運用UGWAVE技術(shù)探索工藝變更的瞬時完成

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

本文針對制造型企業(yè)機械加工工藝變更周期冗長的繁瑣負擔(dān),運用UG WAVE技術(shù),探索構(gòu)建工藝變更瞬時完成的捷徑,闡述與產(chǎn)品設(shè)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(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計的參數(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短準備,達到零組件在設(shè)計與工藝兩系統(tǒng)之間變更和工藝系統(tǒng)內(nèi)部變更均能極短時間可靠完成的目的,從根本上實現(xiàn)設(shè)計與工藝、工藝與現(xiàn)場的快捷協(xié)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(dān),運用UG WAVE技術(shù),探索構(gòu)建工藝變更瞬時完成的捷徑,闡述與產(chǎn)品設(shè)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(chǎn)品設(shè)計與工藝設(shè)計的參數(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短準備,達到零組件在設(shè)計與工藝兩系統(tǒng)之間變更和工藝系統(tǒng)內(nèi)部變更均能極短時間可靠完成的目的,從根本上實現(xiàn)設(shè)計與工藝、工藝與現(xiàn)場的快捷協(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(chǎn)品設(shè)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(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,技術(shù)人員就忙得團團轉(zhuǎn),生產(chǎn)現(xiàn)場就急得團團轉(zhuǎn):

一、設(shè)計部門對產(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,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,促動著筆者,可否尋求一條同步進行瞬時完成而又科學(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(xiàn)在在產(chǎn)品設(shè)計方面已實現(xiàn)100%三維建模,部分設(shè)計模型在工藝設(shè)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(chǔ)上,將設(shè)計部門和工藝部門有機的聯(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(shè)計模型的相應(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(shè)計模型相應(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、工藝、工裝對應(yīng)部位在變更時,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、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(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(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)計零件進行參數(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(shè)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(shè)計人員所作的唯一工作是在工裝設(shè)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(nèi)容和變更關(guān)聯(lián)的描述見表2:

圖9

表2

以上實例演示了由于設(shè)計變更引起的工裝資源、加工部位、NC數(shù)控程序仿真三個節(jié)點上的工藝變更,它通過關(guān)聯(lián)關(guān)系實現(xiàn)了依據(jù)設(shè)計變更,準確可靠地進行工裝、加工部位、NC數(shù)控程序的同步進行瞬時完成。與這種貫徹設(shè)計變更相比,工藝系統(tǒng)內(nèi)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(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)計零組件的關(guān)聯(lián)關(guān)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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