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基于MBD的全三维工艺规程卡构建研究

2017/6/26    来源:互联网    作者:陈兴玉  张祥祥  程五四  张红旗      
关键字:MBD  全三维工艺规程卡  轻量化工序模型  
针对目前复杂机电产品中高精度、薄壁及异形复杂腔体类零件加工工艺复杂,后续车间制造装配工人识图不直观等问题,提出并构建了全三维工艺规程卡。阐述了全三维工艺规程卡的生成流程。详细研究了三维可视轻量化模型生成、基于PDM平台的设计工艺信息分类关联存储、三维工艺规程卡模板构建及Web化实例派生关键技术。最后,给出了开发与应用实例。

    4 全三维工艺规程卡模板与实例生成

    图4所示为全三维工艺规程卡模板的布局。该模板由标题区、材料区、工艺规程树区、轻量化模型展示区、文本区、定额区和签审区七大区域构成。标准区主要记录了零件的图号、名称及版本等信息;材料区主要记录并显示了该零件的材料属性,包括材料编号、材料名称、材料牌号及材料规格等;工艺规程树区展示了零件的加工序列,由工序/工步节点构成;轻量化模型展示区主要展示了零件各工序/工步轻量化发布模型,涵盖了该工序/工步待加工信息,并通过颜色高亮显示所需加工的特征,车间工人可通过该区域方法、旋转等操作,清晰直观地获取所需加工信息;文本区主要描述了该道工序/工步相关的加工过程参数信息,包括工序/工步名称、切削液、加工参数等过程信息;定额区主要让定额人员根据工艺规程树和工艺发布结果,赋予准结及单件等定额信息;签审区主要是针对不同角色人员,如工艺设计师、定额员等,通过在签审区提交自己的意见,完成工艺审核。

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    图4 全三维工艺规程卡模板

    可视轻量化模型以及工艺过程参数信息都已经关联存储到PDM平台中后,需要通过信息的合理提取,并进行Web化发布到车间终端,才能实现车间终端的Web化全三维工艺规程卡展示,便于车间工人的信息浏览。本文对于全三维工艺过程信息的Web化发布采用了B/S模式。该模式是随着Internet技术的兴起,对C/S模式的一种改进,有效克服了C/S模式的客户端臃肿、安全性差、维护困难等缺点,如图5所示。整个全三维工艺规程卡的Web化发布体系架构包含了客户端层、Web层、业务逻辑层和数据库。客户端层由Web浏览器支持,用于展示全三维工艺规程卡,其中对于轻量化工序/工步模型的展示,通过内嵌于网页的ProductView浏览插件实现。Web层中用JSP实现全三维工艺规程卡相关静动态页面的展示,用Servlet调用业务逻辑层的Service。业务逻辑层中通过Service调用实体Bean来访问数据层相关信息,包括轻量化动态工艺模型的提取、工艺过程信息的提取和保存等。经过逐层转化和处理,最后将工艺过程各工序/工步节点信息返回给全三维工艺规程卡模板,以网页方式展示给操作者。

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    图5 全三维工艺规程卡Web化发布体系架构

    5 应用实例

    全三维工艺设计系统包含有工艺设计端工艺模型的生成及标注等、工艺发布端Web化全三维工艺规程卡的生成等。系统以Visual C++为开发语言,利用Pro/Toolkit二次开发工具包对三维CAD软件Pro/E进行了二次开发,定制开发了全三维工艺设计系统的工艺设计端功能;以JavaScript为开发语言,利用Pro/Web.Link二次开发工具包实现了工艺发布端的功能。以某壳体类零件(图号为AA8.034.11152)为例,图6所示为工艺设计端工艺规程包的生成与发布过程,包含有工艺模型的生成、工艺属性参数信息与工序/工步节点的挂接以及工艺模型的可视轻量化发布功能。该零件工艺规程树包含有备料、钳和热处理等10个工序节点,每个工序节点下又包含有相应的工步节点。在Pro/E设计环境下生成工艺模型后,工艺设计师通过挂接方式,将对应的工艺加工特征和属性参数信息挂接到工序/工步节点下,生成完整的工艺规程包。后续触发“产生轻量化文件”,将工艺模型逆向发布生成轻量化的工序/工步模型,“写入数据库”将工艺模型属性参数信息关联存入到PDM对应的数据表中,“结果发布”按钮是指将轻量化的模型信息和属性参数信息发布并检入存储到PDM中对应的文件夹和数据表中,如图7所示。后续,触发基于PDM平台开发的“查看三维工艺信息”按钮,系统将会基于三维工艺规程卡模板实时调取相应的轻量化模型和过程参数信息,生成全三维工艺规程卡实例,如图8所示。用户基于Web化三维工艺规程卡,通过触发工艺规程树区相应的工序/工步节点,实时浏览模型区待制造特征信息。

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    图8 全三维工艺规程卡实例

    6 结束语

    本文研究并突破了MBD环境下全三维工艺应用和实施过程中涉及的可视轻量化工序/工步模型生成、基于PDM平台的设计工艺信息关联存储以及全三维工艺规程卡实例的实时生成关键瓶颈技术,该系列关键技术的解决方案已在笔者开发的全三维工艺设计系统中得到了应用验证。本文研究对企业实施和应用三维工艺系统,实现全面三维工程化具有一定的参考价值。

    关于全三维工艺设计系统与企业已有信息平台的集成,本文只是探讨了与PDM平台的数据集成通信,而对于与ERP、MES等的有效集成将是笔者下一步的重点研究方向。

责任编辑:张纯子
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