氣動閥桿類零件小型CAD_CAPP_NCP系統(tǒng)的開發(fā)和應用
2014-3-13 來源： 作者：宋貴亮 張瑋 馮益華 劉興國
引言
CADC/CAPP/NCP 的集成, 要求產(chǎn)品與設計緊密結(jié)合, 其目標是產(chǎn)品設計、工藝分析、工程仿真過程的數(shù)據(jù)具有一致性, 且要求能夠做到直接在計算機間傳遞, 從而減少信自、傳遞誤差和編輯出錯的可能性。本系統(tǒng)以氣動閥桿的設計制造為研究對象, 采用基于特征拼裝的設計思想, 設計階段以特征要素作為設計對象, 工藝過程設計以特征為操作單位, 數(shù)控程序生成時也以特征群為編碼序列。結(jié)合生產(chǎn)實際擴充了M D T 的專用模塊功能, 建立了氣動閥桿小型CADC/CAPP/NCP系統(tǒng)。
2 系統(tǒng)特點
本系統(tǒng)由CAD、CAPP 和NCP 子系統(tǒng)以及刀具管理子系統(tǒng)、毛坯管理子系統(tǒng)等組成, 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。本系統(tǒng)以foxpro 數(shù)據(jù)庫為信息支承樞架, 以MDT 2 .0 為開發(fā)平臺, 以VC 和Autolisp 作為開發(fā)語言, 充分利用MDT的三維造型功能, 將特征概念作為主線始終貫穿于零件的設計、工藝及其加工全過程。系統(tǒng)特點主要有:
（1）建立了完整統(tǒng)一的工藝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型;
( 2) 系統(tǒng)部分體現(xiàn)了并行結(jié)構(gòu), 使得產(chǎn)品設計、工藝設計過程以及數(shù)控代碼生成過程中的有關問題可直接反饋給相關過程模塊進行評價和修改；
( 3) 采用模塊工具化可鑲嵌結(jié)構(gòu), 特征庫、規(guī)則庫具有可擴展性, 也能添加新功能模塊；
(4) 遵循“人機一體化思想” , 在關鍵部分都加人了人機對話接日, 這樣系統(tǒng)信息、可以由人根據(jù)情況進行檢查、修改, 使得系統(tǒng)更加完善、靈活。
3 系統(tǒng)功能分析
特征拼裝就是在產(chǎn)品特征定義的基礎上, 根據(jù)零件設計過程中賦予的各個特征的附屬信息, 遵循一定的邏輯關系, 以立體形式構(gòu)造零件實體形象, 以充分體現(xiàn)設計者思想的設計方法。特征拼裝要求CAD、CAPP 以及NCP做到無縫集成, 所以零件特征就必須包含CAD、CAPP 、NCP所需要的全部信息 。
(1) CAD 子系統(tǒng)是零件信自、的輸人端, 本系統(tǒng)將零件信息、輸人和零件的設計過程結(jié)合在一起, 避免了零件設計圖的二次輸人問題。在強調(diào)閥桿零件認真分析的基礎上, 以結(jié)構(gòu)和加工工藝相似性為依據(jù),建立了包含基本特征庫和輔助特征庫的特征定義數(shù)據(jù)庫(如圖2 所示)。其中基本特征庫包括軸頭類( 平臺軸頭、臺階軸頭、帶螺紋軸頭等)、環(huán)槽群(各種直槽群、錐槽群等)、功能槽、軸尾類(普通軸尾、臺階軸尾、螺紋軸尾以及帶環(huán)槽軸尾等) 等, 另外將某些部位的局部放大特征分類納人輔助特征庫中。所有特征按幾何規(guī)律排列形成特征陣列。
本系統(tǒng)根據(jù)具體零件的設計過程, 在屏幕菜單引導下進人特征圖形庫進行特征選擇, 在特征圖形向?qū)戮庉嬀咝萘慵墓に囂卣鲄?shù)。根據(jù)指定零件的具體特征數(shù)據(jù)庫參數(shù), 本系統(tǒng)通過特征拼裝在M D T 基礎上實現(xiàn)了設計零件的三維實體造型。
零件造型經(jīng)檢驗合格后, 一次性完整地將三維圖形轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)的二維圖紙形式。根據(jù)特征參數(shù)進行必要的尺寸鏈計算, 并按要求規(guī)范進行標注。另外根據(jù)表頭信息計算零件總體尺寸, 進行閥桿的毛坯選擇、夾頭選擇以及單件毛坯的零件成品總量估計等。
(2) 工藝生成子系統(tǒng)
子系統(tǒng)由工藝決策及工序設計、加工知識庫和工藝文件管理與輸出三個部分組成。該系統(tǒng)能向上接受CAD模塊的零件全部特征信息, 根據(jù)零件的特征信息、描述, 在知識庫中查找相應規(guī)則, 從而完成零件的工藝設計過程, 得到所需的加工方法、加工參數(shù)以及刀具等。在規(guī)則匹配過程中, 遵循“ 刀具優(yōu)先” 原則, 要求能夠完成零件加工的刀具總量必須限制在數(shù)控機床所能容納的最大刀具總數(shù)內(nèi)。
(3) NCP 子系統(tǒng)
該子系統(tǒng)可直接從CAD、CAPP 子系統(tǒng)中提取零件的幾何及工藝等信息(零件的幾何信息、零件在加工過程中兒何形狀和表面精度不斷產(chǎn)生變化的信息、加工過程中各種工藝參數(shù)和操作信息、機床信息、、刀具和刀位數(shù)據(jù)信息), 利用所配置的N C 指令代碼庫, 自動確定加工順序、選擇刀具、確定加工參數(shù), 最終形成N C 加工指令, 并進行仿真驗證。
(4) 卡片總成和系統(tǒng)維護模塊
根據(jù)廠家的要求需要輸出總成片片, 其中含設計圖紙和工藝過程卜以及NC代碼, 為此本系統(tǒng)在MDT 環(huán)境下將各系統(tǒng)的結(jié)果集成到“ 定制” 的卡片上, 進行統(tǒng)一管理。系統(tǒng)維護模塊主要處理系統(tǒng)眾多支承數(shù)據(jù)庫的刪改、增加等功能。如圖3所示, 系統(tǒng)維護包括五個部分, 即對五個支承數(shù)據(jù)庫進行處理。
4 結(jié)束語
本系統(tǒng)完成了基于零件特征拼裝CADC/CAPP/NCP系統(tǒng)設計, 實現(xiàn)了基于工具化的設計思想, 達到了廠方` 要求。從設計到工藝直至數(shù)控編程過程都可由計算機實現(xiàn), 大大縮短了工廠生產(chǎn)準備周期, 而且避免了編程錯誤。經(jīng)實際運行, 效果良好。
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