CN109145384A - 一种装焊三维工艺设计系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装焊三维工艺设计系统，由制造工艺管理系统、CAD建模系统、焊接仿真分析系统、产品数据管理系统和典型工艺知识库相集成；本发明实现了装焊工艺的快速和低成本设计，既缩短产品装焊工艺设计周期，又提高了装焊工艺质量，通过装焊三维工艺的示教，可直观、清晰的体现装焊工艺设计意图，使焊接工人的装焊效率得到提高，抑制错焊、不按顺序装焊现象的发生，大幅提高了产品装焊质量；同时为企业的工艺知识积累提供了条件，增强了企业的竞争能力。
Description
技术领域
本发明属于焊接工艺设计领域，具体涉及一种装焊三维工艺设计系统。
背景技术
在当前人工-半机械化的制造工况下，传统装焊方式已无法适应关键复杂部件的快速研制生产，传统二维装焊工艺不能直观有效地表达装焊定位、装焊顺序等工艺要求，装焊过程可视化效果差、周期长、效率低，易产生质量问题，存在变形量大、多次返工现象，严重影响了产品的研制进度。传统二维工艺指导性差，导致现场工人实际操作时随意性较强、误差较大，缺乏一致性，所形成的工艺缺乏验证，将工艺设计过程中无法暴露的问题，后移至实际装焊环节，装焊工艺的优化设计难以实现。该种工艺设计方式存在以下问题：
1、国内外尚无完全针对装焊三维工艺设计的系统，目前流行的三维CAD从产品多从设计角度出发，对如何参与生产过程、指导生产方面缺乏必要的数据和技术支持，无法将装焊工艺过程、焊接零件及与装焊过程有关的制造资源紧密结合在一起实现装焊过程的仿真与工艺的验证，并难以利用已有的知识和经验。
2、优化程度低。虽然有经验的工艺设计人员可以设计出可行的装焊工艺规程，但往往不是最好的，由于个人经验及考虑问题的全面性和正确性的局限，很难得到最优设计，使得工艺规划缺乏系统性和科学性。
3、一致性差。由于对二维图纸的理解程度不同，同一个产品由不同的工艺人员编制工艺时，将会得到不同的方案，缺乏一致性，而且在产品设计初级阶段难以全面、正确地考虑装配焊接的工艺性，装焊工艺方面存在问题的反馈和修改缓慢且难以实现。
4、设计难度大，知识易流失。工艺设计是统筹产品技术要求、企业经济效益和社会效果的整体优化过程，涉及面广，处理信息量大，因此需要具有丰富装配经验的工艺技术人员才能胜任，而这种经验的取得和积累则是一个长期的过程，没有知识库借鉴和积累，导致知识随着人员的更迭而流失，缺乏知识的积累和重用手段。
5、对产品装焊工艺规划和设计的支持能力差。产品装焊后的性能检验和评价需借助同等大小的实物模型来进行，导致开发周期长、开发成本高、开发风险大，不符合快速反应市场的需要。
6、集成性差。设计工艺制造三个环节缺乏有效联通，工艺设计与焊接仿真脱节。
发明内容
本发明的目的是提供一种装焊三维工艺设计系统，解决背景技术中存在的问题。
本发明的技术方案为：一种装焊三维工艺设计系统，其特征在于：由制造工艺管理系统、CAD建模系统、焊接仿真分析系统、产品数据管理系统和典型工艺知识库相集成；制造工艺管理系统用于对产品数据管理系统中的产品三维设计数据进行编辑，将产品设计BOM转换成装焊BOM，并将设计数据进行轻量化处理，通过调取典型工艺知识库查找最接近的装焊方案，初步制定焊接方案，通过集成接口进入焊接仿真分析系统，在制造工艺管理系统的工艺资源库中选取资源模型参与仿真，对初步制定的焊接方案中的装焊顺序进行仿真验证，通过分析仿真结果，改进和优化装焊工艺，生成触发式、基于关键帧的仿真动画，并确定最终装焊工艺内容；制造工艺管理系统调用系统预设审签流程完成工艺审签并将最终装焊工艺内容固化，形成装焊三维工艺。
有益效果：本发明实现了装焊工艺的快速和低成本设计，既缩短产品装焊工艺设计周期，又提高了装焊工艺质量，通过装焊三维工艺的示教，可直观、清晰的体现装焊工艺设计意图，使焊接工人的装焊效率得到提高，抑制错焊、不按顺序装焊现象的发生，大幅提高了产品装焊质量；同时为企业的工艺知识积累提供了条件，增强了企业的竞争能力。
附图说明
图1是本发明的工作流程示意图；
图2是本发明中装焊三维工艺设计系统示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供一种装焊三维工艺设计系统，由制造工艺管理系统(MPMS)、CAD建模系统、焊接仿真分析系统、产品数据管理系统和典型工艺知识库相集成；
制造工艺管理系统用于对产品数据管理系统中的产品三维设计数据进行编辑，将产品设计BOM转换成装焊BOM，并将设计数据进行轻量化处理，通过调取典型工艺知识库查找最接近的装焊方案，初步制定焊接方案，包括预设装焊顺序、结合生产节拍划分具体工位的焊接内容、技术要求和所需的装焊设备、工装资源：预设装焊顺序通过制造工艺管理系统以模型实例化后的BOM为依托，完成制定；
通过集成接口进入焊接仿真分析系统，在制造工艺管理系统的工艺资源库中选取装焊工装、设备等资源模型参与仿真，对装焊顺序进行仿真验证，进行焊接干涉检查、装焊顺序优化，焊接温度云图分析，焊接应力分析，焊接变形分析，通过分析仿真结果，改进和优化装焊工艺，生成触发式、基于关键帧的仿真动画，并确定最终装焊工艺内容；
制造工艺管理系统调用系统预设审签流程完成工艺审签并将最终装焊工艺内容固化，形成装焊三维工艺。将固化后的装焊工艺存入典型工艺知识库，并在制造工艺管理系统中将装焊三维工艺通过多窗口自定义布局，可视化发布至现场，以交互式、示教型、多媒体装配可视化工艺的形式指导实际生产。
本发明将现有的制造工艺管理系统(MPMS)、CAD建模系统、焊接仿真分析系统、产品数据管理系统和典型工艺知识库相集成，开发出独特的装焊三维工艺设计系统，将该系统为依托，通过开放的接口，以多系统集成的方式将该系统与CAD建模系统、焊接仿真分析系统、产品数据管理系统、典型工艺知识库相集成，集成后系统的主要功能有：1)装焊三维工艺规划与设计；2)三维工艺模型轻量化及保存；3)装焊过程仿真验证与优化；4)工艺资源库；5)三维模型库；6)典型工艺知识库；7)电子审签与可视化全息发布。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种装焊三维工艺设计系统，其特征在于：由制造工艺管理系统、CAD建模系统、焊接仿真分析系统、产品数据管理系统和典型工艺知识库相集成；制造工艺管理系统用于对产品数据管理系统中的产品三维设计数据进行编辑，将产品设计BOM转换成装焊BOM，并将设计数据进行轻量化处理，通过调取典型工艺知识库查找最接近的装焊方案，初步制定焊接方案，通过集成接口进入焊接仿真分析系统，在制造工艺管理系统的工艺资源库中选取资源模型参与仿真，对初步制定的焊接方案中的装焊顺序进行仿真验证，通过分析仿真结果，改进和优化装焊工艺，生成触发式、基于关键帧的仿真动画，并确定最终装焊工艺内容；制造工艺管理系统调用系统预设审签流程完成工艺审签并将最终装焊工艺内容固化，形成装焊三维工艺。
2.根据权利要求1所述的一种装焊三维工艺设计系统，其特征在于：初步制定的焊接方案包括预设装焊顺序、结合生产节拍划分具体工位的焊接内容、技术要求和所需的装焊设备、工装资源。
3.根据权利要求2所述的一种装焊三维工艺设计系统，其特征在于：预设装焊顺序通过制造工艺管理系统以模型实例化后的BOM为依托，完成制定。
4.根据权利要求1所述的一种装焊三维工艺设计系统，其特征在于：所述资源模型包括装焊工装、设备。
5.根据权利要求1所述的一种装焊三维工艺设计系统，其特征在于：所述仿真包括进行焊接干涉检查、装焊顺序优化、焊接温度云图分析，焊接应力分析、焊接变形分析。
6.根据权利要求1所述的一种装焊三维工艺设计系统，其特征在于：固化后的装焊工艺将存入典型工艺知识库。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种装焊三维工艺设计系统，其特征在于：在制造工艺管理系统中将装焊三维工艺通过多窗口自定义布局，可视化发布至现场，以交互式、示教型、多媒体装配可视化工艺的形式指导实际生产。
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