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3DMPS

知识驱动的零件工艺设计系统

概述

随着制造业能力的提升含,产品复杂度和精度也在不断提高侗木,信息技术对制造业发展的促进作用也日益明显幻柔。在设计环节钞认灵,设计工具逐渐从二维CAD向三维CAD转化痛呵钮,围绕三维模型的设计魔香、分析坟衅拧、仿真技术逐渐成熟和完善抨,传统工艺设计模式因为缺少对三维CAD模型的有效利用与支持,逐渐落后于企业的发展要求囊少。

传统的工艺设计模式中嫉,普遍存在以下问题桔:

(1)无法直接使用三维模型及模型信息能到晚。

虽然工艺人员能够接收设计人员建立的三维模型啤差,但模型及模型上的PMI标注信息(尺寸郴览搜、公差裳林罕、基准患、属性)却不能为工艺系统直接使用碘畴凤,如果仅仅作为查看疽帘,而不能辅助工艺人员进行工艺分析和决策添,则模型及标注本身的价值大大降低盖酪。

(2)工艺简图需要工艺人员绘制酞。

三维工艺模式下挛,如果需要工艺人员利用三维CAD建立三维过程模型臀,则不仅大幅度增加了工艺人员的工作量哩,而且也使得工艺人员无法将关注力集中在工艺本身洪璃。而当模型发生变化时讳咳钳,或者工艺需要调整时铝胎,重建工序模型也使得工艺更改的工作量增加惨呸。

(3)企业工艺知识和经验无法积累和复用巷暴粉。

缺乏经验的设计人员对工艺不熟悉啥,即使掌握了一般性的工艺知识寡,也可能因为对企业的工艺特点拈脓董、现场的制造环境等不了解哦伐,影响工艺的可行性朵,导致设计-工艺大量反复晃,严重影响产品研制周期和产品质量;同时由于工艺缺乏共同的语言袜壤亭、规范描述和管理手段虾,导致沟通成本高切怕,很难形成可工程化应用的知识摆。

(4)传统的工艺输出形式不够直观和可视化郊坑。

工艺卡片的输出形式罗踢,文字加图形的表达方式缺乏加工过程的直观昂菲、可视的表达烹,即使通过MES系统或者其它方式将工艺卡片以电子化的形式下发到车间工位广,也只是将纸质打印卡片转变为电子化卡片蹬嘿卜,远未达到三维工艺下车间所希望达到的目标虫。

开目三维零件工艺规划系统(3DMPS)粮痞,可以帮助企业专业茄发力、轻松粮、高效地解决加工工艺设计问题啪。

开目基于MBD的三维零件工艺规划系统(3DMPS)提供专业的加工工艺辅助煌匈,能够辅助零件分析教狮、辅助零件工艺设计靖频、辅助工序模型自动建模以及辅助加工栋雀瘸。3DMPS获取零件工艺信息匪署、全三维模型文件后料矾,通过对三维模型中制造特征的识别汞,采用基于知识的参数化设计思想挤酞,智能化推理得到各制造特征的加工方法瞬捻,再通过人机交互春,生成面向零件的机加工工艺过程敢。系统根据零部件模型和工艺过程瞬,自动生成毛坯模型及各工序的中间模型以及完成加工过程仿真力。完成后的工艺信息能够按照企业指定的格式进行输出巫,或者进行三维工艺信息在车间的电子化发布奠罗甫。

3DMPS是国内领先的三维零件工艺规划系统玖皑,旨在为制造企业专业工艺人员提供专业的工艺设计工具茬,让原本繁琐的工作变得轻松撮拟扮、高效慕、高质掠维,以获得更多的时间和精力从事企业工艺创新饯沪且。

应用目标

工艺设计全三维环境构建

延伸设计马,引领制造巾湃癸,基于特征和知识驱动归忻妥,为企业构建专业超颁、实用的三维数字化工艺设计环境此,形成结构化赊、可视化铺量、集成化胁镰江、实用化的工艺规划和管理系统改,提高工艺设计的质量和效率适。

工艺仿真验证

集成CAM鼓难拳,支持数控工艺北瓣,建立三维机加工艺的仿真验证环境温,通过基于特征的刀路规划提高加工效率即冀,用数字化手段验证零件的制造工艺赌滔,从而缩短工艺准备周期沧吉畔,提高工艺质量蛙痴,以满足产品进度质量要求描侩。

企业级工艺知识积累应用

建立企业级工艺知识库系统钎闲,支持各种静态夕、动态工艺知识存储与应用理参拒。通过三维机加设计平台实现工艺知识工艺的推理应用承,一方面使得企业整体工艺水平得到稳定和提高物洗疚,另一方面可以使工艺人员能够将更多的精力和时间用于从事工艺创新的工作斑。

制造工艺三维可视下车间

通过与PDM/PLM系统离苏、MES系统的集成应用咆贰隘,三维工艺可以在车间通过计算机略、触摸屏展示宛,或以自动化手段直接输出数控工艺到机床呢财,建立三维下现场应用能力驮,更好的指导现场生产热阜纬,同时提高工艺与制造的协同效率雌。

商用价值

完备三维信息流

完整地继承产品三维模型上所有的实体信息以及各种PMI标注信息并斤,根据模型上完整的制造信息定义沏畏,确定出合理的挟、可行的制造工艺韩,确保三维信息流在整个信息化系统中的完整应用尝临。

缩短工艺设计周期

通过工艺知识的应用分兄链、基于MBD模型的零件消息提取和特征识别店默、特征工艺推理习汹沛、工艺过程模型的自动生成倪山,以及数字化仿真等功能委,大大减少了工艺人员繁重的手工工作棵。

降低成本

通过基于特征的工艺规划和加工仿真芹,使工艺知识得以在软件中直接得到应用级,避免使用保守的加工方案绦淮,确保采用更经济的加工方案从而降低加工工时歪、降低成本扭寝咕。

提升工艺创新能力

企业工艺知识库的积累瞪、特征识别和工艺推理沫芹,使得工艺人员的工作效率大大提升解悸,工艺人员能够将更多的精力和时间用于从事工艺创新的工作瓦。

主要功能

建立基于三维模型的工艺设计平台挽掠,工艺人员直接应用三维设计模型饲舒釜,进行三维工艺设计崔伎,生成基于三维工序模型惦疽、可视化操作指导的三维工艺规程壁。从而为企业全面贯通三维技术谱,有利于实现产品设计驮烹、工艺设计呐楷、仿真分析栋硕、生产制造及数据管理等方面信息和工具的集成喷。

3DMPS获取零件全三维模型文件后澜画窍,通过对三维模型中制造特征的识别孔谎,基于知识推理得到各制造特征的加工方法谅杰,再通过人机交互叛,生成面向零件的机加工工艺耐戊昧。完成后的工艺可以按照三维或者二维模版输出跨瓢厕,或通过标准的接口文件传递到其它的工艺系统或PDM干、MES系统中撅壬羔。

特征识别

加工特征是连接CAD系统与CAPP系统的桥梁茫,是知识化工艺设计的基础没樊。特征识别技术从三维模型中识别出具有工艺语义的工艺特征及其制造属性扣貉享,将设计意图转换为工艺要求渤。

功能特点订奥辽:

模型信息提取亩德:零件模型作为三维CAPP系统的唯一数据源间界,包含了丰富的管理信息护、几何信息和非几何信息分蹲粱。系统通过模型信息提取模块获得模型几何信息(BRep表达信息和设计特征信息)和非几何信息(基本管理信息和标注信息)翘芳,以结构化形式存储在系统中耸。

特征识别氮:从零件模型中识别出需要加工的面及面的组合譬寄扁,同时从关联的PMI信息中获取特征的工艺属性煽佰铺。

基于知识的智能工艺辅助设计

基于特征的知识化工艺设计是指根据加工特征及特征属性(工艺要求)全摊,从知识库中推理出特征的加工方法以及加工余量奸,形成零件的加工工序(路线)毕,进而根据机床勤敛才、特征暮摩、余量等推理出每道工步的刀具和加工参数输凸。

功能特点单然幕:

知识化的工艺决策过程: 基于三维工艺知识的参数化工艺设计宋凸奇,拟人化的表达工艺人员工艺决策过程典,根据设计特征分解生成特征加工方法瓶盒潮,并且提供丰富的特征加工知识库寐点弦。

自动产生毛坯: 根据毛坯类型不同自动生成毛坯斑。目前支持棒料诫锚、多轴段铸锻件形、铸件川屎、方料毛坯的自动生成瓜臂秀,还支持外部导入毛坯备桅。所有加工表面的加工方法和步骤出来后啡鹅,根据各表面的加工余量可以产生零件的毛坯寡。

人机交互的工序编排过程: 零件的每个特征的工艺路线经过组合杏丛、合并蓬、排序广,得到最终的零件工艺路线稼插妙。

自动化的加工过程模型生成: 依据工艺编排抬叼光,自动生成每道工序的模型图衔星,大大减少工艺人员的交互绘图工作量柑和诬。当工艺需要更改时垫,能方便的重新生成新的整套过程模型剐耐狗。使用wave技术临技,方便工艺人员更改过程模型许仑舷。

工序尺寸自动标注梁躲:依据特征以及指定的基准疏嗅,实现工序尺寸的自动标注扣系。

工序模型示例

加工仿真

通过与CAM软件的集成仿们,自动或在人工干预下进行加工过程动态仿真并生成数控代码攀拿收。

功能特点扣税:

自动产生刀具路径:通过与CAM软件的集成辅汕疏,优化计算并向CAM模块输出刀具参数补、加工参数等力欣,利用CAM功能自动生成刀具路径茫税,或根据特征分析结果直接向CAM系统输出刀具路径慷丧地。

高效产生NC代码: 通过与CAM软件集成陆,利用CAM的后处理器生成NC代码雀楔伪,并支持将代码文件关联工艺存储绕克戊。

工艺输出

3DMPS提供多种数据输出方式耸段,能以标准的工艺XML格式输出廓记品、三维PDF格式输出菱瓜陈、工艺卡片格式输出腑颓蹄,能够充分满足下游的各种应用剐。

功能特点卑坤甜:

提供三维机加工艺浏览器扫:以三维轻量化模型和结构化工艺描述的方式图文一体化的把机加工艺展现到车间终端蜗壬怕,方便用户在加工现场清晰直观地查看产品加工工艺案搞。

支持二维工艺文件输出诡你:可自动生成三维工艺简图掠弄妈、根据三维工艺工序属性内容填写卡片单元格内容拱妮。

支持3D PDF文件输出棱介:可将工艺文件输出成3D PDF文件讼,以供用户直观查看门。

标准工艺XML格式输出界:将工艺以标准化文件接口数据形式输出到PLM或MES等系统中坍蹈。

三维浏览器

二维工艺文件

集成及扩展应用

工艺设计是连接产品设计与产品制造的桥梁撂。通过标准化的工艺表达和开放的接口橙事醇,与上下游的信息化系统集成篇,有助于企业形成完整的信息化乐虎官网登录奥煤。

主要功能特点价:

与PLM/MPM系统集成勿筐睦:3DMPS建立输出标准工艺表达文件挥,通过与企业研发管理平台PLM/MPM的集成赡嗽锚,用户能够完成工艺路线定义烫扑藤、工艺任务分派匹辉、工艺编制文、工艺签审唾松、工艺变更宿譬、工艺输出咕然蕉、工艺版本管理等多种管理功能力捻。

3DMPS for Teamcenter版本诽纤渤:实现3DMPS与Teamcenter的无缝集成吮,双向数据互动塘膳,在Teamcenter中直接启动3DMPS进行零件工艺设计朗蘑。

工艺资源的可扩展蛊掣:3DMPS自带的工艺资源管理器可以实现对制造资源进行使用和管理经,对资源库进行创建捣构、扩充倘、维护和管理鸽谷。同时画踏,3DMPS还能够使用其它系统或者数据库中的资源苗号虑。例如用户已在使用的数据中心葛、ERP系统井歉互、PLM等系统中已有的工装盾、夹具孝、刀具台、材料醇贸暖、设备等资源潞乖。

工艺知识的可扩展敌某卡:3DMPS中已蕴含了丰富的基于知识的工艺创新设计思想通逛浩,同时系统还提供的工艺知识定义和管理工具串两譬,用户能够将企业自身的工艺知识进行不断的积累和完善撑虹,并在日常的工艺设计业务中充分共享和使用季岔,以最大限度地实现基于知识的工艺设计憾,提升企业的整体工艺水平幻汝下。

结构化工艺

行业应用

3DMPS在3C行业的应用

工信部智能制造示范项目

1.项目背景

本示范项目旨在引进高速高精钻攻加工中心并匹配机器人实现快速装夹与自动化愤、智能化加工芥。精密产品及工序模型已三维化孤街,在UG 中完成工步的刀路规划和加工仿真碴粱芳,但工艺规划过程三维化程度不足卸扫灯,工艺规划还是在工艺人员脑海中形成后含,再以文字辅以三维模型的形式进行表达蒲。而且境陀,由于三维工艺知识库的建立和积累不足酶,工艺过程规划以及刀具路径规划涪、数控程序编制还是较大程度上依赖人员的经验和能力显,不利于企业整体工艺水平的提高刺哪,同时也容易因人为因素过多造成不规范或者失误瘦。

2.实施方案

1) 建立面向企业和行业的MBD规范和标准体系廓荣露。

2) 构建面向企业和行业的肃人坪、可扩充的工艺知识数据库奇取。

3) 实现基于知识的智能化工艺规划农。

4) 通过KMPDM貌毖湃,实现工艺路线缴、工艺资源数据向下游MES擂烂缎、APS读诽、车间三维仿真等软件和自动化产线韶、数控机床等设备的传输氦。

3.应用效果

1)缩短产品研制周期

通过知识化智能化的工艺规划拿捅翱,辅助完成加工过程规划暇,自动生成毛坯和工序过程模型拒,基于工序过程模型完成工艺仿真和验证慌牢,快速优质地完成工艺设计杆思。

2)提高加工效率

依据特征设计意图浮,优化走刀路径和加工参数沛,从而提高加工效率风喜琴。

3)改进工艺设计质量

基于知识的智能化工艺规划有效规避可识别的常规质量问题和风险肯抒舶,稳定工艺质量酶该,帮助降低产品不良率;通过对加工过程的应力应变分析罚弥迫,温度变化对材料性能的影响分析身,形成闭环反馈改进工艺琅。

主要优势

深厚的行业底蕴

3DMPS融合了开目二十多年来在工艺信息化领域积累的大量行业知识和经验缔,面向不同行业和不同企业的需求佃俺,总结了大量的包括产品特点岗铆、工艺装备特点跨、工艺设计过程特点俱、工艺知识累积特点等行业工艺设计经验和特点蔡,能为企业提供形成具有行业特点和企业特色的专业化的三维工艺系统凌。

基于知识的工艺设计

3DMPS采用三维模型特征识别技术钒加疚、基于知识的特征工步推理技术炔讥屯、人机交互工序编排技术幕建、自动生成工序模型和毛坯模型等技术脆谰日,实现基于知识化的工艺设计饭。

结构化工艺设计

3DMPS基于特征和知识驱动钙褐赂,形成结构化句、可视化簿拱抨、集成化及实用化的工艺方案叮,实现产品蕾馅、工艺靠、制造资源等数据的有机关联和结构化组织驳瞎扭,保证数据的一致馆搁不、有效和重用愤净,生成的工艺以标准的XML文件接口表达漆麓,为其它信息化系统使用工艺数据提供数据基础和支持机制蒙。

基于MBD全信息模型协同构建

基于MBD的3DMPS使得三维模型从设计延伸到下游的工艺菩木苦、制造环节阀查胖,支持面向产品全生命周期的信息化系统整体构建胃如,并使得系统进一步朝着集成化匹殿颁、协同化的方向发展淀婚。

易学易用

系统采用标准的界面实现畏查崎,安装简单方便;贴近工艺的软件功能设计使得工艺人员易于掌握秦,基于特征的自动化过程模型生成技术使得工艺模型生成快速而简单按碌辨,并易于调整工艺铰。专业的工艺人员能在很短周期内掌握本系统桅,轻松使用3DMPS为您的企业进行零件工艺规划乾咕保。

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