運用UGWAVE技術探索工藝變更的瞬時完成

2013-05-16  by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

本文針對制造型企業(yè)機械加工工藝變更周期冗長的繁瑣負擔,運用UG WAVE技術,探索構建工藝變更瞬時完成的捷徑,闡述與產品設計、工藝自身糾錯、工藝自身完善三種變更均可同步完成的原理、方法、步驟,并通過實例演示證明。該原理、方法、步驟是基于建立產品設計與工藝設計的參數化尺寸關聯和位置關聯的基礎,通過工藝人員在工藝變更前的簡短準備,達到零組件在設計與工藝兩系統之間變更和工藝系統內部變更均能極短時間可靠完成的目的,從根本上實現設計與工藝、工藝與現場的快捷協同。
[摘要]:本文針對制造型企業(yè)機械加工工藝變更周期冗長的繁瑣負擔,運用UG WAVE技術,探索構建工藝變更瞬時完成的捷徑,闡述與產品設計、工藝自身糾錯、工藝自身完善三種變更均可同步完成的原理、方法、步驟,并通過實例演示證明。該原理、方法、步驟是基于建立產品設計與工藝設計的參數化尺寸關聯和位置關聯的基礎,通過工藝人員在工藝變更前的簡短準備,達到零組件在設計與工藝兩系統之間變更和工藝系統內部變更均能極短時間可靠完成的目的,從根本上實現設計與工藝、工藝與現場的快捷協同。

在制造型企業(yè)科研生產流程中經常出現的各類繁瑣而冗長的變更一直是工作量沉重、進度拖延和效率低下的重要原因,其中產品設計變更、工藝自身糾錯、工藝自身完善所引起的工藝變更涉及的技術文檔之廣、牽扯部門之多、工作量之大、糾葛扯皮之煩惱更為突出。

人們常?？梢钥吹?每每遇到如下三種類型情況時,技術人員就忙得團團轉,生產現場就急得團團轉:

一、設計部門對產品和零組件發(fā)生變更,需要工藝貫徹;

二、工藝系統內部為了糾錯,需要工藝變更;

三、工藝系統內部為了完善,需要工藝變更。

由于上述三種類型引起的忙和急,促動著筆者,可否尋求一條同步進行瞬時完成而又科學可靠的捷徑呢?UG WAVE技術使筆者的這一創(chuàng)意進入了探索的實踐。本文從第一種類型切入,并擴展至第二第三種類型,且將理論與實際揉在一起,來論說這一探索的可行性。

制造型企業(yè)現在在產品設計方面已實現100%三維建模,部分設計模型在工藝設計階段也已引用。要可靠、快速地完成上述三種類型的變更所引起的一系列變更工作,我們可以在此有利條件基礎上,將設計部門和工藝部門有機的聯系起來考慮,構建以參數化的尺寸關聯和位置關聯為核心的工藝變更方式,為工藝變更的同步進行瞬時完成探索新的模式。

同步進行瞬時完成模式的做法是:

①、工藝人員用WAVE的方式建立零件待加工部位與設計模型的相應部位的參數化尺寸關聯和位置關聯,使前者始終以后者作為位置變更、形狀變更和尺寸變更的唯一依據;

②、工藝人員確定零件的定位基準和定向基準所需的幾何體素,用WAVE的方式建立該幾何體素與設計模型相應體素的尺寸關聯和位置關聯,使前者始終以后者作為位置變更、形狀變更和尺寸變更的唯一依據;

③、在①和②的基礎上,工裝設計人員也用WAVE方式建立工藝裝備上的幾何體素與同一零件相應體素的尺寸關聯和位置關聯,使前者始終以后者作為位置變更、形狀變更和尺寸變更的唯一依據。

④、當設計、工藝、工裝對應部位在變更時,由于受尺寸關聯和位置關聯的共同約束,受位置變更、形狀變更和尺寸變更一致性的作用,使得設計、工藝、工裝的變更可以同時進行;

⑤、一般水平的工藝人員完成以上①②③④所需的時間最多半個小時,可以稱之為工藝變更的準終時間,真正的工藝變更由于以上①②③④所遵循的規(guī)則,使所需的周期從時間段化為時間點,這就形成了“同步進行瞬時完成”。

現以凸輪為例,圍繞加工順序、加工部位、加工方式、定位方式、壓緊方式、數控程序的生成對同步進行瞬時完成的做法加以說明。該凸輪模型的基本信息見圖1、圖2:

圖1

圖2

假設某道工序的加工內容為該凸輪的工作型面,依據設計零件的三維模型,建立起三維的工藝模型和相應的工藝資源模型,按如下規(guī)則進行裝配建模:①零件裝配在底板、壓板的組合上,②底板和壓板組合裝配在定位銷、定向銷組合上,③定位銷和定向銷組合裝配在工序模型上,以上模型見圖3到圖5,并且按圖6構建與設計零件進行參數化的尺寸關聯和位置關聯,具體的關聯關系見表1:

圖3

圖4

圖5

圖6

表1

按尺寸關聯和位置關聯裝配好的工序模型和相應的工裝資源以及加工刀路圖(粗加工、精加工)見圖7、圖8:

圖7

圖8

假設設計部門在一次變更中對該零件作如下四處變更:

?工作型面發(fā)生變更;

?定位孔定向孔的相對位置發(fā)生變更;

?定向孔孔徑減小1mm

?工件高度減少2mm;

則工藝人員在貫徹設計變更時所作的唯一工作是在加工裝配的最高節(jié)點處的制造環(huán)境中進行一次刷新操作,見圖9;工裝設計人員所作的唯一工作是在工裝設計圖(二維圖)節(jié)點處進行一次刷新操作(此操作本文未列出),具體變更內容和變更關聯的描述見表2:

圖9

表2

以上實例演示了由于設計變更引起的工裝資源、加工部位、NC數控程序仿真三個節(jié)點上的工藝變更,它通過關聯關系實現了依據設計變更,準確可靠地進行工裝、加工部位、NC數控程序的同步進行瞬時完成。與這種貫徹設計變更相比,工藝系統內部的糾錯性變更和完善性變更就更具靈活性和自由性。這個實例說明該模式對三種類型的工藝更改都能極大的縮短工藝(工裝、工序、程序)的變更周期,它將變更周期從時間段化為時間點。在這種快捷可靠的模式下,工藝系統的技術人員可以將主要精力集中于正確、合理地建立與設計零組件的關聯關系和做強做精自己的專業(yè)工作,而將過去繁雜的工藝變更的工作量交由計算機完成。

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