實(shí)用化的CAD_CAPP_CAM集成系統(tǒng).pdf

集成 實(shí)用化的集成系統(tǒng) 北京第一機(jī)床廠梁木養(yǎng)魏而巍楊平 摘要本文介紹了一個(gè)實(shí)用化的集成 系統(tǒng) 該來統(tǒng)是由機(jī) 械產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員 工 藝人 員和數(shù) 拉機(jī)來程編人員共 同努力在商品 較件平 臺(tái)上開 發(fā)的 系統(tǒng)由三個(gè)子系統(tǒng) 組成 攀件信么識(shí) 別子來統(tǒng) 子來統(tǒng)和 自動(dòng)于來統(tǒng) 零件信 息識(shí)別子系統(tǒng)從三 維 拿件中提取零 件信息 于系統(tǒng)分析零件信息 自動(dòng)生成零件加工工序和工步 從刀具數(shù)據(jù)庫中查詢刀具 及切削用童 并 完成各工序的工步排序 自動(dòng)子來統(tǒng)根據(jù)的結(jié) 果 自動(dòng)生成 的工步 經(jīng) 過仿真后生成零件加 工的刀 位文件再經(jīng)過 后處理生成 代碼 一 引言 近三十年以來 技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展 已廣 泛 用于機(jī)械 電子 航空 航天 汽車 船舶 等各個(gè)領(lǐng)域 涌現(xiàn)了 許多深受用 戶歡迎的著名商品 軟件 如 一 一 等 這些軟件在幾何 造型 分 析計(jì)算 數(shù) 據(jù) 管 理方面 取得了巨大的 成功 成為機(jī)械產(chǎn) 品設(shè)計(jì)人員方便有效 的工具 其中 一 一 等還 同時(shí)具備程編的功能 然而 由于沒有功 能 這 些 軟件需要程編人 員根據(jù)圖形進(jìn)行繁瑣的人 機(jī)交互操作 選擇零件的加工 方 法 加工 對(duì)象 刀具參數(shù) 切削用 量 確 定加工順序等之后 系統(tǒng) 才能形 成零件加工的刀位文件 最后轉(zhuǎn)換成程序 因此實(shí)現(xiàn) 的集成具有 分重大的意義 其實(shí) 早在六十 工工藝藝 知知識(shí)庫庫 刀刀具切用用 量量數(shù)據(jù)量量 機(jī)機(jī)床床 效效據(jù)庫庫 零零了牛牛 模型型 毛毛坯坯坯坯坯坯坯坯 夾夾具庫庫 后后 處處理器 零件全局信息零件名稱 材料特性信息 輪廓極限尺寸信息 最高尺寸公差 最高形位公差 最高粗槍度 需加工方位信息 熱處理信息 件的總體描述 其構(gòu)成成份如圖所示 零件加工特征信息 加工待征是零件加工要素的信息載體 為方便 起見我們將加工特征 劃分為面系 孔系和槽三大 類 各類加工特征的信 息模型如圖 一 圖 一 和圖 一 所示 三 零件信息識(shí) 別 其他說明信息 圖全局 信息模型 年代有關(guān)專家就已提出的概 念 國 內(nèi)外學(xué)者 在方 面作了大量的研究工作 有的已初步進(jìn) 人實(shí) 用化階段 但作為 集成化的 仍是一個(gè)重要的研 究課題 至今尚無 成熟的 一體 化軟 件 因而 的效率得不到 充分發(fā)揮 為此 我們在現(xiàn)有的 成熟商品 軟件平臺(tái)之 上 以北京第一機(jī)床廠的箱體 雜類零件的生產(chǎn)過 程 為研究實(shí)例 以實(shí) 用為目標(biāo) 開發(fā)了箱體 雜類零件 子系統(tǒng) 整個(gè)子系統(tǒng)建立在以加工特 征為核心的零件信息模型基礎(chǔ)之上 通過零件信息 識(shí)別子系統(tǒng)從 司 的三維零件實(shí)體模 型中提取零件加工特征信 息 建立零件信 息模型 實(shí)現(xiàn)與的信息集成 通過 自動(dòng) 子系統(tǒng)將結(jié)果轉(zhuǎn) 化成 的模 塊 幾 中的 月 實(shí)現(xiàn)與的信息集成 零 件信息識(shí)別就是提取所要加工零件的全局信 息和加工特征信息的過程 零件信息識(shí)別的關(guān)健在 于加工特征識(shí)別 加工特征的識(shí)別采用 了自動(dòng)識(shí)別 與交互識(shí)別相結(jié)合的方法 自動(dòng)識(shí)別適用于用戶自 定義特征以及用提供的孔 類 倒 角 簡單槽特 征等構(gòu)造的加工特征 自動(dòng)識(shí)別 難以識(shí)別的加工特征則通過人 機(jī)交互方式選擇加工 幾何形面的方法來識(shí)別 此外 系統(tǒng)提供了特征編 面系一下序號(hào) 原點(diǎn) 方向矢量 預(yù)成型狀態(tài) 輪廓極限尺寸 最高形位公差 最高尺寸公差 最高祖糙度 相關(guān)特征序號(hào) 相關(guān)特征類型 關(guān)系類型屯 鏈征特關(guān)相 關(guān)鍵幾何形面鏈 二 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如 圖所示 系統(tǒng)主要 由三個(gè) 子系統(tǒng)零件信息識(shí)別子系統(tǒng) 子系統(tǒng) 自動(dòng) 子系統(tǒng)組成 零件信息識(shí)別子系統(tǒng) 零件信息識(shí)別子系統(tǒng)的目的在于為和自 動(dòng)子系統(tǒng)提 供必要的零 件信息 零件信息由 零件全局信息和加工特征信息構(gòu)成 它是 貫穿 整個(gè) 系統(tǒng)的核心 零件全局信息 零件全局信息是聽有零件共有的信息 是 對(duì)零 幾何形面標(biāo)識(shí)號(hào) 幾何形面類型 方向矢量 尺寸及公差 粗桂度 形位公差 材料名稱 其他待性參致 關(guān)鍵幾何邊鏈 幾何邊標(biāo)識(shí)號(hào) 圖 一 面系特征信息模型 孔系 于號(hào) 原點(diǎn) 方向矢 預(yù)成必狀態(tài) 總深度 大直徑 小直徑 最高形位公差 最高尺寸公差 高粗桂度 關(guān)特 毛 子孔鏈 相關(guān)特征序號(hào) 相關(guān)特征類型 關(guān)系類型 子孔序號(hào) 子孔類里 粗掛度 形位公差 材料名稱 熱處理要求 相關(guān)子孔鏈 屯 相關(guān)子孔序號(hào) 相關(guān)子孔類型 管系類型 關(guān)艘?guī)缀涡蚊骀?幾何形面標(biāo)識(shí)號(hào) 幾何形面類型 方向矢 尺寸及公差 粗掛度 形位公差 材料名稱 熱處理要求 其他特性參教 關(guān)健幾何邊鏈 幾何邊標(biāo)識(shí)號(hào) 其他特性參數(shù) 圖 一 孔系特征信息模型 輯界面供用 瀏 覽或修正特征信息 為建立正確完 整的加工信息模型提供了工具 四 子系統(tǒng) 實(shí)質(zhì)就是合理利用制造資源 為滿足產(chǎn) 品的技術(shù)要求 制定產(chǎn)品的制造規(guī)程 的目格 標(biāo)是充分合理地利用現(xiàn)有的制造資源尋求完成產(chǎn)品 零件制造的最佳方案路線 因此現(xiàn)有資像數(shù)據(jù)庫的 建立是的重要依據(jù) 制造資源就廣義而言是 在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中所涉及的條件總 和 具體而 言 加工工藝所涉及的制造資源除了人作為主體因 素以外主要有毛坯原材料 機(jī)床設(shè)備 刀 具 夾具 量 具 輔具等 本系統(tǒng)運(yùn)用建立了加 工車間現(xiàn)有通 用夾具 組合夾具的三維實(shí)體模型 庫 提供查詢夾具庫 制 定 裝夾方案的人 機(jī)交互 界面 在一數(shù)據(jù)庫平臺(tái)上建立 了機(jī)床設(shè)備數(shù)據(jù)庫 毛坯材料性能數(shù)據(jù)庫 刀具及切削用 量數(shù)據(jù)庫 系 統(tǒng)果用專家智能系統(tǒng)技術(shù)完成機(jī)床設(shè)備選擇 加工 方法鏈確定 刀具及切削用量選 擇 工 步排 序 等 處理過程 生成如圖所示的零 件數(shù) 據(jù)信息 系統(tǒng)還提供了對(duì)自動(dòng)生成的工藝進(jìn)行編輯 的界面 以保證工藝數(shù)據(jù)的正確性和完整性 序號(hào) 原點(diǎn) 方向矢 頂成型狀態(tài) 輪味極限尺寸 最高形位公差 最高尺寸公差 最高粗糙度 毛 關(guān)健幾何形面鏈 相關(guān)特征序號(hào) 相關(guān)特征類型 關(guān)系類型 了一幾何形面標(biāo)識(shí)號(hào) 五 自動(dòng)子系統(tǒng) 自動(dòng)子系統(tǒng)運(yùn)用宏命令語言 根據(jù) 數(shù)據(jù)信息的各個(gè)加工工步 每個(gè)工步 所加工的幾何 關(guān)鍵幾何邊鏈 幾何形面類型 方向矢 尺寸及公差 粗糙度 形位公差 材料名稱 熱處理要求 其 他待性參數(shù) 幾何邊標(biāo)識(shí)號(hào) 圖 一 植特征信息模型 以即 據(jù) 息 毛 零件名稱 毛坯名稱 加工模型名稱 其他說明信息 工序鏈 工序號(hào) 工序名稱 機(jī)床代碼 夾具裝 置 工序座標(biāo)系 工 步鏈 圖信息模型 工步號(hào) 加工方法 加工特征序號(hào) 加工特征類型 加工子特征序號(hào) 加工子特征類 魏 工步座標(biāo)系 參考基準(zhǔn)面 刀具 切削用量 對(duì)象 所用的刀 具參數(shù) 切劉用量 座 標(biāo)系等 自動(dòng)創(chuàng) 建 下 的工步 以盈 一 之后則可以利用 找斌 的功能對(duì)加工過程進(jìn)行仿真 對(duì)各工步進(jìn)行必要的編輯 當(dāng)加工過程正確后 物出加工刀位數(shù)據(jù)文件板 最 后經(jīng)過 后處理生成各工序的加工代碼 六 結(jié)論 該系統(tǒng)建立在世界著名 的商品 軟 件 耐 平臺(tái)之上 代斌 具 有很 強(qiáng)的 功能 在國內(nèi)外擁有很 多用 戶 因而具有很好的應(yīng)用前景 系統(tǒng)建立了以特征 為核心的零件信息模型 為提供了翰入信息 避免了傳統(tǒng)手工輸入的縈重 工作和摘入差錯(cuò) 八 充分考慮了現(xiàn)實(shí)的翻造資探數(shù)據(jù) 采用 了專 家智能系統(tǒng)技術(shù) 系統(tǒng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性 結(jié)果符合 生產(chǎn) 實(shí)際 系統(tǒng)利用 六尸 結(jié) 果自動(dòng)生成 耐 叭下 的工步避免了策瑣 人機(jī)交互操作 系統(tǒng)在對(duì)商品 軟件的 功能不作任何限制的前提下 引進(jìn)了子系統(tǒng) 從而全面實(shí)現(xiàn) 了萬 人 的信息集成大 大提高了產(chǎn)品零件編程的效率和可拿性 參考文獻(xiàn) 即堪 一 加 卜 一一 已 月 妞 叨 八 玉或 城眼以 一 翻翻洲妞月卜弓曰卜已月 卜叫口月曰卜卜 已月 月目卜已習(xí)月口卜今翻卜已巨 峨勺曰司吐盆翻舊側(cè)弓卜曰 悶二 叫 口口抽 目 月 門月吐翻 目刀 叮心嘆目協(xié) 側(cè) 曰潤州 口口舊卜 月卜卜月潤潤翻口翻口習(xí)刀卜口口月卜卜翻卜卜 上接頁 弓弓弓 刀刀刀 子子子 圖 祖鐵床立勝的模塊化 當(dāng)這些組合單元的參數(shù) 形狀 尺寸 筋壁分布 規(guī)格成組工程作為一種先進(jìn)制造技術(shù) 它具有高效 化時(shí) 效果可更 顯著 例如意大利廠生產(chǎn)的率的生產(chǎn)技術(shù)和管理 技 術(shù)的特征 隨著計(jì)算機(jī)技 內(nèi)圓磨床 以為一檔 尺寸 分別循序加長和術(shù) 信息技術(shù)和 以數(shù)控機(jī)床為核 心的 柔性制造技術(shù) 加寬床身 又如德國阿歇斯雷本廠生產(chǎn)的龍門鐵床 的發(fā)展更由于市場競爭加劇所引起的產(chǎn)品生命周 等其床身 立柱 橫 梁和 工作臺(tái)的長 寬 高尺 寸放期日益縮短的需求使成組技術(shù)的內(nèi)涵有了進(jìn)一步的 大均有統(tǒng)一規(guī)格 因而只用了個(gè)砂芯盒就能適合延伸 正逐步形成一個(gè)涉及面更廣的工程系統(tǒng) 百種以上的產(chǎn)品 大件的需 要 故這也是體現(xiàn)模塊化僅就產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域而言 成組技術(shù)是使產(chǎn)品設(shè) 設(shè)計(jì)方法的一種有數(shù)手段 計(jì)和制造工藝的信息集成和促使產(chǎn) 品開發(fā)過程優(yōu)化 對(duì)于焊接件 德國席士 段廠采用預(yù)先焊成