CN108416180A - 一种钣金件自动化设计生产方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钣金件自动化设计生产方法及系统，该方法包括：步骤1、创建钣金设计标准库和数控冲切排版规则；步骤2、在三维设计平台中绘制零件，检查零件加工是否可行；步骤3、调取钣金设计标准库，生成数控加工程序并计算工时定额和材料定额；步骤4、接收生产订单，调取数控冲切排版规则进行套裁排版自动生成套裁程序；步骤5、按套裁程序切分规格料，再调用数控折弯程序对半成品进行折弯加工。本发明能实现钣金件自动设计生产，无需人工干预，有效提高生产效率。

Description

一种钣金件自动化设计生产方法及系统

技术领域

本发明涉及钣金件加工技术领域，尤其涉及一种钣金件自动化设计生产方法及系统。

背景技术

随着科技水平的不断提高，制造业对生产效率、灵活性都提出较高要求，企业追求高效地将设计图纸转化为成品，增加从需求到生产的柔性化。而传统生产模式死板，人工干预多，显然无法满足企业高效生产的要求。

如图1所示，传统生产模式的流程是：设计人员绘制图纸——通过纸质或PDM等管理系统发送给工艺人员审核——审核通过或驳回修改——图纸发放受控——工艺员计算数控折弯工时定额——工艺人员对单个零件进行手工编制数控冲切程序——工艺员计算数控冲切工时定额及材料定额——生产计划员根据整机生产计划及数控程序明细制定生产计划——车间按照生产计划剪板备料——分配到数控冲床冲切——分配到数控折弯机折弯加工——操作工现场分析零件并编制折弯程序。

这种传统生产模式由人工审核零件图纸，有可能导致图纸被多次驳回修改，工作效率较低，或者由于人为审核失误将设计错误的图纸下发进行生产，从设计源头开始出错，严重影响生产进度。后续的编程到生产加工也都需要人工干预，不仅流程缓慢、灵活性差，而且定额计算及数控编程等都很容易出现人为失误。

因此，如何设计一种能实现钣金件自动化设计生产的方法及系统是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种钣金件自动化设计生产方法及系统。

本发明采用的技术方案是，设计一种钣金件自动化设计生产方法，包括：

步骤1、创建钣金设计标准库；

步骤2、在三维设计平台中绘制零件，获取零件的特征参数，并根据零件的特征参数是否匹配钣金设计标准库来检查加工是否可行。

其中，钣金设计标准库包括：材料规格库、材料性能库、数控冲切模具库、数控冲切模具对应加工料厚规则、数控冲切加工路线规则、激光切割规则、机床库、数控折弯模具库、数控折弯模具对应加工料厚规则、数控折弯定位规则、数控折弯最小折弯高度规范、弯曲件结构工艺性规范、钣金件自攻螺钉配孔设计规范、接地符的设计规范、工时定额计算规则和材料定额计算规则。

优选的，步骤2还包括：当零件的特征参数无法匹配钣金设计标准库时，将零件上的设计错误点显示出来。

优选的，步骤2还包括：调取钣金设计标准库，将与设计错误点对应的可加工方案显示出来，设计者根据可加工方案修改零件的特征参数。

优选的，步骤2中的检查动作可在任一特征绘制完成后手动选择触发，并在所有特征绘制完成后保存处理时自动触发。

优选的，本发明的方法还包括：步骤3、加工可行的零件图纸下发受控后，根据零件的特征参数调取钣金设计标准库，生成数控加工程序并同步计算数控加工的工时定额和零件的材料定额；当零件无折弯特征时，数控加工程序仅有数控切分程序，当零件有折弯特征时，数控加工程序有数控切分程序和数控折弯程序。

步骤3中数控切分程序为数控冲切程序或激光切割程序，生成数控切分程序之前，先判断采用数控冲切还是激光切割。

步骤3中的数控加工程序、工时定额和材料定额上传至服务器内。

优选的，步骤1中还创建有数控冲切排版规则，本发明的方法还包括：步骤4、接收生产订单，生产订单中包含至少两个已绘制完成且加工可行的零件，根据各零件的特征参数调取数控冲切排版规则对生产订单中的所有零件进行套裁排版，再调取各零件的数控切分程序自动生成套裁程序；步骤5、按套裁程序切分规格料，当零件无折弯特征时，该零件加工完成，当零件有折弯特征时，将该零件的半成品转运至数控折弯机床上，调用该零件的数控折弯程序进行折弯加工。

本发明还提出了一种采用上述方法的钣金件自动化设计生产系统，包括：用于存储钣金设计标准库的数据库、用于获取零件的特征参数的获取模块、与数据库和获取模块连接的判断模块。判断模块用于根据零件的特征参数是否匹配钣金设计标准库来检查加工是否可行。

优选的，该系统还包括：与判断模块连接的提示模块，提示模块用于将零件上的设计错误点显示出来。

优选的，该系统还包括：与数据库和获取模块连接的生成模块，生成模块用于根据零件的特征参数调取钣金设计标准库，生成数控加工程序并同步计算数控加工的工时定额及零件的材料定额。

优选的，该系统还包括：订单模块和套裁排版模块，订单模块选择至少两个已绘制完成且加工可行的零件生成生产订单，套裁排版模块与数据库、获取模块、生成模块和订单模块连接，数据库内还存储有数控冲切排版规则。套裁排版模块接收订单模块发送的生产订单，调取数控冲切排版规则对生产订单中的所有零件进行套裁排版，再调取各零件的数控切分程序自动生成套裁程序。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过建立钣金设计标准库，根据零件的特征参数是否匹配钣金设计标准库，自动检查零件加工的可行性，从设计源头避免设计错误，提高工作效率；

2、自动调取钣金设计标准库生成数控加工程序，避免了人工编制数控程序投入人员多、效率低、错误率高的缺陷；

3、自动计算数控加工工时定额和材料定额，无需人力计算，提高成产效率及正确率；

4、按生产订单套裁齐套排版，调取单个零件的数控切分程序自动生成套裁程序，将材料利用率最大化，杜绝人工排版的材料浪费，颠覆传统单个零件编程，解决零件单独加工不易齐套的问题，整个生产计划可根据销售需求，柔性套裁加工，提高生产灵活性。

附图说明

下面结合优选实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是现有技术中人工设计生产的流程图；

图2是本发明中自动设计生产的流程图；

图3是现有技术中第一种零件单独编程冲切的示意图；

图4是现有技术中第二种零件单独编程冲切的示意图；

图5是现有技术中第三种零件单独编程冲切的示意图；

图6是本发明中将上述三种零件套裁冲切的示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明提出的钣金件自动化设计生产方法包括步骤1至步骤5，下面分别进行说明。

步骤1、创建钣金设计标准库和数控冲切排版规则。

钣金设计标准库可嵌入三维设计平台中，钣金设计标准库包含数控冲切、激光切割和数控折弯各个环节的相关设计标准，具体来说，钣金设计标准库包括：材料规格库、材料性能库、数控冲切模具库、数控冲切模具对应加工料厚规则、数控冲切加工路线规则、激光切割规则、机床库、数控折弯模具库、数控折弯模具对应加工料厚规则、数控折弯定位规则、数控折弯最小折弯高度规范、弯曲件结构工艺性规范、钣金件自攻螺钉配孔设计规范、接地符的设计规范、工时定额计算规则和材料定额计算规则。机床库包含若干个数控加工机床和各数控加工机床对应的处理规则，处理规则包含该数控加工机床的编程规则。

数控冲切排版规则的设置是为了方便后续步骤4中自动套裁排版步骤的调用，数控冲切排版规则为使用规格料、料厚相同的零件、各零件数控模具使用规则、套裁后材料利用率最大化等。

步骤2、在三维设计平台中绘制零件，获取零件的特征参数，并根据零件的特征参数是否匹配钣金设计标准库来检查加工是否可行。若零件无折弯特征，则特征参数仅包括零件的切分参数，若零件有折弯特征时，则特征参数包括零件的切分参数和折弯参数。当零件的特征参数无法匹配钣金设计标准库时，将零件上的设计错误点显示出来，并调取钣金设计标准库，将与设计错误点对应的可加工方案显示出来，设计者根据可加工方案修改零件的特征参数。举例来说，当零件的某一特征参数超出加工规则，则调取钣金设计标准库中与该特征参数对应的可加工值显示出来，设计者按照可加工值修正零件的该特征参数，方便零件的前端设计。

特征参数是否匹配钣金设计标准库的这一检查动作可在任一特征绘制完成后手动选择触发，在所有特征绘制完成后保存处理时会自动触发检查一遍，通过自动检查的零件即默认为具有可加工性，符合工艺要求，自动签审图纸下发，无需工艺人员人工签审，降低工艺人员工作量，并且提高签审速度。

步骤3、加工可行的零件图纸下发受控后，自动触发调取钣金设计标准库，根据零件的特征参数生成数控加工程序，并同步计算数控加工的工时定额和零件的材料定额，数控加工程序、工时定额和材料定额生成后都上传至服务器内，以便于后续步骤调用。

当零件无折弯特征时，数控加工程序仅有数控切分程序，当零件有折弯特征时，数控加工程序有数控切分程序和数控折弯程序。其中，数控切分程序为数控冲切程序或激光切割程序，生成数控切分程序之前，先根据零件的切分参数如材料厚度及材质等，判断采用数控冲切还是激光切割并选择加工的机床。

数控加工程序的生成过程如下：以零件有三个位置需折弯为例，零件绘制完成后，调取钣金设计标准库的机床库、数控折弯模具库、数控折弯模具对应加工料厚规则、数控折弯定位规则等对零件进行分析，根据这三个折弯位置的折弯特征参数来选择刀具组合、数控折弯机床、上下模位置、让位大小、及排列加工先后顺序等，每个折弯位置由不同长度的刀具拼接组合的，组合长度是根据加工换模最少选择出来的，分析完成后调取被选择的数控折弯机床对应的处理规则，按照匹配结果生成数控折弯程序。

步骤4、接收生产订单，生产订单中零件数量至少有两个，且零件的图纸已绘制完成并具有可加工性，根据各零件的特征参数调取数控冲切排版规则，对生产订单中的所有零件进行套裁排版，再调取各零件的数控切分程序自动生成套裁程序，同一套裁程序中的所有零件在步骤3中选用相同的机床，套裁程序使用规格料，无需生产人员再次剪板下料，免去剪板工序，提升效率。图3至图5是三种传统模式中单个零件人工编程的冲切示意图，图中有剖面线的区域为零件，方形区域为板料，方形区域底部的两个柱状部件为夹钳，传统模式冲切的材料利用率低，编程耗时多，占用人力多，生产时计划人员按照程序明细及需求明细下达生产计划，低效且不灵活。图6是将上述三种零件自动套裁排版的冲切示意图，提高材料利用率，同时不同零件灵活排版，提高加工柔性化。

步骤5、数控冲床或激光机按套裁程序切分规格料，当零件无折弯特征时，该零件加工完成，当零件有折弯特征时，将该零件的半成品转运至数控折弯机床上，操作员调用步骤3中该零件已生成的数控折弯程序，无需现场编程，直接对半成品进行折弯加工。

本发明还提出了一种采用上述方法的钣金件自动化设计生产系统，包括：数据库、获取模块、判断模块、提示模块、生成模块、订单模块和套裁排版模块。获取模块、判断模块、提示模块和生成模块可在现有的三维设计平台中实现，订单模块和套裁排版模块可在现有的生产系统中实现，数据库中的数据存放在服务器中以便于各模块调用。

数据库中存储有钣金设计标准库和数控冲切排版规则，获取模块用于获取零件的特征参数，判断模块与数据库和获取模块连接，用于根据零件的特征参数是否匹配钣金设计标准库来检查加工是否可行。提示模块与判断模块连接，用于将零件上的设计错误点显示出来。生成模块与数据库和获取模块连接，用于根据零件的特征参数调取钣金设计标准库，生成数控加工程序并同步计算数控加工的工时定额及零件的材料定额。订单模块与外部输入装置连接，使用者可根据销售需求在图纸已绘制完成且加工可行的零件中，选择零件种类和对应的零件数量生成生产订单，订单生成后发送至套裁排版模块。套裁排版模块与数据库、获取模块、生成模块和订单模块连接，套裁排版模块接收到生产订单后，根据生产订单中的明细，调取数控冲切排版规则对生产订单中的所有零件进行套裁排版，再调取各零件的数控切分程序自动生成套裁程序。

综上所述，本发明通过对钣金件从绘图到生产的各个环节进行自动化升级，自动签审替代人工签审，自动编制数控冲切、激光切割程序及套裁排版程序替代手工编程及制定生产计划，自动编制数控折弯程序替代人工编程，自动计算工时及材料定额替代人工计算，流程优化创造出全新的钣金数控件自动化设计生产模式，目的是达到在设计出图阶段辅助设计，图纸下发后自动创建生产所需的工艺文件，全程自动化升级。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，包括：

步骤1、创建钣金设计标准库；

步骤2、在三维设计平台中绘制零件，获取零件的特征参数，并根据零件的特征参数是否匹配钣金设计标准库来检查加工是否可行。

2.如权利要求1所述的钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，所述钣金设计标准库包括：材料规格库、材料性能库、数控冲切模具库、数控冲切模具对应加工料厚规则、数控冲切加工路线规则、激光切割规则、机床库、数控折弯模具库、数控折弯模具对应加工料厚规则、数控折弯定位规则、数控折弯最小折弯高度规范、弯曲件结构工艺性规范、钣金件自攻螺钉配孔设计规范、接地符的设计规范、工时定额计算规则和材料定额计算规则。

3.如权利要求1所述的钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，所述步骤2还包括：当零件的特征参数无法匹配钣金设计标准库时，将零件上的设计错误点显示出来。

4.如权利要求3所述的钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，所述步骤2还包括：调取钣金设计标准库，将与设计错误点对应的可加工方案显示出来，设计者根据可加工方案修改零件的特征参数。

5.如权利要求1所述的钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，所述步骤2中的检查动作可在任一特征绘制完成后手动选择触发，并在所有特征绘制完成后保存处理时自动触发。

6.如权利要求1至5任一项所述的钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，还包括：

步骤3、加工可行的零件图纸下发受控后，根据零件的特征参数调取钣金设计标准库，生成数控加工程序并同步计算数控加工的工时定额和零件的材料定额；当零件无折弯特征时，数控加工程序仅有数控切分程序，当零件有折弯特征时，数控加工程序有数控切分程序和数控折弯程序。

7.如权利要求6所述的钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，所述步骤3中数控切分程序为数控冲切程序或激光切割程序，生成数控切分程序之前，先判断采用数控冲切还是激光切割。

8.如权利要求6所述的钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，所述步骤3中的数控加工程序、工时定额和材料定额上传至服务器内。

9.如权利要求6所述的钣金件自动化设计生产方法，其特征在于，所述步骤1中还创建有数控冲切排版规则；

所述方法还包括：步骤4、接收生产订单，生产订单中包含至少两个已绘制完成且加工可行的零件，根据各零件的特征参数调取数控冲切排版规则对生产订单中的所有零件进行套裁排版，再调取各零件的数控切分程序自动生成套裁程序；

步骤5、按套裁程序切分规格料，当零件无折弯特征时，该零件加工完成，当零件有折弯特征时，将该零件的半成品转运至数控折弯机床上，调用该零件的数控折弯程序进行折弯加工。

10.一种采用权利要求1至9任一项所述方法的钣金件自动化设计生产系统，其特征在于，包括：用于存储钣金设计标准库的数据库、用于获取零件的特征参数的获取模块、与所述数据库和获取模块连接的判断模块；所述判断模块用于根据零件的特征参数是否匹配钣金设计标准库来检查加工是否可行。

11.如权利要求10所述的钣金件自动化设计生产系统，其特征在于，还包括：与所述判断模块连接的提示模块，所述提示模块用于将零件上的设计错误点显示出来。

12.如权利要求10所述的钣金件自动化设计生产系统，其特征在于，还包括：与所述数据库和获取模块连接的生成模块，所述生成模块用于根据零件的特征参数调取钣金设计标准库，生成数控加工程序并同步计算数控加工的工时定额及零件的材料定额。

13.如权利要求12所述的钣金件自动化设计生产系统，其特征在于，还包括：订单模块和套裁排版模块，所述订单模块选择至少两个已绘制完成且加工可行的零件生成生产订单，所述套裁排版模块与所述数据库、获取模块、生成模块和订单模块连接，所述数据库内还存储有数控冲切排版规则；

所述套裁排版模块接收所述订单模块发送的生产订单，调取数控冲切排版规则对生产订单中的所有零件进行套裁排版，再调取各零件的数控切分程序自动生成套裁程序。