基于PLM（產(chǎn)品生命周期管理）協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)建立面向制造過程的三維工藝設(shè)計(jì)、仿真的數(shù)字化工藝平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)制造BOM（物料清單）的編制和管理，實(shí)現(xiàn)工藝路線定義與劃分，實(shí)現(xiàn)組裝工藝過程和機(jī)加工藝過程的三維設(shè)計(jì)和仿真，實(shí)現(xiàn)對(duì)工裝、工具、刀具等工藝資源的管理，從而全面提升工藝設(shè)計(jì)能力，提高工藝管理水平，并縮短工藝準(zhǔn)備周期進(jìn)而縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期。

3 基于DELMIA系統(tǒng)的三維機(jī)加工藝過程模塊搭建與應(yīng)用

三維機(jī)加工藝仿真是屬于工藝細(xì)節(jié)的規(guī)劃和驗(yàn)證應(yīng)用的環(huán)境，屬于在DPM環(huán)境下的應(yīng)用，根據(jù)已編制的機(jī)加工藝路線、工藝規(guī)程，在DPM提供的加工仿真環(huán)境下進(jìn)行虛擬的切削加工過程的仿真，可以模擬包括加工設(shè)備（機(jī)床）、輔助設(shè)備（換刀機(jī)構(gòu)）在內(nèi)的機(jī)加全過程的仿真。進(jìn)而分析數(shù)控加工代碼的可行性、保證數(shù)控加工的質(zhì)量。DELMIA的機(jī)加工藝工作流程如圖4所示。

圖3 制造BOM的編制流程

圖4 三維加工工藝流程

對(duì)于三維機(jī)加工藝平臺(tái)特點(diǎn)也是3個(gè)結(jié)點(diǎn)PPR的結(jié)構(gòu)樹，區(qū)別是3個(gè)結(jié)點(diǎn)下面的數(shù)據(jù)類型都是仿真驗(yàn)證過程中使用的產(chǎn)品類三維模型、資源類三維模型、參數(shù)驅(qū)動(dòng)型的工藝設(shè)置。對(duì)于產(chǎn)品三維工藝編制首先從PLM系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀入，通過STEP接口或直接的Solidworks接口把產(chǎn)品和毛坯原材料三維模型導(dǎo)入到Product結(jié)點(diǎn)下，DELMIA也可以建立3D的毛坯模型（通過修改設(shè)計(jì)模型或按毛坯圖紙建模），并把工裝夾具等模型進(jìn)行導(dǎo)入，在完成相關(guān)三維模型導(dǎo)入后接著需要在Process結(jié)點(diǎn)下進(jìn)行工藝設(shè)置，包括加工設(shè)備的設(shè)定、加工零件沒定、干涉檢測(cè)的范圍、安全平面的設(shè)定、加工坐標(biāo)系的沒定、碰撞的策略沒定，在完成詳細(xì)加工設(shè)定后可以進(jìn)行刀具軌跡計(jì)算，刀具軌跡計(jì)算是仿真的初步依據(jù)，刀具軌跡計(jì)，根據(jù)計(jì)算得出的刀具軌跡可以初步判斷仿真的結(jié)果，在完成刀具軌跡計(jì)算后可以進(jìn)行加工仿真．加工仿真就是切削過程和切削結(jié)果的仿真，可以驗(yàn)證加工過程中的干涉碰撞和加工后模型的精度分析，是否存在過切等現(xiàn)象，對(duì)于加工模型的精度和余量可以通過顏色進(jìn)行顯示。如圖5所示，為縱橫公司實(shí)際生產(chǎn)的軸裝制動(dòng)盤刀具軌跡計(jì)算和加工仿真結(jié)果，最終輸出加工NC代碼。

圖5 制動(dòng)盤刀具軌跡計(jì)算和仿真結(jié)果

4 基于DELMIA系統(tǒng)的三維裝配工藝過程模塊搭建與應(yīng)用

DFLMIA系統(tǒng)的三維裝配工藝過程也是在基于設(shè)計(jì)三維模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行裝配、拆解過程的三維仿真。三維裝配功能模塊也是在PPR結(jié)構(gòu)樹結(jié)構(gòu)下進(jìn)行工藝編輯，所以是屬于基于流程型的工藝設(shè)計(jì)，工藝人員通過PLM系統(tǒng)導(dǎo)入產(chǎn)品三維模型，產(chǎn)品三維模型的數(shù)據(jù)讀入是通過STEP接口把Solidworks的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入DPM的PPR結(jié)構(gòu)樹的Product結(jié)點(diǎn)下，把裝配過程中的工裝、工具、設(shè)備等工藝資源設(shè)置在DPM的PPR結(jié)構(gòu)樹的Resource結(jié)點(diǎn)下，裝配工藝路線和工序內(nèi)容、工步在DPM的PPR結(jié)構(gòu)樹的Process結(jié)點(diǎn)下編輯并進(jìn)行工藝仿真驗(yàn)證，輸出基于MBOM物料信息的工藝路線仿真。如圖6所示，縱橫公司實(shí)際生產(chǎn)救援回送裝置的產(chǎn)品裝配三維過程仿真和裝配工藝的輸出。

對(duì)于Process下的工序編制和安排，由于復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)，工序安排也存在并行工序和工序嵌套結(jié)構(gòu)，對(duì)于在Proccss結(jié)點(diǎn)下已創(chuàng)建的工序，在進(jìn)行三維裝配仿真之前需要使用PERT圖對(duì)于工序進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的處理，PERT圖是一個(gè)有向圖，圖中的方塊表示工序，還給出了工序之間的關(guān)系，如圖7所示，即哪些工序完成后才能開始另外一些工序，以及如期完成整個(gè)裝配過程的關(guān)鍵路徑，使得在調(diào)整工序間的關(guān)系和重構(gòu)結(jié)構(gòu)變得更加直觀。

圖6 救援回送裝置三維裝配仿真和工藝輸出

圖7 工序PERT 圖

以上內(nèi)容為DELMIA三維工藝模塊開發(fā)和應(yīng)用。

5 結(jié)束語

主要論述通過基于DELMIA軟件搭建的三維數(shù)字化工藝平臺(tái)，并重點(diǎn)介紹了制造BOM、三維加工、三維裝配等工藝平臺(tái)主要功能模塊的搭建原理和應(yīng)用效果，從實(shí)際應(yīng)用角度上實(shí)現(xiàn)了與PLM系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)三維工藝設(shè)計(jì)和仿真，實(shí)現(xiàn)制造BOM、工藝路線和工藝物料進(jìn)行發(fā)布管理和變更管理，并對(duì)全部流程進(jìn)行全壽命周期管理，實(shí)現(xiàn)與ERP的系統(tǒng)集成。解決了工藝系統(tǒng)信息化管理手段的相對(duì)瓶頸問題，從而實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的并行，并實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過程的成本降低和效率的提高。

責(zé)任編輯：張純子

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基于PLM系統(tǒng)的數(shù)字化三維制造工藝平臺(tái)建設(shè)及應(yīng)用

基于PLM系統(tǒng)的數(shù)字化三維制造工藝平臺(tái)建設(shè)及應(yīng)用(2)

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