制造系統(tǒng)的一個(gè)分系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)必須在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)與其他分系統(tǒng)(特別是經(jīng)營(yíng)決策分系統(tǒng))中的經(jīng)營(yíng)決策、市場(chǎng)需求等信息的溝通；同時(shí)，本系統(tǒng)還將物料清單、工藝文件等信息傳遞給其他相關(guān)分系統(tǒng)。 信息需求表現(xiàn)在：①工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部信息共享，如CAD/CAE/CAM的三維信息與二維信息的相互轉(zhuǎn)化與集成，CAD與CAE之間接口文件的轉(zhuǎn)化等。②信息模型一致性要求。針對(duì)眾多平面磨床產(chǎn)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(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)需要向生產(chǎn)科、質(zhì)保科、加工中心等部門傳遞有關(guān)平面磨床產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息、工藝信息等。此外，系統(tǒng)應(yīng)與其他系統(tǒng)之間有統(tǒng)一的通信接口，同時(shí)還需要與分布在全國(guó)各地的廠商進(jìn)行信息溝通。 性能要求表現(xiàn)在：①實(shí)用性：系統(tǒng)應(yīng)能解決目前技術(shù)部門以及加工中心所需解決的問(wèn)題。②可靠性：工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)中的平面磨床產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)是企業(yè)的重要信息資源，必須以可靠方式進(jìn)行存儲(chǔ)，所以選用和開(kāi)發(fā)的軟硬件都應(yīng)具有很高的可靠性。③先進(jìn)性：工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)類型、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及軟硬件配置應(yīng)符合技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和潮流，具有先進(jìn)性和合理性。④可擴(kuò)展性：除了充分考慮現(xiàn)有的信息管理及接口要求，還應(yīng)正確估計(jì)今后企業(yè)的發(fā)展和系統(tǒng)擴(kuò)展的需要，在系統(tǒng)軟硬件配置、網(wǎng)絡(luò)選型、數(shù)據(jù)庫(kù)容量等方面預(yù)留可發(fā)展的余地。⑤一致性：工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的平面磨床產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息應(yīng)具有一致的模型表達(dá)，在必要的環(huán)節(jié)提供各種信息轉(zhuǎn)換來(lái)保證信息的一致性。⑥易維護(hù)性：在充分考慮系統(tǒng)的信息分布特點(diǎn)，構(gòu)造分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的同時(shí)，應(yīng)充分考慮到系統(tǒng)的維護(hù)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(hù)管理。 3．平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能樹(shù)和功能模型 根據(jù)功能需求建立的平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能樹(shù)如圖9所示。  路徑規(guī)劃處理與NC代碼生成過(guò)程仿真 圖9 平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能樹(shù) CAD子系統(tǒng)包括概念設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、載荷計(jì)算、工程圖設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化等功能；CAPP子系統(tǒng)包括工藝檢索、特征提取、工藝過(guò)程推理、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)及工藝文件管理等功能；CAFD子系統(tǒng)包括組合夾具CAD、應(yīng)用夾具CAD及夾具預(yù)裝配仿真等功能；CAM子系統(tǒng)包括刀具路徑規(guī)劃、后置處理與NC代碼生成及加工過(guò)程仿真等功能。 IDEF0方法表示的平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能模型如圖10所示。  圖10 IDEF0方法表示的平面磨床產(chǎn)品研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能模型 4．工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的信息接口工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)部信息接口如圖3．11所示。  圖11 工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)部信息接口 從圖11中可以清楚地看出系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的需求和流動(dòng)。首先，將平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃管理等信息傳到CAD子系統(tǒng)，由CAD子系統(tǒng)輸出平面磨床產(chǎn)品的零件模型、BOM表、圖紙、技術(shù)文檔等信息，并將上述信息傳給CAFD子系統(tǒng)；然后，CAFD子系統(tǒng)將工裝設(shè)計(jì)任務(wù)以及物料和加工要求等信息傳遞給生產(chǎn)管理系統(tǒng)(PMS)，將工裝模型和加工仿真結(jié)果傳遞給CAM子系統(tǒng)，同時(shí)將工裝設(shè)計(jì)結(jié)果和工裝評(píng)價(jià)等信息傳遞給CAPP子系統(tǒng)；CAPP子系統(tǒng)在接收上述信息以及來(lái)自CAD子系統(tǒng)的BOM表和零部件圖紙后，將產(chǎn)生的工藝信息和編程信息傳遞給CAM子系統(tǒng)，同時(shí)將產(chǎn)生的工藝文件和檢驗(yàn)結(jié)果傳遞給質(zhì)量管理系統(tǒng)(QMS)，將工藝設(shè)計(jì)任務(wù)和工藝流程傳遞給生產(chǎn)管理系統(tǒng)(PMS)。CAM子系統(tǒng)則輸出NC程序和調(diào)試結(jié)果給制造自動(dòng)化系統(tǒng)(MAS)，后者將加工質(zhì)量情況等信息反饋給CAPP子系統(tǒng)，CAPP子系統(tǒng)也會(huì)將工藝性審查結(jié)論反饋給CAD子系統(tǒng)。 外部信息接口如圖12所示。圖中，a表示傳遞給CAD子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)信息，包括設(shè)計(jì)計(jì)劃、設(shè)計(jì)周期、材料、平面磨床產(chǎn)品零部件模型等；b是CAPP子系統(tǒng)傳遞給PMS的信息，包括工藝規(guī)程、鑄鍛件明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表、外協(xié)件和外購(gòu)件明細(xì)表、平面磨床產(chǎn)品配套明細(xì)表、材料消耗工藝定額明細(xì)表、部件配套明細(xì)表、工裝設(shè)計(jì)申請(qǐng)表以及工額定時(shí)等；c是CAPP子系統(tǒng)傳遞給QMS的技術(shù)文件(如平面磨床產(chǎn)品技術(shù)條件、測(cè)試大綱等)、工藝規(guī)程和關(guān)鍵件的質(zhì)量會(huì)簽等信息；d是CAPP子系統(tǒng)傳遞給MAS的信息，包括工藝規(guī)程、車間分配表、生產(chǎn)圖紙、部件配套平面磨床產(chǎn)品明細(xì)表以及材料消耗工藝定額明細(xì)表等；e是CAFD子系統(tǒng)傳遞給 PMS的信息，包括工裝明細(xì)表、工裝設(shè)計(jì)圖紙、工裝物料需求等；f是CAFD子系統(tǒng)傳遞給QMS的工裝設(shè)計(jì)信息；g是CAFD子系統(tǒng)傳遞給MAS的工裝明細(xì)表信息；h是PMS傳遞給CAM子系統(tǒng)的與工藝有關(guān)的不合格平面磨床產(chǎn)品信息；i是PMS傳遞給CAPP子系統(tǒng)的材料信息和制造資源信息；j是QMS傳遞給CAFD子系統(tǒng)的工裝檢驗(yàn)結(jié)果信息和平面磨床產(chǎn)品質(zhì)量信息；k是MAS傳遞給CAPP子系統(tǒng)的工藝可行性報(bào)告；l是MAS傳遞給CAFD子系統(tǒng)的工裝試用反饋信息；m是MAS傳遞給CAM子系統(tǒng)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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