運(yùn)用UGWAVE技術(shù)探索工藝變更的瞬時(shí)完成

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

本文針對(duì)制造型企業(yè)機(jī)械加工工藝變更周期冗長(zhǎng)的繁瑣負(fù)擔(dān),運(yùn)用UG WAVE技術(shù),探索構(gòu)建工藝變更瞬時(shí)完成的捷徑,闡述與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝自身糾錯(cuò)、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(shí)例演示證明。該原理、方法、步驟是基于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的參數(shù)化尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ),通過工藝人員在工藝變更前的簡(jiǎn)短準(zhǔn)備,達(dá)到零組件在設(shè)計(jì)與工藝兩系統(tǒng)之間變更和工藝系統(tǒng)內(nèi)部變更均能極短時(shí)間可靠完成的目的,從根本上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝、工藝與現(xiàn)場(chǎng)的快捷協(xié)同。
[摘要]:本文針對(duì)制造型企業(yè)機(jī)械加工工藝變更周期冗長(zhǎng)的繁瑣負(fù)擔(dān),運(yùn)用UG WAVE技術(shù),探索構(gòu)建工藝變更瞬時(shí)完成的捷徑,闡述與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝自身糾錯(cuò)、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(shí)例演示證明。該原理、方法、步驟是基于建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)的參數(shù)化尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ),通過工藝人員在工藝變更前的簡(jiǎn)短準(zhǔn)備,達(dá)到零組件在設(shè)計(jì)與工藝兩系統(tǒng)之間變更和工藝系統(tǒng)內(nèi)部變更均能極短時(shí)間可靠完成的目的,從根本上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝、工藝與現(xiàn)場(chǎng)的快捷協(xié)同。

在制造型企業(yè)科研生產(chǎn)流程中經(jīng)常出現(xiàn)的各類繁瑣而冗長(zhǎng)的變更一直是工作量沉重、進(jìn)度拖延和效率低下的重要原因,其中產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更、工藝自身糾錯(cuò)、工藝自身完善所引起的工藝變更涉及的技術(shù)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(shí),技術(shù)人員就忙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn),生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)就急得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn):

一、設(shè)計(jì)部門對(duì)產(chǎn)品和零組件發(fā)生變更,需要工藝貫徹;

二、工藝系統(tǒng)內(nèi)部為了糾錯(cuò),需要工藝變更;

三、工藝系統(tǒng)內(nèi)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(dòng)著筆者,可否尋求一條同步進(jìn)行瞬時(shí)完成而又科學(xué)可靠的捷徑呢?UG WAVE技術(shù)使筆者的這一創(chuàng)意進(jìn)入了探索的實(shí)踐。本文從第一種類型切入,并擴(kuò)展至第二第三種類型,且將理論與實(shí)際揉在一起,來論說這一探索的可行性。

制造型企業(yè)現(xiàn)在在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面已實(shí)現(xiàn)100%三維建模,部分設(shè)計(jì)模型在工藝設(shè)計(jì)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(chǔ)上,將設(shè)計(jì)部門和工藝部門有機(jī)的聯(lián)系起來考慮,構(gòu)建以參數(shù)化的尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián)為核心的工藝變更方式,為工藝變更的同步進(jìn)行瞬時(shí)完成探索新的模式。

同步進(jìn)行瞬時(shí)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(shè)計(jì)模型的相應(yīng)部位的參數(shù)化尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián),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(jù);

②、工藝人員確定零件的定位基準(zhǔn)和定向基準(zhǔn)所需的幾何體素,用WAVE的方式建立該幾何體素與設(shè)計(jì)模型相應(yīng)體素的尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián),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(jù);

③、在①和②的基礎(chǔ)上,工裝設(shè)計(jì)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(yīng)體素的尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián),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(jù)。

④、當(dāng)設(shè)計(jì)、工藝、工裝對(duì)應(yīng)部位在變更時(shí),由于受尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián)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(shè)計(jì)、工藝、工裝的變更可以同時(shí)進(jìn)行;

⑤、一般水平的工藝人員完成以上①②③④所需的時(shí)間最多半個(gè)小時(shí),可以稱之為工藝變更的準(zhǔn)終時(shí)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(shí)間段化為時(shí)間點(diǎn),這就形成了“同步進(jìn)行瞬時(shí)完成”。

現(xiàn)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(shù)控程序的生成對(duì)同步進(jìn)行瞬時(shí)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(shè)某道工序的加工內(nèi)容為該凸輪的工作型面,依據(jù)設(shè)計(jì)零件的三維模型,建立起三維的工藝模型和相應(yīng)的工藝資源模型,按如下規(guī)則進(jìn)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(gòu)建與設(shè)計(jì)零件進(jìn)行參數(shù)化的尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián),具體的關(guān)聯(lián)關(guān)系見表1:

圖3

圖4

圖5

圖6

表1

按尺寸關(guān)聯(lián)和位置關(guān)聯(lián)裝配好的工序模型和相應(yīng)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(shè)設(shè)計(jì)部門在一次變更中對(duì)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(duì)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(shè)計(jì)變更時(shí)所作的唯一工作是在加工裝配的最高節(jié)點(diǎn)處的制造環(huán)境中進(jìn)行一次刷新操作,見圖9;工裝設(shè)計(jì)人員所作的唯一工作是在工裝設(shè)計(jì)圖(二維圖)節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行一次刷新操作(此操作本文未列出),具體變更內(nèi)容和變更關(guān)聯(lián)的描述見表2:

圖9

表2

以上實(shí)例演示了由于設(shè)計(jì)變更引起的工裝資源、加工部位、NC數(shù)控程序仿真三個(gè)節(jié)點(diǎn)上的工藝變更,它通過關(guān)聯(lián)關(guān)系實(shí)現(xiàn)了依據(jù)設(shè)計(jì)變更,準(zhǔn)確可靠地進(jìn)行工裝、加工部位、NC數(shù)控程序的同步進(jìn)行瞬時(shí)完成。與這種貫徹設(shè)計(jì)變更相比,工藝系統(tǒng)內(nèi)部的糾錯(cuò)性變更和完善性變更就更具靈活性和自由性。這個(gè)實(shí)例說明該模式對(duì)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(shí)間段化為時(shí)間點(diǎn)。在這種快捷可靠的模式下,工藝系統(tǒng)的技術(shù)人員可以將主要精力集中于正確、合理地建立與設(shè)計(jì)零組件的關(guān)聯(lián)關(guān)系和做強(qiáng)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(jì)算機(jī)完成。

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