模具零件智能加工工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究

于衛(wèi)凱

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)模具零件工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的智力低、設(shè)計(jì)效率低、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)等問題，開發(fā)了智能模具零件工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)?；赑owerMLL軟件二次開發(fā)的模具零件信息自動(dòng)分析與獲取：構(gòu)建基于實(shí)例推理的智能工藝決策模型和方法，實(shí)現(xiàn)模具零件加工過程的自動(dòng)生成，結(jié)合多項(xiàng)式擬合方法，構(gòu)建時(shí)間預(yù)測(cè)模型對(duì)于企業(yè)動(dòng)態(tài)模型鑲件的加工工藝設(shè)計(jì)，開發(fā)的模具零件智能加工工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)可將零件模型的下載時(shí)間分別減少50%和零件加工工藝的開發(fā)時(shí)間減少40%，并檢查可行性和效率。

關(guān)鍵詞：模具零件;智能工藝系統(tǒng);二次開發(fā);多項(xiàng)式擬合

前言

它作為結(jié)合自動(dòng)化、靈活性和智能的數(shù)字模具設(shè)計(jì)和智能制造技術(shù)，在模具設(shè)計(jì)和自動(dòng)化過程中發(fā)揮著非常重要的作用，充分保證了模具制造的發(fā)展水平。模具設(shè)計(jì)中集成了機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)，利用工業(yè)信息技術(shù)平臺(tái)確保模具設(shè)計(jì)和加工技術(shù)的進(jìn)步，通過CAM程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)控制，并實(shí)現(xiàn)了機(jī)床加工操作等。同時(shí)，它可以有效滿足有關(guān)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)要求，提高產(chǎn)品生產(chǎn)過程的效率，同時(shí)保證質(zhì)量。

1.注塑模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)概述

數(shù)字化模具設(shè)計(jì)與智能制造技術(shù)的融合也是我國(guó)模具制造快速發(fā)展的基本技術(shù)之一。采用智能技術(shù)和數(shù)字技術(shù)全面改進(jìn)模具設(shè)計(jì)的整體數(shù)字設(shè)計(jì)和智能制造水平。該技術(shù)可確保模具設(shè)計(jì)、三維可視化、虛擬裝配、虛擬制造、模具和檢驗(yàn)技術(shù)的質(zhì)量。同時(shí)，機(jī)器人技術(shù)與數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)程序的智能生產(chǎn)線，自動(dòng)控制模具的整個(gè)加工過程。智能制造是傳統(tǒng)信息技術(shù)和新一代信息技術(shù)的組合，可在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)提供定制、靈活性、低能耗、高質(zhì)量和制造方面的巨大優(yōu)勢(shì)。因此，技術(shù)人員必須側(cè)重于技術(shù)應(yīng)用方面的持續(xù)創(chuàng)新、更多的新技術(shù)的整合以及總體生產(chǎn)力的提高。

2.模具零件智能加工工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的構(gòu)建

2.1.模具零件智能加工工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)需求分析

CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，在準(zhǔn)備CAM加工路徑之前，工藝設(shè)計(jì)者會(huì)從企業(yè)管理系統(tǒng)中查看和下載零件模型，通過分析零件模型確定其制造工藝設(shè)計(jì)，并完成制造工藝設(shè)計(jì)。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)，開發(fā)的制造工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)需要快速、完整地完成零件制造工藝設(shè)計(jì)，自動(dòng)下載批量零件模型是一個(gè)先決條件。以前，模具零件信息是從不同系統(tǒng)手動(dòng)獲取的，并在提供給工藝設(shè)計(jì)者之前進(jìn)行匯總。為了在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造之間建立透明的連接，并為生成工藝文件提供基礎(chǔ)，工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)零件信息的自動(dòng)捕獲。流程設(shè)計(jì)器參考以前的生產(chǎn)流程和經(jīng)驗(yàn)來完成零件處理流程的設(shè)計(jì)。在實(shí)際制造零件之前，流程設(shè)計(jì)者通常根據(jù)公司的制造標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)加工時(shí)間。因此，自動(dòng)預(yù)測(cè)零件的加工時(shí)間可以大大提高加工過程設(shè)計(jì)的效率。

2.2.模具零件智能加工工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體框架

BS是一種瀏覽器/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，主要面向企業(yè)，具有較大的分布式、易維護(hù)性、簡(jiǎn)單的開發(fā)、強(qiáng)大的共享和較低的總擁有成本。因此，設(shè)計(jì)了基于BS體系結(jié)構(gòu)的智能處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)的總體框架可分為四個(gè)相互依賴的部分;零件模型，可自動(dòng)下載：組件信息，獲取組件模型信息輸入，獲取組件數(shù)據(jù)模型：流程決策，流程決策和推理，智能生成流程文件;預(yù)估加工時(shí)間-使用零件資訊預(yù)估零件的加工時(shí)間。

2.3.模具零件智能加工工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行原理

循環(huán)嵌套文件搜索算法允許您通過瀏覽存儲(chǔ)的文件樹中的所有節(jié)點(diǎn)從任何層次結(jié)構(gòu)樹中提取信息，從而自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地下載文件。PowerMILL軟體提供巨集介面和VisualBasic介面。宏是PowerMILL的一組內(nèi)部指令。通過使用宏程序進(jìn)行二級(jí)開發(fā)，可以輕松有效地編輯刀具庫(kù)、模板庫(kù)和加工策略、對(duì)零件模型執(zhí)行虛擬加工分析以及獲取零件信息。最近的鄰近算法是查找實(shí)例庫(kù)中最新實(shí)例的一種方法。它提供了高精度，并允許通過獨(dú)立決策生成零件工藝文件。為了實(shí)現(xiàn)模具零件加工過程的智能設(shè)計(jì)，路徑地址和文件內(nèi)容是通過循環(huán)嵌套文件搜索算法獲取的，從而允許自動(dòng)下載零件模型。PowerMILL軟體使用巨集程式開發(fā)兩次，以執(zhí)行模具零件的自動(dòng)分析并萃取零件資料資訊。最接近算法計(jì)算目標(biāo)零件和實(shí)例庫(kù)中源實(shí)例之間的距離，并確定它們之間的相似性。

3.核心模塊功能的實(shí)現(xiàn)

3.1.零件模型自動(dòng)下載模塊

對(duì)于遠(yuǎn)程文件傳輸，文件通常存儲(chǔ)在基于FTP的遠(yuǎn)程FTP服務(wù)器上，客戶端通過連接到FTP客戶端程序?qū)⑽募陷d或下載到遠(yuǎn)程服務(wù)器，這在許多域中得到廣泛應(yīng)用。通過FTP訪問、零件模型文件，并從FTP服務(wù)器下載關(guān)聯(lián)的零件模型文件。下載零件模型是一個(gè)重復(fù)、耗時(shí)且效率低下的手動(dòng)過程。對(duì)零件模型文件下載過程的分析表明，只要讀取計(jì)算機(jī)上文件的路徑地址并找到合適的文件，就可以自動(dòng)下載該文件，從而提高工作效率。由于「智慧型制造流程排程」系統(tǒng)必須將所有零件模型檔案大量下載至指定的路徑，因此可以使用遞回檔案搜尋演算法。此方法易于實(shí)施，且下載效率很高。外部回路是路徑位址回路，巢狀回路是與路徑位址相符的檔案搜尋回路。內(nèi)建回路可識(shí)別零件模型特定路徑中的所有檔案，并由設(shè)計(jì)師使用巢狀回路自動(dòng)批次下載。

3.2.零件信息獲取模塊

取得零件資訊是工作流程決策的先決條件，包括從CAD設(shè)計(jì)模型識(shí)別零件資訊、呼叫a pi函數(shù)，以及連接至ODBC資料庫(kù)以將萃取零件資訊儲(chǔ)存至資料庫(kù)。為了便于管理信息，通常將保存房間信息的房間模型和明細(xì)表放置在不同的系統(tǒng)上。因此，獲取有關(guān)零部件的完整信息有兩個(gè)方面：零部件模型信息和BOM表信息。若要在將零件模型下載到特定路徑時(shí)啟動(dòng)巨集程式，請(qǐng)自動(dòng)將零件模型匯入PowerMILL軟體，啟用使用者座標(biāo)和系統(tǒng)工具，并呼叫API函數(shù)，例如孔分析、零件顏色分析、零件體積分析等。3d區(qū)域清理策略是PowerMILL軟件用于加工零件的主要方法。它為不同的零件輪廓提供了多種材料清理策略，并提供了有關(guān)零件輪廓的信息。使用上述方法，可以對(duì)零件模型執(zhí)行自動(dòng)分析計(jì)算，獲取有關(guān)零件的信息，例如刀具路徑時(shí)間、零件體積、零件顏色、零件孔特征信息和零件模型信息。SQL是用于訪問和使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)語言。SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的SQLnatareadc類提供了有關(guān)名稱、材質(zhì)、零件尺寸等的快速可靠的信息。從公司零件表。將取得的完整元件資訊儲(chǔ)存至資料庫(kù)。

3.3.零件加工工時(shí)預(yù)測(cè)模塊

文件處理時(shí)間是成本計(jì)算和項(xiàng)目會(huì)計(jì)中的一個(gè)重要因素。由于PowerMILL軟件具有良好的虛擬仿真功能，因此可用于零件的虛擬數(shù)控加工。若要執(zhí)行此作業(yè)，請(qǐng)使用Power-MILL軟體模擬零件的加工時(shí)間、處理模擬加工時(shí)間和實(shí)際生產(chǎn)加工時(shí)間，并建立工作時(shí)間預(yù)測(cè)模型。此模塊僅在刀具切削時(shí)計(jì)算整個(gè)零件的工作時(shí)間。實(shí)際上，總工作時(shí)間的設(shè)計(jì)時(shí)間參數(shù)不僅包括刀具的工作時(shí)間，還包括夾緊時(shí)間、定位時(shí)間和刀具更換時(shí)間等因素。

結(jié)束語

簡(jiǎn)而言之，模具零件的CAD文件是使用嵌套文件搜索算法從FTP服務(wù)器批量下載的，并基于PowerMILL的二級(jí)開發(fā)技術(shù)構(gòu)建了零件信息捕獲模型，從而允許自動(dòng)下載模具零件模型采用多項(xiàng)式擬合數(shù)學(xué)方法構(gòu)建了零件加工時(shí)間預(yù)測(cè)模型，從而確定系數(shù)為0.53，具有良好的穩(wěn)定性和收斂性。為零件加工時(shí)間的開發(fā)和預(yù)測(cè)提供了新的實(shí)施方法和解決方案。

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