CN110874497B - 用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统，包括：几何信息识取模块，用于从零部件三维图纸中识取特征信息；加工过程分析模块，其与几何信息识取模块相连，用于基于三维图纸中信息来完成对零部件特征的加工过程分析；工艺路线编排模块，其与加工过程分析模块相连，用于根据加工过程分析结果并结合预设的工艺路线编排数据库进行工艺校验来完成工艺路线设计；中间工序模型模块和/或工艺文件输出模块，前者与加工过程分析模块相连用于根据工艺路线设计的数据信息创建出中间工序模型以展示和/或输出零部件整个加工过程的影像，后者与加工过程分析模块相连用于根据三维图纸中信息和工艺路线设计的数据信息创建、修改和/或输出工艺文件。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统。
背景技术
目前，大部分制造型企业仍然采用传统的工艺设计模式，即利用计算机辅助工程师，人工全手动完成新零部件工艺设计工作。此类现有工艺设计模式存在着许多弊端，例如：
（1）工作效率低：在整个项目工艺设计过程中，工程师需要花费很多时间和精力做大量重复且繁琐的工作；例如零部件图纸更新时，工程师需要逐条核对图纸信息，手动更新过程工艺文件。
（2）数据一致性弱：在整个项目工艺设计过程中，零部件数据及工艺设计数据存在于离散的多个系统中；在传递过程中，极易因人为因素出现错误与遗漏。
（3）工艺设计周期长，验证投入大：从最初的零部件同步工程、工艺设计到实物验证，整个过程耗时耗财耗力。
（4）项目一致性差：工艺设计质量受工程师经验及能力所限，且因人而异；因此，不同项目间工艺一致性差，不利于零部件批量投产后的运营及维护，易造成资源浪费。
由于汽车行业竞争日趋激烈，零部件周期越来越短，单品利润越来越低，因此，急需新工艺设计模式来提升企业工艺设计能力，缩短开发周期，以期快速响应市场需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统，从而有效解决或缓解了现有技术中存在的以上这些问题和其他方面的问题中的一个或多个。
首先，根据本发明提供了一种用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统，其包括：
几何信息识取模块，其用于从零部件的三维图纸中识取零部件特征信息；
加工过程分析模块，其与所述几何信息识取模块相连，用于基于所述三维图纸中的信息来自动完成对零部件特征的加工过程分析；
工艺路线编排模块，其与所述加工过程分析模块相连，用于根据所述加工过程分析模块提供的加工过程分析的结果并结合预设的工艺路线编排数据库进行工艺校验来自动完成零部件的工艺路线设计；以及
中间工序模型模块和/或工艺文件输出模块，所述中间工序模型模块与所述加工过程分析模块相连用于根据所述工艺路线设计的数据信息自动创建出零部件的中间工序模型，用以展示和/或输出零部件的整个加工过程的影像，所述工艺文件输出模块与所述加工过程分析模块相连，用于根据所述三维图纸中的信息和所述工艺路线设计的数据信息自动创建、修改和/或输出工艺文件。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述三维图纸包含特征零部件的PMI信息，所述几何信息识取模块以零部件代码作为识别源，从所述三维图纸中解析所述PMI信息来获取所有与零部件特征加工相关的信息，并将所获取的信息输出至特征信息表中，所述加工过程分析模块通过所述特征信息表获得所需要的特征信息。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述加工过程分析包括自动推理出零部件特征的加工工步和加工过程参数，其中，所述特征加工工步是根据零部件特征信息链接底层加工规则库来进行推理获得，所述加工过程参数是根据加工工步推理的加工方法和刀具几何信息来自动匹配由实际项目经验搭建而成的底层数据库，从而自动推荐出能使得加工工步最优的加工过程参数。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述加工过程分析模块还被设置成根据所述加工工步和所述加工过程参数来自动计算出工步加工时间。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述工艺路线编排模块是基于零部件基本属性及项目规划要求以人机交互方式来完成零部件的工艺路线设计，并且基于零部件的工艺设计数据来完成工序信息汇总、工序节拍平衡和工艺合理性校核。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述人机交互方式的操作步骤包括：
根据项目规划要求及所述加工过程分析模块的加工过程分析的结果数据，由人工以加工刀具号作为工序和工步的区分符输入至所述工艺路线编排模块的界面；
由所述工艺路线编排模块根据加工刀具号的输入来校核是否零部件的所有特征的工步均已分配至产线工序中；
由所述工艺路线编排模块根据加工刀具号的信息将零部件特征的加工工步自动分选至不同的工序中，并生成工序清单表。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述工序信息汇总包括关联所述工序清单表内的数据来自动生成工序信息表，所述工序信息表包括各工序设备型号、设备台数、工序刀具数量、工序加工时间和工序设备利用率。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述工序节拍平衡包括根据所述工艺路线设计的结果数据来启动具有生成图表统计功能的应用程序，并使用所述图表统计功能来生成各工序时间图表，并且根据工艺路线设计的实际需求在工序时间图表内设定每个工序的设备利用率范围，然后以设备的利用率作为评价标准，并结合零部件的工艺顺序要求来调整各工序加工工步以使其位于所设定的设备利用率范围内。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述工艺合理性校核包括尺寸链校核、工序可加工面校核。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述尺寸链校核包括校核根据所述特征所选的加工方法能否满足图纸工艺要求，其规则是基于零部件项目实施经验来梳理每种加工方法能做到的精度值，并根据尺寸链转换原则来对特征形位公差进行尺寸链计算，并将计算结果与根据经验得到的经验值进行比较。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述中间工序模型模块被设置成根据以下步骤来生成所述中间工序模型：
以所述工序清单表为数据源，以工序的加工工步作为最小单元来搭建中间工序模型结构树；
基于所述工序清单表内的加工刀具以及所述加工过程参数的信息，并使用建模工具来构建工步刀具模型；
利用建模工具基于零部件的三维图纸来获取特征的位置和矢量方向；以及
加载所述工步刀具模型和预先构建的零部件毛坯模型，然后利用所述建模工具将它们相关联进行布尔求交处理，从而获得所述中间工序模型。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述工步刀具模型与所述零部件毛坯模型相关联是基于所述工步刀具模型的名称和工序刀具的实际加工深度信息来实现的。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述中间工序模型模块被设置成：利用所述建模工具中的移动组件功能并结合所述中间工序模型结构树，按照工序顺序在所述建模工具的视图窗口展示加工过程并实时显示加工信息，并且调用所述建模工具的录制功能来录制所述建模工具的视图窗口内容以生成所述影像。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述中间工序模型模块被设置成：利用所述建模工具中的移动组件功能并结合所述中间工序模型结构树，按照工序顺序在所述建模工具的视图窗口展示加工过程并实时显示加工信息，并且调用所述建模工具的录制功能来录制所述建模工具的视图窗口内容以生成所述影像。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述工艺文件输出模块被设置成执行以下步骤：
基于零部件基本属性及工艺设计业务要求来制作工艺文件的标准体系模板；以及
以所述零部件的三维图纸作为数据源头来梳理各工艺文件数据信息的推导逻辑，从所述零部件的三维图纸或者与零部件的工艺设计的过程数据相关联的工艺文件所需信息，来生成项目阶段的工艺文件。
在根据本发明的数字化工艺设计系统中，可选地，所述工艺文件输出模块被设置成以预先设定的文件格式来输出所述工艺文件。
从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本发明的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。例如，将会明白的是，与现有技术相比较，根据本发明设计提供的用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统具有非常明显的技术优势，其应用了三维CAD技术、可视化技术等实现了基于三维图纸的工艺数字化设计、工艺路线仿真及优化、动态工艺呈现及工艺文件自动输出，不仅有利于贯通设计、工艺、制造之间的数据流，从而提升整个工艺设计工作的效率与质量，而且能够搭建知识数据库及推理规则，这样非常有助于企业经验的积累及传递，并在一定程度上提升项目之间的工艺一致性，因此本发明具有相当突出的实用性。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1是一个根据本发明的用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统实施例的组成示意图。
图2是图1所示数字化工艺设计系统实施例的一个界面示意图。
图3是从图1所示数字化工艺设计系统实施例中的几何信息识取模块输出的特征信息表的示例图。
图4是图1所示数字化工艺设计系统实施例中的加工过程模块进行一个加工过程推理示例的逻辑示意图。
图5是图1所示数字化工艺设计系统实施例中的加工过程分析模块的界面示意图。
图6是图1所示数字化工艺设计系统实施例中的工艺路线编排模块的界面示意图。
图7是图1所示数字化工艺设计系统实施例中的工艺路线编排模块形成的一个时间图表统计示例的示意图。
图8是图1所示数字化工艺设计系统实施例中的工艺路线编排模块形成的另一个时间图表统计的示意图。
图9是是图1所示数字化工艺设计系统实施例中的工艺路线编排模块进行一个孔特征尺寸链校核示例的逻辑示意图。
图10是图1所示数字化工艺设计系统实施例中的中间工序模型模块的界面示意图。
图11是图1所示数字化工艺设计系统实施例中的工艺文件输出模块的界面示意图。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统的组成、特点以及优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。
此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而也应当认为这些根据本发明的更多实施例是在本文的记载范围之内。
请参考图1，在该图中示意性地显示出了一个根据本发明的用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统实施例的组成情况。在这个实施例中，该数字化工艺设计系统包括几何信息识取模块1、加工过程分析模块2、工艺路线编排模块3、中间工序模型模块4和工艺文件输出模块5，下面就通过这个示例来对本发明进行详细说明。
几何信息识取模块1是被设置用来从零部件（例如汽车发动机中的单个组成部件、多个组成部件的组合或者汽车发动机的整体集成）的三维图纸中识取特征信息，这些特征信息随后将被其他模块用来进行进一步的解析和利用，在后文中将对此进行介绍。图2是图1所示数字化工艺设计系统实施例的一个界面示意图，在该图中显示出了几何信息识取模块1从一个三维图纸中识取出许多特征信息的大致情形。
作为举例说明，几何信息识取模块1可以从三维图纸中识取零部件特征的PMI(Product Manufacturing Information)信息，即可以零部件特征代码作为识别源，从三维图纸中解析特征PMI信息内容字符串，来获取特征所有与加工相关的信息，然后将识取的特征信息转换后输出至特征信息表中，这样的特征信息表可以记载例如特征几何信息、基准信息、特殊工艺信息等可影响到工艺设计的信息，以便供加工过程分析模块2从其中获得这些特征信息用来进行加工过程分析。
如图1所示，加工过程分析模块2是与几何信息识取模块1相连，用来基于由几何信息识取模块1提供的上述特征信息来完成针对其中的这些特征的加工过程分析。
具体来讲，在可选情形下，通过加工过程分析模块2实现的加工过程分析可以包括生成特征的加工工步和加工过程参数。例如，加工过程分析模块2可以根据三维图纸中的信息并且结合预先设置的加工推理规则来自动推理出针对这些零部件特征的加工工步和加工过程参数，这样的加工过程参数可以包括每个加工工步的刀具直径、材料、齿数、每齿进给及切削速度等信息。例如图3所示，在该图中示例性地显示出了通过几何信息识取模块2输出的特征信息表。
举例来讲，可以将加工过程分析模块2设置成基于特征信息中的特征与存储在加工数据库内的加工组合进行匹配来获得相应的加工方法。对于上述的加工数据库，它可以是根据不同零部件的不同特征信息以及与之相匹配的加工类型、加工刀具的材料，并且结合实际生产经验来进行搭建，从而使得在加工数据库中存储了多种加工组合，由此使得加工过程分析模块2可以基于这些已经预先设置的加工组合从其中进行选择匹配出合适的加工方法。根据这样的加工方法，可以确定针对特征进行加工所需的加工工步。在图4中示例性地展示出了通过加工过程分析模块2进行一个加工过程推理的大致逻辑过程。此外，在图5中还示例性地图示出了在图1所示数字化工艺设计系统实施例中一个使用到了加工过程分析模块2的工作界面。
此外，加工过程分析模块2还被可选地设置成基于以上加工推理方式获得的加工工步和加工过程参数来计算出工步加工时间，例如可以根据预设的计算式来进行计算，这样的计算式可以使用现有技术中的相应计算式，可以根据结合实际生产经验来提供相应的计算式。
再如图1所示，工艺路线编排模块3是与加工过程分析模块2相连，用于根据加工过程分析模块2提供的加工过程分析结果，并且结合工艺路线编排规则库来自动完成零部件的工艺设计。仅作为示例说明，在图6中展示出了在图1所示数字化工艺设计系统实施例中一个使用到了工艺路线编排模块3的工作界面。
在可选情形下，可以将工艺路线编排模块3设置成基于零部件基本属性及项目规划要求，采用人机交互方式来完成上述的工艺路线设计，并且由此完成工序信息汇总、工序节拍平衡、工艺合理性校核等工作。
具体来讲，在采用人机交互方式来完成工艺路线设计时，可以可选地执行以下这些操作步骤：
首先，根据项目规划要求及加工过程分析模块的结果数据，由例如工程师等相关人员采用人工方式，以刀具号作为工序和工步的区分符输入至工艺路线编排模块的界面；
然后，由工艺路线编排模块3根据刀具号的输入来校核是否零部件的所有特征工步都已分配至产线工序中；
接下来，由工艺路线编排模块3根据加工刀具号进行分选并且汇总所有特征的工步至不同的工序，并且生成工序清单表，该工序清单表可以包含刀具直径、加工过程参数、加工/辅助时间、夹具型式、机床基本信息等内容。
对于上述的工序信息汇总来讲，它可以包括关联工序清单表内的数据来自动生成工序信息表，这样的工序信息表可以包括各工序设备型号、设备台数、工序刀具数量、工序加工时间、工序设备利用率等信息，以便于用来集中比对各工序的基本信息。
对于上述的工序节拍平衡来讲，它可以包括根据工艺路线设计的结果数据来启动具有生成图表统计功能（如生成柱状图、条形图、折线图等）的应用程序（例如EXCEL等），以便利用该应用程序中的图表统计功能来生成各工序时间图表，从而可以非常直观地展示出各工序及工序内每把刀具的节拍利用情况。仅作为示例说明，在图7中展示出了通过图1所示数字化工艺设计系统实施例中的工艺路线编排模块3生成的一个时间柱状图示例，并且在图8中展示出了通过工艺路线编排模块3生成的另一个时间柱状图示例；同时，可以根据工艺路线设计的实际需求，在工序时间图表内设定每个工序的设备利用率范围，然后可以使用这样的设备利用率来作为评价标准，并且结合零部件的工艺顺序要求来调整各工序加工工步，以便使得这些工序加工工步能够处于所设定的设备利用率范围内，从而实现各工序加工工步内容的自动优化。
对于工艺合理性校核来讲，它可以包括尺寸链校核、工序可加工面校核。其中，尺寸链校核包括校核所述特征所选的加工方法能否满足图纸工艺要求，其规则是基于零部件项目实施经验来梳理每种加工方法能做到的精度值，并根据尺寸链转换原则来对特征形位公差进行尺寸链计算，然后将计算结果与根据经验得到的经验值进行比较。对于不满足要求的加工工艺，可以由工艺路线编排模块3自动给出具体原因，然后由例如工程师等人员来进行人工调整。仅作为示例性说明，在图9中展示出了通过图1所示数字化工艺设计系统实施例中的工艺路线编排模块3进行一个孔特征尺寸链校核的大致逻辑过程。工序可加工面校核可以包括汇总工序内特征所属空间面信息，然后校核工序内所加工的特征是否能够满足机床（例如夹具、主轴等）的空间要求。对于不满足要求的加工工艺，可以由工艺路线编排模块3自动给出具体原因，然后由例如工程师等人员来进行人工调整。
在图1所示的实施例中，还同时设置有中间工序模型模块4和工艺文件输出模块5，下面就再详细介绍这两个模块的具体设置及工作情况。
中间工序模型模块4是与工艺路线编排模块3相连，该模块被设置用于根据工艺路线设计数据自动创建出零部件中间工序模型，用以展示和/或输出零部件整个加工过程的影像，由此可以动态直观地展示出零部件的加工过程，并且可以兼具校核工艺设计完整性的功能，这将随后进行说明。如图10所示，在该图中示例性地图示出了在图1所示数字化工艺设计系统实施例中一个使用到了中间工序模型模块4的工作界面。
作为举例说明，可以将中间工序模型模块4设置成根据以下步骤来生成中间工序模型：
首先，可以采用以上讨论的由工艺路线编排模块3生成的工序清单来作为数据源，以工序的加工工步作为最小单元来搭建中间工序模型结构树；
然后，基于工序清单表内的加工工步以及加工过程参数的数据信息，并使用建模工具（例如利用UG NX等三维建模工具进行参数化建模）来构建工步刀具模型；
接下来，利用建模工具基于零部件的三维图纸来获取特征的位置和矢量方向；
随后，使用建模工具使得工步刀具模型与预先建立的零部件毛坯模型相关联并进行布尔求交处理（例如UG NX中的布尔求交功能），从而获得中间工序模型。在可选情形下，可以基于以特征的代码来建立工步刀具模型的命名规则，并且以工步刀具模型的实际加工深度为依据来确认工步刀具模型与特征的位置，以此方式来将工步刀具模型与零部件毛坯模型进行关联处理。
在一些应用情形下，可以将中间工序模型模块4设置成利用建模工具中的移动组件功能并结合上述的中间工序模型结构树，按照工序顺序在建模工具的视图窗口展示加工过程并实时显示加工信息，并且调用建模工具的录制功能（例如UG NX中的电影/录制功能）来录制建模工具的视图窗口内容，以此来生成零部件的整个加工过程的影像。
此外，在一些应用情形下，可以使得中间工序模型模块4具有工艺完整性校核功能。具体来讲，可将中间工序模型模块4设置成可以对中间工序模型与预先构建的零部件的成品模型（例如可以由产品研发部门来提供）进行轮廓比对，并且在发现它们的模型轮廓偏差超出了预设范围时（此时可以用颜色高亮显示所发现的差异点），调用工艺路线编排模块3来重新完成工艺路线设计，以便由此能够使得上述的模块轮廓偏差处于预设范围内。
对于工艺文件输出模块5来讲，该模块是与工艺路线编排及几何信息识取模块相连，用于根据图纸信息和工艺设计信息来创建、修改（例如供工程师等相关人员进行插入、删除等进行编辑操作来修改工艺文件中的内容）和/或输出工艺文件，这些工艺文件包括但不限于例如工艺流程图、控制计划等。如图11所示，在该图中示例性地图示出了在图1所示数字化工艺设计系统实施例中一个使用到了工艺文件输出模块5的工作界面。
在可选情形下，可以将工艺文件输出模块5设置成执行以下步骤：
首先，基于零部件基本属性及工艺设计业务要求来制作工艺文件的标准体系模板；
然后，以零部件的三维图纸作为数据源头来梳理各工艺文件数据信息的推导逻辑，从零部件的三维图纸或者与零部件的工艺设计的过程数据相关联的工艺文件所需信息，来生成项目阶段的工艺文件。
在具体应用情形下，工艺文件输出模块5被设置成以预先设定的文件格式来输出工艺文件，例如文件格式可以是EXCEL、PDF、WORD等，以便于与其他系统进行共享。
如上所述，采用根据本发明所设计提供的用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统，可以实现如前所述的明显优于现有技术的众多优势，其不仅能够有效贯通设计、工艺、制造之间的数据流，而且可以显著提升整个工艺设计工作的效率与质量，并且有助于构建知识数据库及加工推理规则，这对于企业经验的积累及传递、保证不同项目之间的工艺一致性等都是非常有利的。
以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。例如，尽管在给出的实施例中同时示出了中间工序模型模块4和工艺文件输出模块5，然而在某些应用情形下可以仅设置以上两个模块当中的任何一个模块。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
Claims (16)
1.一种用于汽车发动机机加线的数字化工艺设计系统，其中，所述数字化工艺设计系统包括：
几何信息识取模块，其用于从零部件的三维图纸中识取零部件特征信息；
加工过程分析模块，其与所述几何信息识取模块相连，用于基于三维图纸中的信息来自动完成对零部件特征的加工过程分析；
工艺路线编排模块，其与所述加工过程分析模块相连，用于根据所述加工过程分析模块提供的加工过程分析的结果并结合预设的工艺路线编排数据库进行工艺校验来自动完成零部件的工艺路线设计；以及
中间工序模型模块和/或工艺文件输出模块，所述中间工序模型模块与所述加工过程分析模块相连用于根据所述工艺路线设计的数据信息自动创建出零部件的中间工序模型，用以展示和/或输出零部件的整个加工过程的影像，所述工艺文件输出模块与所述加工过程分析模块相连，用于根据所述三维图纸中的信息和所述工艺路线设计的数据信息自动创建、修改和/或输出工艺文件。
2.根据权利要求1所述的数字化工艺设计系统，其中，所述三维图纸包含零部件特征的PMI信息，所述几何信息识取模块以零部件特征代码作为识别源，从所述三维图纸中解析所述PMI信息来获取所有与零部件特征加工相关的信息，并将所获取的信息输出至特征信息表中，所述加工过程分析模块通过所述特征信息表来获得所需要的特征信息。
3.根据权利要求1所述的数字化工艺设计系统，其中，所述加工过程分析包括自动推理出零部件特征的加工工步和加工过程参数，其中，所述特征加工工步是根据零部件特征信息链接底层加工规则库来进行推理获得，所述加工过程参数是根据加工工步推理的加工方法和刀具几何信息来自动匹配由实际项目经验搭建而成的底层数据库，从而自动推荐出能使得加工工步最优的加工过程参数。
4.根据权利要求3所述的数字化工艺设计系统，其中，所述加工过程分析模块还被设置成根据所述加工工步和所述加工过程参数来自动计算出工步加工时间。
5.根据权利要求3所述的数字化工艺设计系统，其中，所述工艺路线编排模块是基于零部件基本属性及项目规划要求，以人机交互方式来完成零部件的工艺路线设计，并且基于零部件的工艺设计数据来完成工序信息汇总、工序节拍平衡和工艺合理性校核。
6.根据权利要求5所述的数字化工艺设计系统，其中，所述人机交互方式的操作步骤包括：
根据项目规划要求及所述加工过程分析模块的加工过程分析的结果数据，由人工以加工刀具号作为工序和工步的区分符输入至所述工艺路线编排模块的界面；
由所述工艺路线编排模块根据加工刀具号的输入来校核是否零部件的所有特征的工步均已分配至产线工序中；由所述工艺路线编排模块根据加工刀具号的信息将零部件特征的加工工步自动分选至不同的工序中，并生成工序清单表。
7.根据权利要求6所述的数字化工艺设计系统，其中，所述工序信息汇总包括关联所述工序清单表内的数据来自动生成工序信息表，所述工序信息表包括各工序设备型号、设备台数、工序刀具数量、工序加工时间和工序设备利用率。
8.根据权利要求5所述的数字化工艺设计系统，其中，所述工序节拍平衡包括根据所述工艺路线设计的结果数据来启动具有生成图表统计功能的应用程序，并使用所述图表统计功能来生成各工序时间图表，并且根据工艺路线设计的实际需求在工序时间图表内设定每个工序的设备利用率范围，然后以设备的利用率作为评价标准，并结合零部件的工艺顺序要求来调整各工序加工工步以使其位于所设定的设备利用率范围内。
9.根据权利要求5所述的数字化工艺设计系统，其中，所述工艺合理性校核包括尺寸链校核、工序可加工面校核。
10.根据权利要求9所述的数字化工艺设计系统，其中，所述尺寸链校核包括校核根据所述特征所选的加工方法能否满足图纸工艺要求，其规则是基于零部件项目实施经验来梳理每种加工方法能做到的精度值，并根据尺寸链转换原则来对特征形位公差进行尺寸链计算，并将计算结果与根据经验得到的经验值进行比较。
11.根据权利要求6所述的数字化工艺设计系统，其中，所述中间工序模型模块被设置成根据以下步骤来生成所述中间工序模型：
以所述工序清单表为数据源，以工序的加工工步作为最小单元来搭建中间工序模型结构树；
基于所述工序清单表内的加工刀具以及所述加工过程参数的信息，并使用建模工具来构建工步刀具模型；利用建模工具基于零部件的三维图纸来获取特征的位置和矢量方向；
加载所述工步刀具模型和预先构建的零部件毛坯模型，然后利用所述建模工具将它们相关联进行布尔求交处理，从而获得所述中间工序模型。
12.根据权利要求11所述的数字化工艺设计系统，其中，所述工步刀具模型与所述零部件毛坯模型相关联是基于所述工步刀具模型的名称和工序刀具的实际加工深度信息来实现的。
13.根据权利要求11所述的数字化工艺设计系统，其中，所述中间工序模型模块被设置成：利用所述建模工具中的移动组件功能并结合所述中间工序模型结构树，按照工序顺序在所述建模工具的视图窗口展示加工过程并实时显示加工信息，并且调用所述建模工具的录制功能来录制所述建模工具的视图窗口内容以生成所述影像。
14.根据权利要求11所述的数字化工艺设计系统，其中，所述中间工序模型模块还被设置成：对所述中间工序模型与预先构建的所述零部件的成品模型进行轮廓比对，并在它们的轮廓偏差超出预设范围时调用所述工艺路线编排模块重新完成工艺路线设计，以使得所述轮廓偏差处于所述预设范围内。
15.根据权利要求13所述的数字化工艺设计系统，其中，所述工艺文件输出模块被设置成执行以下步骤：
基于零部件基本属性及工艺设计业务要求来制作工艺文件的标准体系模板；以及
以所述零部件的三维图纸作为数据源头来梳理各工艺文件数据信息的推导逻辑，从所述零部件的三维图纸或者与零部件的工艺设计的过程数据相关联的工艺文件所需信息，来生成项目阶段的工艺文件。
16.根据权利要求13所述的数字化工艺设计系统，其中，所述工艺文件输出模块被设置成以预先设定的文件格式来输出所述工艺文件。
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Non-Patent Citations (1)
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| 斯铁冬 ; 张旭 ; 丁丁 ; 刘颖 ; 耿久全 ; .基于三维模型的机加工艺设计技术.兵工自动化.2013,(06),全文. * |
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