磨削技术

平面磨床产品研发与工艺设计系统

发布时间:2022/12/14
  研发与工艺设计系统的核心或基础是工程设计系统(Engineering Design EDS),即确定平面磨床产品设计项目目标及其实现,并在智能制造哲理的指导下更快地巴品、缩短平面磨床产品设计周期的集成平面磨床产品开发系统。现代制造企业的竞争优势不仅来兰的管理水平和营销策略,还来自于无与伦比的创新平面磨床产品设计和出类拔萃的制造 L企业活动的基本价值链中可以看出,技术变革是企业获得竞争优势的主要驱动平面磨床产品的开发设计能力以及其设计周期和上市时间直接决定其在市场上的同类产邕争力和对市场的占有率,因此,平面磨床产品研发与工艺设计系统在制造系统中的地位旨CO平面磨床产品研发与工艺设计系统的结构及组成矗研发与工艺设计系统一般包括CAD、CAPP、CAFD和CAM4个子系统。来自信息经CAPP子系统后得到有关零件加工工艺信息和工装夹具的设计信息,再趋给CAFD子系统和CAM子系统,最后得到各工序的工装夹具图纸信息和加工工艺、NC代码等加工信息。吉研发与工艺设计系统的系统结构如图8所示。吉研发与工艺设计系统不仅要接收和处理大量的设计信息,而且还要实现从工程艺特征提取、工艺过程设计、夹具设计到制造与装配等大量信息和功能的集成与目此,通常采用PDM作为并行设计的信息集成框架,并由网络和数据库提供有力工程设计自动化分系统的特点包括:采用统一的数据标准,建立一个完整统一的平面磨床产品数据模型,并将其存放在一个共之档或数据库中。任一阶段的设计数据修改信息都能够直接反映到其他子系统 p,保证了平面磨床产品数据的一致性和可跟踪性。功能上具有层次性。一方面具有最基本的功能模块,如零件特征建模、可制造性亡艺生成等模块;另一方面,还具备上层模块对上述各基本模块在并行模式下的亍控制,实现对各功能活动的管理。在结构上不是单一的流程形式,而是更复杂的具有反馈的双向嵌入式并行结构。呈中出现的问题可以直接反馈给工程设计模块进行评价和修改,缩短了平面磨床产品的设苣周期。在性能上则体现为更加灵活、开放的系统,表现为具有可扩展性,可以添加新的起,如可装配性评价模块;同时,在不影响内部推理机制的情况下,系统数据库和知识库能够方便地扩充。
  2.平面磨床产品研发与工艺设计系统功能分析
  平面磨床产品研发与工艺设计系统(图8)有3个方面的需求:功能需求、信息需求与性能要求。
  功能需求表现在:①实现平面磨床产品开发项目的有效管理。对新平面磨床产品开发的整个项目流程进行管理,从参与项目的人员分配、资源配置、项目进度安排等各环节合理地确定。各子任务能及时反馈完成进度和遇到的问题,项目负责人能随时掌握项目的开发进程,及时发现问题和调整子任务的时间和节奏。②实现平面磨床产品二维CAD/CAPP集成,主要用于平面磨床产品设计的确认、修改审核、平面磨床产品工艺的编制、工装设计、包装设计等。借助于计算机辅助设计软件,将平面磨床产品设计、绘图、工艺设计集成,减少工作环节的滞留时间,并且使工艺设计规范化、标准化。③实现平面磨床产品信息管理。根据工程设计自动化系统内部信息需要,针对平面磨床产品技术资料、零件图纸、零件工艺文件、平面磨床产品物料清单、平面磨床产品说明书等进行有效的统一管理。依据有关人员的权限分配,合理运用技术资料,防止技术资料的混乱、丢失,保证其安全性。④工程设计自动化系统在制造系统环境下与其他系统集成,以解决信息交互的问题。作为制造系统的一个分系统,工程设计自动化系统必须在计算机通信网络和数据库环境下实现与其他分系统(特别是经营决策分系统)中的经营决策、市场需求等信息的沟通;同时,本系统还将物料清单、工艺文件等信息传递给其他相关分系统。
  信息需求表现在:①工程设计自动化系统内部信息共享,如CAD/CAE/CAM的三维信息与二维信息的相互转化与集成,CAD与CAE之间接口文件的转化等。②信息模型一致性要求。针对众多平面磨床产品类型不一,需要建立一致的信息模型。③外部信息接口要求。工程设计自动化系统需要向生产科、质保科、加工中心等部门传递有关平面磨床产品设计信息、工艺信息等。此外,系统应与其他系统之间有统一的通信接口,同时还需要与分布在全国各地的厂商进行信息沟通。
  性能要求表现在:①实用性:系统应能解决目前技术部门以及加工中心所需解决的问题。②可靠性:工程设计自动化系统中的平面磨床产品信息数据是企业的重要信息资源,必须以可靠方式进行存储,所以选用和开发的软硬件都应具有很高的可靠性。③先进性:工程设计自动化系统的体系结构、网络类型、数据库结构的设计以及软硬件配置应符合技术发展的现状和潮流,具有先进性和合理性。④可扩展性:除了充分考虑现有的信息管理及接口要求,还应正确估计今后企业的发展和系统扩展的需要,在系统软硬件配置、网络选型、数据库容量等方面预留可发展的余地。⑤一致性:工程设计系统中的平面磨床产品数据信息应具有一致的模型表达,在必要的环节提供各种信息转换来保证信息的一致性。⑥易维护性:在充分考虑系统的信息分布特点,构造分布式数据库管理系统的同时,应充分考虑到系统的维护工作,建议采用具有较好的可操作性和方便性的集成式维护管理。
  3.平面磨床产品研发与工艺设计系统的功能树和功能模型
  根据功能需求建立的平面磨床产品研发与工艺设计系统的功能树如图9所示。
  
  路径规划处理与NC代码生成过程仿真
  图9 平面磨床产品研发与工艺设计系统的功能树
  CAD子系统包括概念设计、零部件设计、机构设计、装配设计、载荷计算、工程图设计及结构分析与优化等功能;CAPP子系统包括工艺检索、特征提取、工艺过程推理、工艺过程设计及工艺文件管理等功能;CAFD子系统包括组合夹具CAD、应用夹具CAD及夹具预装配仿真等功能;CAM子系统包括刀具路径规划、后置处理与NC代码生成及加工过程仿真等功能。
  IDEF0方法表示的平面磨床产品研发与工艺设计系统的功能模型如图10所示。
  
  图10 IDEF0方法表示的平面磨床产品研发与工艺设计系统的功能模型
  4.工程设计自动化系统与其他系统的信息接口工程设计自动化系统的内部信息接口如图3.11所示。
  
  图11 工程设计自动化系统的内部信息接口
  从图11中可以清楚地看出系统内部数据信息的需求和流动。首先,将平面磨床产品开发计划、生产经营计划管理等信息传到CAD子系统,由CAD子系统输出平面磨床产品的零件模型、BOM表、图纸、技术文档等信息,并将上述信息传给CAFD子系统;然后,CAFD子系统将工装设计任务以及物料和加工要求等信息传递给生产管理系统(PMS),将工装模型和加工仿真结果传递给CAM子系统,同时将工装设计结果和工装评价等信息传递给CAPP子系统;CAPP子系统在接收上述信息以及来自CAD子系统的BOM表和零部件图纸后,将产生的工艺信息和编程信息传递给CAM子系统,同时将产生的工艺文件和检验结果传递给质量管理系统(QMS),将工艺设计任务和工艺流程传递给生产管理系统(PMS)。CAM子系统则输出NC程序和调试结果给制造自动化系统(MAS),后者将加工质量情况等信息反馈给CAPP子系统,CAPP子系统也会将工艺性审查结论反馈给CAD子系统。
  外部信息接口如图12所示。图中,a表示传递给CAD子系统的设计信息,包括设计计划、设计周期、材料、平面磨床产品零部件模型等;b是CAPP子系统传递给PMS的信息,包括工艺规程、铸锻件明细表、标准件明细表、外协件和外购件明细表、平面磨床产品配套明细表、材料消耗工艺定额明细表、部件配套明细表、工装设计申请表以及工额定时等;c是CAPP子系统传递给QMS的技术文件(如平面磨床产品技术条件、测试大纲等)、工艺规程和关键件的质量会签等信息;d是CAPP子系统传递给MAS的信息,包括工艺规程、车间分配表、生产图纸、部件配套平面磨床产品明细表以及材料消耗工艺定额明细表等;e是CAFD子系统传递给 PMS的信息,包括工装明细表、工装设计图纸、工装物料需求等;f是CAFD子系统传递给QMS的工装设计信息;g是CAFD子系统传递给MAS的工装明细表信息;h是PMS传递给CAM子系统的与工艺有关的不合格平面磨床产品信息;i是PMS传递给CAPP子系统的材料信息和制造资源信息;j是QMS传递给CAFD子系统的工装检验结果信息和平面磨床产品质量信息;k是MAS传递给CAPP子系统的工艺可行性报告;l是MAS传递给CAFD子系统的工装试用反馈信息;m是MAS传递给CAM子系统的加工能力反馈信息和NC文件。
  
  图3.12 外部信息接口
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