3D 实体技术在CAPP 中的应用

  制造工艺管理解决方案不是将一些零散的应用程序进行简单的罗列,而是基于一个有效的核心,针对数字模型进行集中的管理、协同和互操作,即以产品数据管理为平台将产品、工艺、企业和资源有效地进行关联,同时保证了数据的一致、有效和重用。这个集成的数据结构如图4 所示,保证了快速、准确而安全地存取制造信息,同时对制造工艺可进行可视化分析和优化。制造工艺管理解决方案的一个最终目标是保证使用者以一个有效和及时的方式准确地对制造工艺进行创建、验证和沟通。

图4 　制造企业信息流

    CAPP 不仅在系统结构中占有重要组成部分,而且在产品生命周期中也具有重要地位。基于PDMPCAPP 系统可以确保不同的人员同时在一个系统中协同工作,而且保证了数据的统一,产品数据从设计定义到最终投放生产顺畅运行。工艺员可以在统一界面、统一数据库中并行作业。协同完成产品数据接收、流水分配、工艺编制、工艺会签、工艺装备申请和工艺装备设计等几乎所有生产准备的技术工作,如图5 所示。

图5 　工艺设计界面

    如图6 所示,工艺编制可以直接参考产品的3D模型;随时进入UG界面进行工序图的定义和抽取;及时查找资源库中所需信息。另一方面,如图7 所示,工艺编制可以与UGPCAM 双向相关,刀、夹具带入UGPCAM,NC 程序返回工艺文件中。

图6 　产品和工艺的关联性

图7 　CAM中与零件相关联的所有工艺和数控工序

    针对数控工艺的编制尤其显得方便、快捷。只要在零件的工艺编制中编制了数控工序,再进入到UGPCAM 中,系统就将显示与所编制工艺零件的所有工艺,所需工艺所有的数控工序就以树状结构展开,用户可以找到需要编程的工序,选择这个工序系统将提示使用何种模板,选择相应的模板后,就可进入到UGPCAM中,模板中相应的工艺装备、夹具的三维模型及相互的装配关系都将带入UGPCAM。同时,由CAM 产生的中间结果同样也能保存在系统中,在下一工序中继续进行装配引用,通过反复迭代,通过不同加工方法去除多余材料,达到最终零件,在工艺设计过程中,系统提供一套3D 和与加工过程相一致的几何编辑工具,确保工序之间信息关联是同一数据源。在进行程序的编制过程中所使用的刀具均为数据库中的刀具,完成程序的编制后执行保存,系统就会将所编制的NC程序和车间工艺文档自动保存到PDM 中。工艺装备设备、数控程序与工艺的关联性,以及工艺设计与其他软件模块的高度集成性,实现了制造技术的整体提升。加工的装配模拟和刀轨的切削仿真,不仅可以及早验证数据的正确性,而且可以生成动画或图片,作为工艺内容,指导车间生产。

2 　结论
    近年来,CAPP 的应用范围已逐渐扩大到各种专业的工艺过程设计,乃至企业产品设计制造过程的各个层次、各个阶段的工艺文件生成和工艺信息管理。
    目前,传统的CAPP 系统正向工艺设计与信息管理一体化的现代CAPP 系统,即制造工艺信息系统发展。
    CAPP 采用3D 设计技术,增加了产品的可读性和一致性,减少了理解图样的时间。
    现代CAPP 系统中不仅包含方便的工艺规程编制功能,更包含对企业制造工艺信息及工艺工作流进行快速有效的规范化管理,实现并行工作,可以及早审查产品工艺性,统一操作平台,共享数据库,所有工作人员可以方便地在本地计算机与数据库存取信息,实现协同工作,改进了从前数据多处存放、不一致、非关联的缺陷。数字化制造技术的应用极大地改善了传统的工作模式,提高生产效率,保证产品质量,节省制造成本。