淺談全三維數(shù)字化工藝規(guī)程的創(chuàng)建和使用_CAPP_產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化(PLM)_2749

1、淺談全三維數(shù)字化工藝規(guī)程的創(chuàng)建和使用_CAPP_產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化(PLM)    紙質(zhì)工藝規(guī)程是制造型企業(yè)科研生產(chǎn)流程中經(jīng)常使用的技術(shù)文件，通常有兩大作用：一是用于指導(dǎo)生產(chǎn)，二是用于工藝管理。工藝規(guī)程采用圖形、文字和符號(hào)等信息描述每道工序的工作，包括：加工內(nèi)容、技術(shù)要求、工藝技術(shù)準(zhǔn)備、計(jì)量和檢驗(yàn)要求等五類信息。對(duì)于結(jié)構(gòu)分布和外觀形狀簡(jiǎn)單的零件，紙質(zhì)工藝規(guī)程進(jìn)行工序信息描述的工作量較小、出錯(cuò)率較低、更改因素較少、更改周期短、相關(guān)人員理解工序任務(wù)的時(shí)間較短。但對(duì)于結(jié)構(gòu)分布或外觀形狀復(fù)雜的零件，使用紙質(zhì)工藝規(guī)程進(jìn)行工序信息描述的工作量明顯增加，出錯(cuò)率同步上升，更改因素增多

2、，更改周期變長、相關(guān)人員理解工序任務(wù)的時(shí)間激增且難度加大。而現(xiàn)在結(jié)構(gòu)分布或外觀形狀復(fù)雜的零件與日俱增、比比皆是，紙質(zhì)工藝規(guī)程的局限性就明顯了。能否將工藝規(guī)程編制轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)源頭的三維設(shè)計(jì)模型上進(jìn)行呢？這樣做會(huì)有什么優(yōu)點(diǎn)？需要什么條件？原來二維紙質(zhì)工藝規(guī)程所描述的加工內(nèi)容、加工要求、計(jì)量要求、檢驗(yàn)要求等在何處表示？筆者帶著這四個(gè)問題，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)際進(jìn)行了實(shí)踐，初步得出下面的結(jié)論。    1、工藝規(guī)程的編制可以在設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行：·  工藝規(guī)程中各道工序可以依據(jù)設(shè)計(jì)模型創(chuàng)建工序模型；·  工序模型是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、計(jì)量、

3、檢測(cè)等工作的主模型；·  工序模型是在關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)模型和毛坯模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的。    2、利用與設(shè)計(jì)模型關(guān)聯(lián)的工藝模型編制工藝規(guī)程的優(yōu)點(diǎn)是：·  工藝規(guī)程是以全三維工序模型為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)化工藝；·  每個(gè)工序模型與設(shè)計(jì)模型和毛坯模型保持關(guān)聯(lián)，無論設(shè)計(jì)模型還是毛坯模型發(fā)生更改，與其關(guān)聯(lián)的工序模型也會(huì)相應(yīng)發(fā)生更改，而且這種更改是可控的；·  三維模型的可視化使工序模型所表達(dá)的制作過程全部信息更加直觀；·  生產(chǎn)過程的不同環(huán)節(jié)不同使用者得到的信息是相同的。 

4、0;   3、利用與設(shè)計(jì)模型關(guān)聯(lián)的工藝模型編制工藝規(guī)程所需的條件是：· 編制工藝規(guī)程的模式的變化要求編制者和使用者均要經(jīng)歷逐步適應(yīng)的過程；·  編制者和使用者須經(jīng)過一定的實(shí)踐才能熟練掌握UG系統(tǒng)的基本技能；·  由于使用先進(jìn)的軟件技術(shù)作為處理日常工作的工具，有可能不符合現(xiàn)行質(zhì)量程序文件的要求，須與時(shí)俱進(jìn)地豐富完善質(zhì)量程序文件，重新梳理從設(shè)計(jì)源頭到工藝規(guī)程編制、審批、使用各環(huán)節(jié)所需的信息，規(guī)定各環(huán)節(jié)接收、產(chǎn)生、維護(hù)、發(fā)送的信息類型。    4、原二維紙質(zhì)工藝規(guī)程對(duì)工序內(nèi)容的描述全部在工序模型上直觀

5、的進(jìn)行，并且可以實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)高亮顯示。    以上四個(gè)結(jié)論說明應(yīng)當(dāng)大力推行全三維數(shù)字化工藝規(guī)程。    筆者在實(shí)踐基礎(chǔ)上總結(jié)出了全三維數(shù)字化工藝規(guī)程的創(chuàng)建過程，用示意圖(圖1)和簡(jiǎn)要文字解釋如下： 圖1·     全三維數(shù)字化工藝規(guī)程創(chuàng)建的思路是：    1、建立全三維數(shù)字化總工序模型節(jié)點(diǎn)，將其作為工藝規(guī)程的根節(jié)點(diǎn)；    2、按順序?qū)⑹褂肳AVELINK設(shè)計(jì)模型方式創(chuàng)建的模型毛坯模型、使用WAVELINK設(shè)計(jì)模型方式創(chuàng)建的工藝用

6、設(shè)計(jì)模型(所謂工藝用設(shè)計(jì)模型即在工藝規(guī)程編制階段采用關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)模型方式提取并保存設(shè)計(jì)模型上各類位置和形狀體素的模型)、工序模型添加到總工序模型節(jié)點(diǎn)下作為裝配件用于記錄和描述每道工序加工完畢后的狀況，為了用可視化的方式描述工藝規(guī)程結(jié)構(gòu)樹，在UGNX5環(huán)境下增加了描述項(xiàng)目標(biāo)簽，見圖2： 圖2    下表(表1)按圖2中所列描述項(xiàng)的內(nèi)容對(duì)該工藝規(guī)程結(jié)構(gòu)樹中各節(jié)點(diǎn)及其作用進(jìn)行簡(jiǎn)要解釋：表1·     全三維數(shù)字化工序模型創(chuàng)建的步驟是：    1、總工序模型的創(chuàng)建：  

7、0; 在零件加工工藝規(guī)程根節(jié)點(diǎn)(總工序模型)內(nèi)，通過WAVELINK毛坯模型得到工藝員可編輯的毛坯模型。在該毛坯模型上依據(jù)WAVELINK得到的設(shè)計(jì)模型進(jìn)行從首道工序模型到最終工序模型的一系列補(bǔ)充建模工作，并將這些建模步驟按一定命名規(guī)則進(jìn)行重新命名，用以區(qū)分不同工序的起止，最終形成建模結(jié)構(gòu)樹，該結(jié)構(gòu)樹詳細(xì)記錄了從零件毛坯到最終零件的全部補(bǔ)充建模步驟，見圖3： 圖3    2、每道工序模型的創(chuàng)建：    每道工序模型通過WAVELINK總工序模型而來，并通過時(shí)間戳功能和圖3中建模結(jié)構(gòu)樹的重命名步驟確定該道工序模型的最終形狀(為

8、了減少建模工作量也可以將零件的加工階段加以區(qū)分，處在某個(gè)階段的若干道工序共同使用本階段內(nèi)最后一道工序的工序模型)，在每道工序模型中，通過添加不同視圖，利用產(chǎn)品制造信息標(biāo)示功能即PMI(除檢驗(yàn)工序外)在各視圖中描述該道工序的詳細(xì)技術(shù)要求，見圖4-圖7： 圖4 圖5圖6 圖7    采用工藝規(guī)程結(jié)構(gòu)樹編制工藝規(guī)程既能保證工藝規(guī)程的完整性、結(jié)構(gòu)化，又能使工序內(nèi)容突出體現(xiàn)，從根本上為實(shí)現(xiàn)工藝信息和工序信息的結(jié)構(gòu)化布局和結(jié)構(gòu)化傳遞提供了完整的模式，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造加工協(xié)同進(jìn)行的基礎(chǔ)。    筆者在實(shí)踐基礎(chǔ)上還總結(jié)出

9、了全三維數(shù)字化工藝規(guī)程的使用方法，用示意圖和簡(jiǎn)要文字解釋如下：    工藝規(guī)程是指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的技術(shù)依據(jù)，同時(shí)也是業(yè)務(wù)處室日常工作的重要數(shù)據(jù)源。工藝規(guī)程中每道工序模型從滿足各部門使用的角度來說即成為工序主模型。通常狀況下主要使用工序主模型的業(yè)務(wù)部門及其使用范圍見表2：表2    圖8到圖12分別以數(shù)控程序編制、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、零件計(jì)量、零件檢驗(yàn)、工裝設(shè)計(jì)等5個(gè)環(huán)節(jié)的使用為例說明在生產(chǎn)過程中對(duì)工序主模型的使用。 圖8 圖9 圖10 圖11 圖12    圖8到圖12

10、是生產(chǎn)管理、生產(chǎn)準(zhǔn)備、數(shù)控程序編制、零件計(jì)量、零件檢驗(yàn)、工裝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、質(zhì)量管理、專業(yè)研究等九種不同性質(zhì)的工作對(duì)于工序主模型使用的典型示范。這種生產(chǎn)過程中始終貫穿主模型(設(shè)計(jì)主模型、工序主模型)的模式，保證了數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、唯一性。在數(shù)據(jù)的傳遞和使用中前一環(huán)節(jié)為后一環(huán)節(jié)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，前一環(huán)節(jié)對(duì)后一環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性負(fù)責(zé)。遇到產(chǎn)品設(shè)計(jì)更改和工藝設(shè)計(jì)更改時(shí)，在各環(huán)節(jié)需要進(jìn)行必要的判斷并采取一定更改措施，保證每個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。    如上所述，全三維數(shù)字化工藝規(guī)程的創(chuàng)建和使用是科學(xué)的、可靠的、易行的，那么全面推行全三維數(shù)字化工藝規(guī)程就是當(dāng)前應(yīng)

11、當(dāng)提倡的。鑒于目前科研生產(chǎn)的現(xiàn)狀，要全面使用全三維數(shù)字化工藝規(guī)程，還需要設(shè)計(jì)部門、工藝部門、計(jì)量部門、檢驗(yàn)部門、質(zhì)管部門、生產(chǎn)部門、標(biāo)準(zhǔn)化部門和生產(chǎn)單位共同解放思想、通力協(xié)作，讓我們盡快構(gòu)建起一套利用全三維數(shù)字化工藝規(guī)程進(jìn)行工藝工作的模式和標(biāo)準(zhǔn)體系。    紙質(zhì)工藝規(guī)程是制造型企業(yè)科研生產(chǎn)流程中經(jīng)常使用的技術(shù)文件，通常有兩大作用：一是用于指導(dǎo)生產(chǎn)，二是用于工藝管理。工藝規(guī)程采用圖形、文字和符號(hào)等信息描述每道工序的工作，包括：加工內(nèi)容、技術(shù)要求、工藝技術(shù)準(zhǔn)備、計(jì)量和檢驗(yàn)要求等五類信息。對(duì)于結(jié)構(gòu)分布和外觀形狀簡(jiǎn)單的零件，紙質(zhì)工藝規(guī)程進(jìn)行工序信息描述的工作量較小、出錯(cuò)率

12、較低、更改因素較少、更改周期短、相關(guān)人員理解工序任務(wù)的時(shí)間較短。但對(duì)于結(jié)構(gòu)分布或外觀形狀復(fù)雜的零件，使用紙質(zhì)工藝規(guī)程進(jìn)行工序信息描述的工作量明顯增加，出錯(cuò)率同步上升，更改因素增多，更改周期變長、相關(guān)人員理解工序任務(wù)的時(shí)間激增且難度加大。而現(xiàn)在結(jié)構(gòu)分布或外觀形狀復(fù)雜的零件與日俱增、比比皆是，紙質(zhì)工藝規(guī)程的局限性就明顯了。能否將工藝規(guī)程編制轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)源頭的三維設(shè)計(jì)模型上進(jìn)行呢？這樣做會(huì)有什么優(yōu)點(diǎn)？需要什么條件？原來二維紙質(zhì)工藝規(guī)程所描述的加工內(nèi)容、加工要求、計(jì)量要求、檢驗(yàn)要求等在何處表示？筆者帶著這四個(gè)問題，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)過程的實(shí)際進(jìn)行了實(shí)踐，初步得出下面的結(jié)論。   

13、 1、工藝規(guī)程的編制可以在設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行：·  工藝規(guī)程中各道工序可以依據(jù)設(shè)計(jì)模型創(chuàng)建工序模型；·  工序模型是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、計(jì)量、檢測(cè)等工作的主模型；·  工序模型是在關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)模型和毛坯模型的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的。    2、利用與設(shè)計(jì)模型關(guān)聯(lián)的工藝模型編制工藝規(guī)程的優(yōu)點(diǎn)是：·  工藝規(guī)程是以全三維工序模型為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)化工藝；·  每個(gè)工序模型與設(shè)計(jì)模型和毛坯模型保持關(guān)聯(lián)，無論設(shè)計(jì)模型還是毛坯模型發(fā)生更改，與其關(guān)聯(lián)的工序模型也會(huì)相應(yīng)發(fā)生更改，而且這種更改是可控的；&

14、#183;  三維模型的可視化使工序模型所表達(dá)的制作過程全部信息更加直觀；·  生產(chǎn)過程的不同環(huán)節(jié)不同使用者得到的信息是相同的。     3、利用與設(shè)計(jì)模型關(guān)聯(lián)的工藝模型編制工藝規(guī)程所需的條件是：· 編制工藝規(guī)程的模式的變化要求編制者和使用者均要經(jīng)歷逐步適應(yīng)的過程；·  編制者和使用者須經(jīng)過一定的實(shí)踐才能熟練掌握UG系統(tǒng)的基本技能；·  由于使用先進(jìn)的軟件技術(shù)作為處理日常工作的工具，有可能不符合現(xiàn)行質(zhì)量程序文件的要求，須與時(shí)俱進(jìn)地豐富完善質(zhì)量程序文件，重新梳理從設(shè)計(jì)源頭到工藝規(guī)程