基于SolidWorks的变型工艺设计系统的研究

1、基于SolidWorks的变型工艺设计系统的研究         1 引言    随着市场竞争的加剧，单件、小批量的基于订单的产品生产已成为企业主要的生产组织方式。迫于成本、质量、交货期等各方面的压力，使企业不得不采用大批量定制技术。传统的基于零件或图纸的CAPP系统己无法满足企业的需求。虽然基于PDM 的CAPP系统能对大批量定制提供较好的支持井巳成为目前研发的热点，但从PDM的实施最终目标和大批量定制技术采用的出发点来看，在目前的研发系统中对产品设计和工艺资源的重用还没有提供一个较好的支撑环

2、境，而这与成本、质量、交货期密切相关。因目前企业根据订单来组织生产时，80%左右可以采用企业已有的零部件或在此基础上的变型件，对企业原有设计和工艺资源进行重用的程度已成为我国与国外产品竞争中最主要的差距之一。另外，随着三维CAD软件的广泛采用，目前的CAPP系统还没有提供一个与之较好集成的方式，信息化孤岛问题并没有从根本上解决。    作为企业信息化建设和ClM的关键环节，CAPP 系统除具有目前各系统的相关功能外，从产品数据资源重用、工艺变型设计、工程变更和产品数据集成的角度，还应该具备以下几项功能：    (l) CAPP需基于产

3、品的BOM和零件>' target='_blank' class='infotextkey'>管理系统。对零件进行重用时不仅重用了零件的设计数据，同时也重用了零件的所有数据，因此在工艺设计阶段不需考虑重用件的工艺设计问题。    (2) CAPP系统需更好地支持变型工艺设计。不仅在根据已有零件形成新零件时存在变型工艺设计，另外在进行全新零件的设计时(没有工艺信息)也存在变型工艺设计的问题。    (3) CAPP系统产生的工艺数据不仅应由PDM系统进行统一>' targ

4、et='_blank' class='infotextkey'>管理，而且应该与CAD系统生成的产品设计数据进行紧密地集成。    作者在实施自主开发的PDM系统的过程中，针对企业目前三维CAD系统及CAPP系统的应用现状，从资源充用、信息集成的角度对变型工艺设计技术进行了相应的研究。在PDM环境下，以>"http:/www.e- target="_blank" class="text">SolidWorks为三维设计平台，开发了支持变型设计的工艺设计系统，井得到了

5、相应的验证。    2 系统的体系结构    本系统主要采用基于C/S架构的三层体系结构，远程查询模块采用B/S结构。数据库服务器采用Microsoft SQL Server 2000，中间层采用基于.net 平台的Visual C#进行开发，客户端各功能模块采用Visual Basic 开发，利用Visual C+ 开发的插件将各功能模块集成于>"http:/www.e- target="_blank" class="text">SolidWorks环境下。系统的体系结构

6、见图1。    图1 系统的总体结构    在产品生产过程中，每个产品可形成不同的产品版本，每个版本由若干零部件组成。从不同的角度(即视图)这些零部件之间存在不同的隶属关系(即BOM )。对销售人员所需体现的是产品的功能BOM，对研发人员所需体现的是设计BOM，对工艺和生产人员而言所需体现的是制造BOM，等等。在零部件中可以挂接(或包含)零件的所有数据和文件信息。任一零部件可以出现在不同的视图、不同的版本、甚至不同的产品中，因此可从数据模型的角度保证产品数据资源的重用、避免工艺的重复设计。    3 基于

7、>"http:/www.e- target="_blank" class="text">SolidWorks 的工艺设计流程    三维CAD环境下，零部件的几何及工艺信息等作为零部件的属性存在，包括属性名称和属性值。根据零部件变型设计的思想，可以在三维CAD环境下对零部件进行工艺变型设计。通过对企业已有系列产品进行相似性分析，对标准或者典型产品进行建模，建立该系列产品的变型工艺模型。将该产品的工艺模型在工艺资源数据库中按一定的数据结构进行存储。当用户接到产品订单后，首先根据订单和产品族主模型进行产品配

8、置，得到符合订单要求的产品结构。然后将该结构树与已有的产品数据及结构进行比较，辨别出通用件、变型零部件和需要重新进行设计的零部件。对通用零部件，直接引用或者借用，如果通用零部件存在工艺丈件时，这些工艺文件将自动被引用；对变型零部件，词用已有的产品模型进行变型设计(包括产品变型设计和工艺变型设计)；对需重新设计的零部件，在零件>' target='_blank' class='infotextkey'>管理系统和工艺资源>' target='_blank' class='infotextkey'&g

9、t;管理系统的支持下利用工艺设计导航工具进行零件的工艺设计。与此同时，在BOM>' target='_blank' class='infotextkey'>管理系统、零件>' target='_blank' class='infotextkey'>管理系统和工艺资源>' target='_blank' class='infotextkey'>管理系统的支持下进行产品的装配工艺设计。工艺设计流程如图2所示。    在三