鈑金下料參數(shù)化編程的探索

“鈑金下料參數(shù)化編程”顧名思義就是指依托參數(shù)化文件來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行的鈑金套料編程作業(yè)模式，它的前提條件是用于套料編程的CAM軟件需要支持讀取參數(shù)化文件。相比較于傳統(tǒng)的套料編程模式，此模式具備更高的自動(dòng)化、更低的技能要求和更好的系統(tǒng)集成性等優(yōu)點(diǎn)。面向矩形零件的參數(shù)化編程面向矩形零件的參數(shù)化編程屬于SMES&JETCAM全自動(dòng)無(wú)人編程方案中的一種，如圖1所示，這是最基礎(chǔ)的參數(shù)化編程模式，即通過(guò)BOM產(chǎn)生描述零件外形的參數(shù)化文件，然后針對(duì)參數(shù)化文件進(jìn)行套料編程的一種作業(yè)模式。這種模式根據(jù)BOM中的零件尺寸按數(shù)據(jù)輸出描述零件外形尺寸、材質(zhì)、厚度等信息的參數(shù)化文件，然后將參數(shù)化文件導(dǎo)入到編程軟件中，讓編程軟件依托參數(shù)化文件來(lái)執(zhí)行套料編程作業(yè)，其過(guò)程邏輯并不復(fù)雜，相比于傳統(tǒng)作業(yè)模式，只是把二維展開(kāi)圖替換成參數(shù)化文件而已。圖1SMES&JETCAM全自動(dòng)無(wú)人編程系統(tǒng)場(chǎng)景此模式的優(yōu)點(diǎn)在于不再需要設(shè)計(jì)部門(mén)出設(shè)計(jì)圖，訂單可以直接下發(fā)到車(chē)間，車(chē)間直接根據(jù)訂單輸出零件展開(kāi)圖，從而優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，減少部門(mén)交互成本，縮短交期。其缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，由于是通過(guò)BOM中的零件尺寸驅(qū)動(dòng)輸出參數(shù)化文件，而B(niǎo)OM中一般只能描述矩形零件的長(zhǎng)度、寬度和厚度，因此，此模式只適用于純矩形零件加工行業(yè)，通用性較差。那么，有沒(méi)有一套解決方案能夠支持較為復(fù)雜的零件呢？有，這就是筆者要介紹的第二種參數(shù)化編程方案——基于三維模型的參數(shù)化編程模式。基于三維模型的參數(shù)化編程——非標(biāo)變形三維模型因其本身就有參數(shù)驅(qū)動(dòng)的特性，使得基于三維模型上進(jìn)行的參數(shù)化編程探索有著更多的突破。最基本的實(shí)現(xiàn)模式是通過(guò)訂單信息驅(qū)動(dòng)三維裝配體中的零件進(jìn)行變形，然后根據(jù)預(yù)定義規(guī)則或者直接人工干預(yù)的方式將一些選配方案定義上去（如風(fēng)口、風(fēng)機(jī)等）。如一家從事中央空調(diào)生產(chǎn)制造的客戶(hù)應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，基于SolidWorks制作了一系列產(chǎn)品的原型機(jī)模型。當(dāng)收到訂單后，工程師根據(jù)訂單要求，在三維參數(shù)化編程平臺(tái)的交互界面中輸入產(chǎn)品型號(hào)、外形尺寸、風(fēng)口方向、風(fēng)機(jī)數(shù)量、風(fēng)機(jī)型號(hào)、風(fēng)機(jī)位置等信息后，平臺(tái)驅(qū)動(dòng)三維模型進(jìn)行變形、自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化檢查，檢查無(wú)誤后再批量輸出零件二維展開(kāi)圖并導(dǎo)入編程軟件進(jìn)行套料編程。其基本邏輯是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行變形，然后把模型轉(zhuǎn)換為參數(shù)化文件，最后參數(shù)化文件導(dǎo)入編程軟件得到CAM文件，如圖2所示。圖2三維模型→參數(shù)化文件→CAM文件相比于第一種參數(shù)化編程模式，此方案不但擴(kuò)大了參數(shù)化編程的應(yīng)用范圍，而且進(jìn)一步優(yōu)化了從訂單到制造的業(yè)務(wù)流程，把作業(yè)模式由過(guò)去的BOM驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變成了工單驅(qū)動(dòng)。其次，由于設(shè)計(jì)與制造共用一套產(chǎn)品模型，因此，任何對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)變更都會(huì)及時(shí)由設(shè)計(jì)部門(mén)同步更新到制造部門(mén)，某種意義上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)與制造之間的數(shù)據(jù)打通。最后，根據(jù)客戶(hù)提出的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)要求，添加了標(biāo)準(zhǔn)化檢查功能，當(dāng)非標(biāo)配置不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，軟件將給出提示，有效助力了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的推進(jìn)。但是此方案本質(zhì)上只是第一種方案的擴(kuò)充，其更偏向于開(kāi)展編程工作的輔助工作，而非直接應(yīng)用于編程環(huán)節(jié)以解決目前鈑金編程這個(gè)工藝普遍存在的痛點(diǎn)。筆者始終認(rèn)為嚴(yán)格意義上的鈑金參數(shù)化編程其本質(zhì)依然是服務(wù)于套料編程這個(gè)工藝環(huán)節(jié)的，它的使命應(yīng)該是解決目前這個(gè)工藝環(huán)節(jié)普遍存在的痛點(diǎn)?；谌S模型的參數(shù)化編程——零件配刀一家位于珠海的用戶(hù)采用了另一套解決方案，這家企業(yè)是國(guó)內(nèi)最大的一家從事家用、商用空調(diào)以及其他白色家電生產(chǎn)制造的制造商，擁有很好的信息化建設(shè)基礎(chǔ)。從2017年到2018年，他們通過(guò)在CREO上開(kāi)發(fā)的“智慧鈑金”參數(shù)化工具實(shí)現(xiàn)了零件的參數(shù)化文件輸出，并結(jié)合JETCAM的自動(dòng)參數(shù)化編程模塊實(shí)現(xiàn)了零件的自動(dòng)參數(shù)化編程。他們使用“智慧鈑金”插件提取零件模型中的特征信息，然后將特征信息輸出為JETCAM要求格式的參數(shù)化文件，在此同時(shí)，軟件系統(tǒng)會(huì)結(jié)合刀具庫(kù)信息以及預(yù)定義規(guī)則自動(dòng)判斷成形特征、成形方向，配置正確的成形模具，并將模具信息一起寫(xiě)入?yún)?shù)化文件中，這樣當(dāng)參數(shù)化文件導(dǎo)入到CAM軟件后，即可得到已經(jīng)加了特殊模的CAM文件，如圖3所示。隨著這套方案應(yīng)用的不斷深入，在對(duì)車(chē)間一般和特殊配刀工藝進(jìn)行總結(jié)歸納后，現(xiàn)在此方案已經(jīng)可以完全按照他們自己的配刀規(guī)范進(jìn)行自動(dòng)全配刀（切邊、切槽、特殊模），這無(wú)疑是具有跨越性的！因?yàn)樗鉀Q了困擾鈑金套料編程用戶(hù)多年的自動(dòng)配刀不合理的問(wèn)題，從而極大地提升了作業(yè)效率。圖33D排刀—成形模具隨著自動(dòng)化水平的提高，對(duì)于編程人員的技能要求逐步下降，從車(chē)間一線選拔上來(lái)的工人即可勝任?，F(xiàn)在，編程人員只需在套料編程平臺(tái)上讀入工單，然后點(diǎn)擊運(yùn)行，程序代碼即可自動(dòng)輸出到指定路徑，編程人員更多的工作是處理來(lái)自車(chē)間的變更需求。結(jié)束語(yǔ)本文僅列舉了我們?cè)趨?shù)化編程方向上的一些探索和嘗試，實(shí)際上也在很多企業(yè)中見(jiàn)識(shí)過(guò)他們?yōu)榱藵M(mǎn)足各自需求而自己研發(fā)的一些參數(shù)化工具，可以發(fā)現(xiàn)，隨著生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的發(fā)展與變化，無(wú)論是最終用戶(hù)還是供應(yīng)商，對(duì)于套料編程自動(dòng)化與智能化的探索都已經(jīng)開(kāi)始。就如同三維設(shè)計(jì)模式已經(jīng)被普遍接受一樣，參數(shù)化編程因其所能帶來(lái)的自動(dòng)化、智能化收