【正文】
雙方面的優(yōu)勢,使很多智能化和網(wǎng)絡(luò)化的功能得以實(shí)現(xiàn)。在這種大的環(huán)境和背景下,對生產(chǎn)制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)的信息化要求就越來越迫切。業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的協(xié)同是以數(shù)字樣機(jī)為共同的信息基礎(chǔ),并行過程通過控制數(shù)字樣機(jī)的成熟度,來限制各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問數(shù)字樣機(jī)。階段評審的內(nèi)容可以包括:質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)、五性和用戶意見等方面。項(xiàng)目管理過程控制的是點(diǎn),而并行過程控制的是線,并行過程由項(xiàng)目管理過程觸發(fā),工程過程控制實(shí)現(xiàn)了過程的集成。在工程工作面中,工程協(xié)同系統(tǒng)是工程研制中數(shù)字化設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和生產(chǎn)等方面業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集合;數(shù)字樣機(jī)系統(tǒng)對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行映射生成了數(shù)字樣機(jī);產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理產(chǎn)品相關(guān)的所有數(shù)據(jù);工程支持系統(tǒng)提供工程支持信息的共享。(3) 基礎(chǔ)環(huán)境基礎(chǔ)環(huán)境包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等,是企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間信息交換的基礎(chǔ)。并行過程控制系統(tǒng)確定了一個任務(wù)應(yīng)涉及哪些業(yè)務(wù)系統(tǒng),并通過控制數(shù)字樣機(jī)的成熟度,確定業(yè)務(wù)系統(tǒng)是否啟用,是否能夠訪問數(shù)字樣機(jī),同時并行過程控制系統(tǒng)也監(jiān)視業(yè)務(wù)系統(tǒng)的狀態(tài),從而使之圍繞特定任務(wù)協(xié)調(diào)有序地運(yùn)行。(3) 數(shù)字化制造系統(tǒng):針對航空制造業(yè)業(yè)務(wù)需求,集成所需的專業(yè)制造系統(tǒng),包括:數(shù)控加工系統(tǒng)、數(shù)字化復(fù)合材料生產(chǎn)線、數(shù)字化鈑金生產(chǎn)線、數(shù)字化切削生產(chǎn)線、數(shù)字化工裝生產(chǎn)線、數(shù)字化焊接生產(chǎn)線、數(shù)字化電纜管線生產(chǎn)線等制造業(yè)務(wù)系統(tǒng)。工程協(xié)同系統(tǒng)是由數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、數(shù)字化試驗(yàn)系統(tǒng)、數(shù)字化制造系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)所組成的集合,從信息化的意義上來說,業(yè)務(wù)系統(tǒng)就是使能工具。(2) 數(shù)字化框架組成數(shù)字樣機(jī)是產(chǎn)品的數(shù)字化描述,貫穿于產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到售后服務(wù)的全生命周期,是工程設(shè)計(jì)、功能分析、試驗(yàn)仿真、加工制造、直至產(chǎn)品售后服務(wù)等的信息交換媒介??傮w框架的設(shè)計(jì)要有利于實(shí)施全生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理,實(shí)現(xiàn)單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源,打通企業(yè)間的信息流。制造業(yè)企業(yè)間既有競爭又有聯(lián)合,只有發(fā)揮各自的技術(shù)和資源優(yōu)勢,才能降低成本,分?jǐn)傦L(fēng)險,共享市場。目前,國家正在大力推進(jìn)制造業(yè)的數(shù)字化。關(guān)鍵詞:數(shù)字化 總體框架 智能化 網(wǎng)絡(luò)化 信息化 數(shù)字化裝配一、我國航空數(shù)字化現(xiàn)狀我國的航空制造業(yè)數(shù)字化經(jīng)過多年的發(fā)展,取得了一定的成效,在產(chǎn)品的三維數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字樣機(jī)應(yīng)用、工裝數(shù)字化定義、預(yù)裝配、主要零件的數(shù)控加工,產(chǎn)品數(shù)字仿真與試驗(yàn)、工藝數(shù)值模擬與仿真、產(chǎn)品數(shù)據(jù)和制造過程管理等方面有了較深入的應(yīng)用,但是,我們也應(yīng)清醒地認(rèn)識到,產(chǎn)品全生命周期的信息通道尚未打通,數(shù)字化工程體系還未形成,數(shù)字化技術(shù)的巨大效能遠(yuǎn)未發(fā)揮。與發(fā)達(dá)國家相比我們還存在巨大差距,盡管我們在航空制造業(yè)實(shí)施了并行工程,但仍然停留在以產(chǎn)品為中心的產(chǎn)品研制理念,而發(fā)達(dá)國家已經(jīng)轉(zhuǎn)向以客戶為中心的產(chǎn)品研制理念,即產(chǎn)品研制過程中,產(chǎn)品的目標(biāo)從(可)制造性向服務(wù)性轉(zhuǎn)化,采用面向產(chǎn)品全生命周期的管理模式。制造業(yè)企業(yè)急需從戰(zhàn)略的高度,構(gòu)造面向產(chǎn)品全生命周期的、支持跨企業(yè)聯(lián)合的數(shù)字化工程體系。構(gòu)建數(shù)字化工程體系是達(dá)到以上目的最有效的方法和手段。過程管理的內(nèi)涵是面向產(chǎn)品的管理,而不是面向企業(yè)(或組織)的管理。隨著產(chǎn)品研制的不斷深入,數(shù)字樣機(jī)由表及里,由粗到細(xì),成熟度不斷增長。工程協(xié)同系統(tǒng)是工程數(shù)據(jù)的主要生成源,各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。(4) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口:業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換接口。項(xiàng)目管理系統(tǒng)完成項(xiàng)目任務(wù)的計(jì)劃、資源調(diào)配、IPT組織管理、進(jìn)度和質(zhì)量監(jiān)控等管理控制過程。(4) 總體框架工作機(jī)制產(chǎn)品研制業(yè)務(wù)關(guān)系表現(xiàn)在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)關(guān)系和業(yè)務(wù)流程關(guān)系兩個方面,從信息化的角度來看,總體框架應(yīng)實(shí)現(xiàn)信息的集成和過程的集成。工程協(xié)同系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換是通過數(shù)字樣機(jī)來進(jìn)行的;數(shù)字樣機(jī)系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不同要求,對產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)所管理的產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾,生成相應(yīng)的數(shù)字樣機(jī);工程協(xié)同系統(tǒng)可以從工程支持系統(tǒng)中得到質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)等信息。項(xiàng)目管理過程可以理解為對工程過程的任務(wù)節(jié)點(diǎn)(里程碑)的控制過程,任務(wù)節(jié)點(diǎn)主要描述了任務(wù)的進(jìn)度、資源需求和任務(wù)間的關(guān)系等。當(dāng)一個任務(wù)結(jié)束后,為之所配置的資源將被釋放,隨著一個新任務(wù)的啟動,新的資源配置也將完成。并行過程監(jiān)控各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)數(shù)字樣機(jī)的成熟度、過程定義實(shí)現(xiàn)對各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)同控制。數(shù)控機(jī)床雖然經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展,無論從功能還是從精度來講都已經(jīng)發(fā)展到了一個新的高度,但是長久以來,數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用更多的還是停留在由計(jì)算機(jī)向機(jī)床傳輸程序、機(jī)床參數(shù)和加工參數(shù)等原始的應(yīng)用內(nèi)容方面,而機(jī)床的工作狀態(tài)如何我們無法知曉。采用人機(jī)對話式編程方式的MAZATROL 640系統(tǒng)對編程操作人員的要求大大地降低,同時也提高了編程的準(zhǔn)確性和效率。虛擬加工、自動加工過程中的干涉檢查,使得編程更加放心、快捷、簡單。加工程序自動編制是一種易學(xué)易用的人機(jī)對話式零件加工自動編程系統(tǒng),該系統(tǒng)使用通用的DXE或者IGES格式從CAD圖紙中獲取零件的形狀信息,根據(jù)每臺加工設(shè)備的設(shè)備信息和工廠內(nèi)的刀具數(shù)據(jù)庫刀具信息,通過簡單的操作針對現(xiàn)有的設(shè)備和刀具配置生成零件的加工程序以及刀具需求、加工時間等數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)直接傳送到相應(yīng)的加工單元和管理系統(tǒng)軟件。另外根據(jù)合同要求的交貨周期以及生產(chǎn)現(xiàn)場的每個單元、工位的現(xiàn)狀做出零件、部件的作業(yè)計(jì)劃和整機(jī)的裝配和出貨計(jì)劃,對臨時出現(xiàn)的緊急情況也可以方便快速地對計(jì)劃做出調(diào)整,并通過網(wǎng)絡(luò)自動將精確的日工作計(jì)劃發(fā)送到每個現(xiàn)場終端和每臺機(jī)床的控制器上。有了這些信息,操作者和刀具管理人員就可以對刀具進(jìn)行快捷、高效的管理。智能監(jiān)控的應(yīng)用使管理者無論身在何處,都能夠清楚地了解工廠的生產(chǎn)狀況,從而對瞬息萬變的市場做出及時淮確的反應(yīng)。對于工廠的管理者來講,最想知道的是昂貴的數(shù)控設(shè)備在生產(chǎn)現(xiàn)場是如何運(yùn)轉(zhuǎn)從而創(chuàng)造利潤的,以及如何合理地安排這些資源以滿足客戶對質(zhì)量和交貨周期的要求。MAZATROL 640系統(tǒng)將PC和CNC融合在一起,具有非常強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)化功能,可以方便地接入任何類型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,這些功能都可以通過軟件和網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)?;ヂ?lián)網(wǎng)貫穿了整個產(chǎn)品的生命周期,成為各個企業(yè)快速響應(yīng)市場需求、不斷推出新產(chǎn)品、贏得市場竟?fàn)幜妥陨聿粩喟l(fā)展的主要手段。(一)裝配干涉的仿真在虛擬環(huán)境中,依據(jù)設(shè)計(jì)好的裝配工藝流程,通過對每個零件、成品和組件的移動、定位、夾緊和裝配過程等進(jìn)行產(chǎn)品與產(chǎn)品、產(chǎn)品與工裝的干涉檢查,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)存在干涉情況時報警,并示給出干涉區(qū)域和干涉量,以幫助工藝設(shè)計(jì)人員查找和分析干涉原因。雖然裝配順序設(shè)計(jì)是按先里后外的原則設(shè)計(jì)的,但實(shí)際裝配時候就發(fā)現(xiàn)有零件裝不上去,無奈只有拆除別的零件,先裝這個零件。(四)裝配現(xiàn)場三維工藝布局仿真在數(shù)字化環(huán)境下,建立廠房、地面、起吊設(shè)備等三維制造資源模型,將已經(jīng)建立的各裝配工藝模型和裝配型架、工作平臺、夾具等制造資源三維模型放入廠房中,按照確定的裝配流程進(jìn)行全面的工藝布局設(shè)計(jì)。操作者能夠采用終端電腦或手持電腦讀取這些信息,使工人能夠準(zhǔn)確、迅速地查閱裝配過程中需要的信息,提高裝配的準(zhǔn)確性和裝配效率,縮短裝配時間,降低裝配成本。將三維數(shù)模數(shù)據(jù)(屬性)導(dǎo)入產(chǎn)品節(jié)點(diǎn),并將三維數(shù)模數(shù)圖形的路徑關(guān)聯(lián)到每個零件上,在編制工藝的任何時候都可預(yù)覽零件和組件的三維圖形,直觀地反映裝配狀態(tài)。,對每本AO依據(jù)段件裝配工藝模型進(jìn)行詳細(xì)的裝配工藝過程設(shè)計(jì),定義該工藝過程所需要的零組件、標(biāo)準(zhǔn)件、工裝等,在三維數(shù)字化環(huán)境下確定該裝配過程零組件、標(biāo)準(zhǔn)件、成品等裝配順序,明確裝配工藝方法、裝配步驟,并選定該裝配過程所需要的工裝、夾具、工具、輔助材料等資源,形成用于指導(dǎo)生產(chǎn)的AO和MBOM六、結(jié)束語綜上所述,先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空制造業(yè)的各個方面,而且近幾年發(fā)展迅速并對各國的先進(jìn)制造行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。—45—10 年來,我國模具工業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn),這要?dú)w功于國家對模具工業(yè)發(fā)展的高度重視以及模具工業(yè)人才培訓(xùn)、軟硬件工具的飛速發(fā)展。隨著行業(yè)內(nèi)的良性競爭以及對質(zhì)量、效率要求的不斷提高,數(shù)字化技術(shù)水平也在不斷提高。以色列Cimatron 公司的CimatronE 軟件就是典型的模具一體化設(shè)計(jì)、制造軟件。友好的用戶界面更人性化,易學(xué)易用,大大提高了分模的質(zhì)量和效率。在確定模具的型芯、型腔的同時便可以開始模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)控編程,不需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和模型的進(jìn)一步處理。使用CAM 系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控編程時,除去刀具選擇、切削用量以及合適的加工參數(shù)可以根據(jù)具體情況設(shè)置外,加工方法的選擇就成為高速加工數(shù)控編程的關(guān)鍵。在使用CAM 進(jìn)行數(shù)控編程時,要盡一切可能保證刀具運(yùn)動軌跡的光滑與平穩(wěn)。例如:進(jìn)行刀柄、夾頭干涉檢查, 保證刀路軌跡的安全;并設(shè)置程序代碼如下: REEXECUTION WILL BEDUE TO PROCEDURE BEINGSUSPENDED; * P R O C E D U R EE X ECUT ION S TA RT T I M E:08/10/:59:30; * S e e S e t : N C S p e c i a lApprox. Faces; * =================; * ENTRY POINT:X=,Y= ,Z=; * ENTRY POINT:X=,Y=,Z=; * ENTRY POINT:X=,Y=,Z=; * ENTRY POINT:X=,Y=,Z=; * ENTRY POINT:X=,Y=,Z=; * P P T I M I Z AT IONSTART TIME:08/10/:59:31 * T H E C U R R E N T S E TOF HOLDERS GOUGE S THESTOCK; * HOLDER 1 SHOULD BE RAISED TO ABOVE THECUTTER TIP(刀柄1 ); * E X I S T ING CUT T E R S SCANNOT AVOID GOUGING(當(dāng)前刀具無法避免干涉); * PROC. OPTIMIZATIONEND TIME: 08/10/:59:41; * PROCEDURE EXECUTIONEND TIME : 08/10/:59:41。在實(shí)際加工中,用戶可以采用曲面的切向進(jìn)刀或更好的螺旋式進(jìn)刀,而且螺旋式進(jìn)刀切入材料時,如果加工區(qū)域是上大下小的,螺旋半徑會隨之減小以進(jìn)刀到指定深度,有些CAM 系統(tǒng)具有基于知識的加工功能,在檢查刀具信息后發(fā)現(xiàn)刀具存在盲區(qū)時,螺旋加工半徑不會無限制減小,以避免撞刀。這些會導(dǎo)致加工中心頻繁的預(yù)覽減速影響了加工的效率甚至使高速加工不成為高速加工。 行切的移刀直接采用切圓弧連接。這種方法在一定程度上會解決在前面采用切圓弧移刀的不足。 切向的移刀采用高爾夫球竿頭式移刀方式。這種方法的弊端是在加工3D 復(fù)雜零件時,由于移刀軌跡直接在2 個刀路軌跡之間生成圓弧,在間距較大的情況下會產(chǎn)生過切。該種移刀方法由于移刀在空間完成,避免了上述方法的弊端。 ?。?)圓角走刀。這種方法是較為高級的走拐角方式,就像駕駛高速行駛車在高速公路上跑時,要想在不損失速率的情況下轉(zhuǎn)彎和保證轉(zhuǎn)彎更平穩(wěn)以及沿著立交環(huán)島來轉(zhuǎn)彎一樣。采用擺線式加工是利用刀具沿一滾動圓的運(yùn)動來逐次對零件表面進(jìn)行高速與小切量的切削?! ? 利用CAM 內(nèi)在的優(yōu)良功能 許多C A M 系統(tǒng)都有很多高級的加工能力,充分利用和挖掘這些能力將極大地改善加工的效果。盡管系統(tǒng)具有載荷的分析與優(yōu)化功能,但畢竟將影響加工的效率和質(zhì)量,因此,在進(jìn)行粗切時,用戶應(yīng)選擇具有優(yōu)良的層間二次粗加工功能,在粗切時就得到了余量均勻的結(jié)果,為后續(xù)加工提供了更有利的條件,也提高了加工的效率。要選擇具有毛坯殘留知識加工的系統(tǒng),這種系統(tǒng)的干涉檢查更為合理,因?yàn)橄到y(tǒng)能將刀具信息與上次加工的殘留毛坯進(jìn)行校驗(yàn)。 微銑削是加工微小零件和高精密零件的一種全新的加工技術(shù),可獲得高精度的加工結(jié)果, m, m。應(yīng)用策略為定位加工開粗,聯(lián)動精加工。CAM 軟件發(fā)展到今天,在安全性上采用