CN105867308A - 一种基于精度控制的钣金件快速开发系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，三维模型库主要由展开模型库、非展开模型库、钣金优化库和工程计算器组成，而工艺设计主要包括相似工艺和新工艺，新工艺里又包括数控设备工艺和普通设备工艺；后台可扩展系统包括工艺后处理系统和扩展接口。再设计误差修正系统主要包括误差对照系统和误差修正系统，仿真分析误差系统包括静态分析系统和动态分析系统；在设备操作系统中控制着机床类设备、模具类设备、夹具类设备、刀具类设备和量具类设备。数字化开发是产品快速开发过程中的一项重要内容，逆向误差修正是数字化开发领域中的前沿技术，精度控制是逆向产品数字化开发全过程中的关键问题。
Description
技术领域
本发明涉及钣金领域，具体为一种基于精度控制的钣金件快速开发系统。
背景技术
随着机械制造生产技术的发展和现如今市场对多品种、小批量产品的需求，尤其是CAD/CAM系统向集成化、网络化、智能化、可视化方向发展，利用全社会资源完成产品设计、制造任务，快速响应市场的需求，工艺准备工作信息化、数字化也就逐步被人们所重视。用计算机辅助工艺准备代替传统的工艺准备方法势在必行，对现代生产具有重要的意义，主要体现在以下几个方面：
(1)可以使用工艺设计人员摆脱繁琐的重复性劳动，把更多的精力投入到新工艺的研究和开发工作，从而促使制造工艺和制造质量发生质的变化。
(2)大大缩短了工艺准备周期，提高产品快速响应市场的能力。
(3)有助于工艺设计人员总结和继承多年的宝贵经验。
(4)有助于工艺准备工作的标准化和最优化。
(5)为实现制造业信息化和数字化创造条件。
目前我国汽车、航天、通信、家电等制造业的快速发展，钣金件的市场需求量逐渐增大。据统计，航空零件总量的40％都是各种有色金属板壳类零件，在汽车工业中，钣金件重量占轿车总重量的70％，占卡车总重量的50％。需求量的扩大也加剧了行业内部竞争，最先进的钣金成形技术被谁掌握，谁就将拥有行业发展的话语权。
随着CAD/CAM的快速发展，钣金件的设计、加工方式也有了相应的改进，全自动化的数控加工设备已经取代了过去简单的、精度低的半自动化钣金加工设备。钣金零件，就其自身形态和主要加工方法都有别于其他的机械零件，钣金类加工零件的形状复杂、类型多变、加工速度快、生产周期短等明显优势，钣金件的展开、排样和折弯等前期设计的任何一步都会影响到后面的工艺规划，最终影响到产品的质量和生产效益。可是当前国内专门针对钣金零件的工艺规划系统还比较少，因此，钣金工艺规划的效率还是不高。
计算机和计算机辅助技术的应用和发展，使机械零件加工的工作效率和质量有了很大程度的提高。开发出适合钣金制造企业的计算机工艺规划辅助系统，提高钣金工艺规划效率对于我国钣金制造行业具有重大意义。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，主要是由三大系统设备操作系统、后台可扩展系统和逆向误差修正系统组成，每个大系统负责不同的功能，设备操作系统主要负责建模和工艺上的改进与设计；其主要是三维模型库和工艺设计，三维软有利于对钣金进行三维建模，通过维软件引擎可以观察钣金各个位置的形态与结构，在展开后的模型可进行各种修正。三维模型库里的主要模型和功能主要由展开模型库、非展开模型库、钣金优化库和工程计算器组成，展开模型库是指一些具有复杂结构的钣金样版，这些钣金样版由不同结构的钣金部件组成，具有可展开的结构；而非展开模型库是指一些结构较为简单的钣金样版，如单一的钣金部件；这些钣金部件不具有可展开的结构，故这些部件被归类了不可展开的部件，展开模型库和非展开模型库的模型中均包括三维模型和二维展开模型。而工艺设计主要包括相似工艺和新工艺，相似工艺是指在同一领域内相似的钣金工艺工程，这些工艺工程具有可借鉴可学习的地主。新工艺指的是自我进行设计的新型工艺，在现阶段所不具有的加工制造方法，而在新工艺里又包括数控设备工艺和普通设备工艺；后台可扩展系统包括工艺后处理系统和扩展接口，工艺后处理系统主要包括钣金工艺优化库、工艺错误存储库和数控代码库，扩展接口包括二维CAPP接口和PDM接口；逆向误差修正系统包括再设计误差修正系统和仿真分析误差系统，再设计误差修正系统主要包括误差对照系统和误差修正系统，仿真分析误差系统包括静态分析系统和动态分析系统；在设备操作系统中中控制着机床类设备、模具类设备、夹具类设备、刀具类设备和量具类设备。数控设备工艺中的功能包括模具选择加工、确定加工方法和顺序和组合加工工序。普通设备工艺中主要的控制功能有模具选择加工、计算冲压吨位、选择冲床、铣刀加工和量尺测量。静态分析系统的主要内容包括模型创建误差系统和模型评估系统。动态分析系统主要包括工艺模拟误差和机构访真误差。机床类设备包括板材成型设备、型材成型设备、管材成型设备、钻床设备、铣床设备、冲床设备、剪床设备、试验台、焊接台、磨床台和铆接设备。模具类设备包括成型模具、冲裁模具和弯曲模具。夹具类设备包括装备夹具、铣床夹具和试验夹具。刀具类包括钻头、铰刀和铣刀。
本发明的有益效果：数字化开发是产品快速开发过程中的一项重要内容，逆向误差修正是数字化开发领域中的前沿技术，精度控制是逆向产品数字化开发全过程中的关键问题。本文提出了钣金件逆向数字化开发过程中出现误差的原因及控制方法；基于UG软件,结合具体钣金件，实现了基于精度控制的钣金件逆向数字化快速开发。
附图说明
图1为一种基于精度控制的钣金件快速开发系统示意图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，包括设备操作系统、后台可扩展系统和逆向误差修正系统；设备操作系统包括三维模型库和工艺设计，三维模型库主要由展开模型库、非展开模型库、钣金优化库和工程计算器组成，而工艺设计主要包括相似工艺和新工艺，新工艺里又包括数控设备工艺和普通设备工艺；后台可扩展系统包括工艺后处理系统和扩展接口，工艺后处理系统主要包括钣金工艺优化库、工艺错误存储库和数控代码库，扩展接口包括二维CAPP接口和PDM接口；逆向误差修正系统包括再设计误差修正系统和仿真分析误差系统，再设计误差修正系统主要包括误差对照系统和误差修正系统，仿真分析误差系统包括静态分析系统和动态分析系统；在设备操作系统中中控制着机床类设备、模具类设备、夹具类设备、刀具类设备和量具类设备。
在本发明的，本系统主要要实现的基本功能是：
一)钣金件三维模型的建立和信息的描述，主要是尺寸信息和工艺信息；
(二)可展钣金件零件库的建立以及参数化展开；
(三)钣金展开件的排样，分别是自动排样和交互排样；
(四)钣金工艺知识库的建立，如钣金工艺标准、企业制造资源、实例工艺库；
(五)对模型的误差进行修正，使出模时再具精准化。
本系统的人机交互界面：
(一)以三维软件为平台的二次开发
三维软件建立的钣金模型是经过一系列加工步骤之后的最终产品，所以不能直接用于生产，要对钣金模型进行展开、排样以及工艺决策之后，才能符合生产设备的要求。
主流三维软件都具有钣金模块，并且能够实现简单钣金件的展开，对于复杂钣金件则无法展开。基于此，系统应用三维软件自带的API函数对三维软件进行二次开发，用于实现常用复杂钣金件的展开和展开件的排样，并且在三维软件中建立钣金件特征信息交互窗口，完成三维软件和二维CAPP数据库的集成，便于信息的调用和存储。
(二)工艺特征的输入
由于新建立的三维模型只包含了钣金件的几何特征信息，没有工艺特征信息，无法指导生产。另外，一些参数化展开钣金件的模型，以及相关的尺寸和工艺信息存储于三维软件中，当钣金件有新工艺要求时，需要进行改动。
部分由工艺人员通过调用“钣金工艺资源库”中的工艺信息，进行合理化修改后输入“钣金工艺设计”部分，这部分操作在三维软件中完成。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，包括设备操作系统、后台可扩展系统和逆向误差修正系统；其特征是：
所述设备操作系统包括三维模型库和工艺设计，所述三维模型库主要由展开模型库、非展开模型库、钣金优化库和工程计算器组成，而工艺设计主要包括相似工艺和新工艺，新工艺里又包括数控设备工艺和普通设备工艺；
所述后台可扩展系统包括工艺后处理系统和扩展接口，所述工艺后处理系统主要包括钣金工艺优化库、工艺错误存储库和数控代码库，所述扩展接口包括二维CAPP接口和PDM接口；
所述逆向误差修正系统包括再设计误差修正系统和仿真分析误差系统，所述再设计误差修正系统主要包括误差对照系统和误差修正系统，所述仿真分析误差系统包括静态分析系统和动态分析系统；
在所述设备操作系统中中控制着机床类设备、模具类设备、夹具类设备、刀具类设备和量具类设备。
2.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述展开模型库和非展开模型库的模型中均包括三维模型和二维展开模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述数控设备工艺中的功能包括模具选择加工、确定加工方法和组合加工工序。
4.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述普通设备工艺中主要的控制功能有模具选择加工、计算冲压吨位、选择冲床、铣刀加工和量尺测量。
5.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述静态分析系统的主要内容包括模型创建误差系统和模型评估系统。
6.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述动态分析系统主要包括工艺模拟误差和机构访真误差。
7.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述机床类设备包括板材成型设备、型材成型设备、管材成型设备、钻床设备、铣床设备、冲床设备、剪床设备、试验台、焊接台、磨床台和铆接设备。
8.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述模具类设备包括成型模具、冲裁模具和弯曲模具。
9.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述夹具类设备包括装备夹具、铣床夹具和试验夹具。
10.根据权利要求1所述的一种基于精度控制的钣金件快速开发系统，其特征是：所述刀具类包括钻头、铰刀和铣刀。
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