SolidWorks 基于并行設(shè)計(jì)的沖模CAD/CAM系統(tǒng)集成框架

宇宙立方

并行設(shè)計(jì)是通過(guò)劃分到子一級(jí)單位的模具設(shè)計(jì)制造擔(dān)當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步的子任務(wù)和協(xié)作的方法，使某些可以在總體設(shè)計(jì)制造任務(wù)中盡可能前置以縮短周期的并行子任務(wù)在滿(mǎn)足合理性、可行性的要求下盡可能同步或稍后進(jìn)行啟動(dòng)。根據(jù)沖模并行設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)集成技術(shù)原理，基于并行設(shè)計(jì)的沖模CAD/CAM系統(tǒng)集成框架（圖1）。　　
* _& E# W' B- a, m　　圖1 Solidworks三維CAD/CAM集成設(shè)計(jì)制造平臺(tái)
3 Q! }" g5 j$ E' L$ b　　該框架沖模設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程分為繪制件圖（產(chǎn)品前處理）、模具工步料帶排樣設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具零件設(shè)計(jì)、模具制造和裝配以及模具調(diào)試使用六個(gè)階段，階段與階段之間有部分重疊，表明在前面設(shè)計(jì)尚未結(jié)束時(shí)，后面的設(shè)計(jì)就已經(jīng)開(kāi)始了，即并行設(shè)計(jì)部分（這里是指廣義的整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)之間的并行）。
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- C2 a/ y: \! T1 Z+ K$ m( _　　并行設(shè)計(jì)在沖模CAD/CAM系統(tǒng)中的應(yīng)用
3 Y2 T& ^" @9 ]# r2 l　　沖模設(shè)計(jì)的基本流程
　　
　　圖2 沖模CAD/CAM 流程圖
: ~- v# P( H+ ^0 S$ Z  j　　①原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入模塊：完成沖裁零件的形狀和尺寸輸入系統(tǒng)，PDM信息輸入。
　�、趫D形前處理模塊：由原始工件圖轉(zhuǎn)換為可供模具設(shè)計(jì)使用的圓整后模型，為后續(xù)模塊提供必要的信息。統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、全參數(shù)化、全相關(guān)，使得模具在設(shè)計(jì)階段易于修改。在設(shè)計(jì)變更時(shí)一處修改，能擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更改所有的設(shè)計(jì)圖紙以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)。
+ T* R7 F( P" v! n# N, r( b# n　�、酃に囆耘袛嗄�塊：以自動(dòng)搜索和人為輔助判斷的方式分析沖裁件的工藝性。如零件不適可沖裁，則給出提示信息，要求修改零件圖。（客戶(hù)打合，前期方案評(píng)審）
6 F/ O6 U# ?5 @　�、芰蠋�排樣模塊：以材料利用率為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行排樣優(yōu)化設(shè)計(jì)。一旦敲定，即可并行展開(kāi)下續(xù)各個(gè)分行模塊，是整個(gè)模具項(xiàng)目的中樞總線(xiàn)部分。
　　⑤確定沖壓工藝方案模塊：確定采用簡(jiǎn)單模、復(fù)合�；蜻B續(xù)模。從既存的標(biāo)準(zhǔn)型模架系列中進(jìn)行選擇，是一個(gè)方案優(yōu)化，成本精簡(jiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程。
　　⑥受力計(jì)算模塊：預(yù)先計(jì)算沖裁力、卸料力、壓邊力等，為選擇壓力機(jī)提供理論力計(jì)算。（這部分理論計(jì)算當(dāng)前LogoPress僅提供了沖裁力，而針對(duì)折彎、拉伸等成形工藝需要借助CAE及CBR進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn)性的推理驗(yàn)證來(lái)提供必要的輸入信息）。
: I# E: r7 R( W" p2 _2 `) u- `" W0 [　�、吣＞呓Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊：在以上1-6確定的前提之下，按照模具裝配體中各個(gè)要素的標(biāo)準(zhǔn)化劃歸進(jìn)行各擔(dān)當(dāng)?shù)淖尤蝿?wù)分配，對(duì)應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)零部件，設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零件等，及后續(xù)的加工、品質(zhì)驗(yàn)證過(guò)程。
" K3 `. E. @0 `　�、嘁越y(tǒng)一的任務(wù)節(jié)點(diǎn)為標(biāo)桿，集中各子要素子零部件進(jìn)行匯總裝配驗(yàn)證，試模出樣。
# B1 U, i  [: x; _  ?# s# {　　沖模設(shè)計(jì)過(guò)程的并行
9 |+ B( j& r: L. h2 B5 @4 b+ o　　細(xì)探?jīng)_模的并行設(shè)計(jì)，包括兩方面的內(nèi)容：一是沖模設(shè)計(jì)過(guò)程本身的并行，指的是沖模設(shè)計(jì)各階段任務(wù)之間的并行；二是模具裝配體中各元素、子件的沖模設(shè)計(jì)與制造自過(guò)程之間的并行，指的是在沖模設(shè)計(jì)進(jìn)行到方案確定階段，就開(kāi)始不同類(lèi)型單件的零件設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)備、加工等的子系統(tǒng)協(xié)同推進(jìn)，包括購(gòu)原材料和標(biāo)準(zhǔn)件訂購(gòu)、零件的設(shè)計(jì)、工程圖作成，零件加工所需刀具、夾具和量具的工藝設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備和完成加工等。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，就是將原先由個(gè)人完成的沖模設(shè)計(jì)過(guò)程分解為若干個(gè)并行子任務(wù)組。
+ H. z+ {6 \1 [$ Y: H　　設(shè)計(jì)任務(wù)的處理，設(shè)計(jì)任務(wù)的分解和相關(guān)子任務(wù)關(guān)系的處理是并行設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。這種分解和處理應(yīng)以使設(shè)計(jì)任務(wù)盡可能被并行執(zhí)行為原則，并盡可能一次成功，以提高模具質(zhì)量，縮短開(kāi)發(fā)周期。模具總體設(shè)計(jì)人員在裝配環(huán)境中通過(guò)對(duì)零/部件設(shè)計(jì)完善程度的把握，來(lái)決定總裝配體分解后每個(gè)子裝配、零件還有多少任務(wù)需其他設(shè)計(jì)人員完成。零/部件在總裝配體中的設(shè)計(jì)完善程度以能準(zhǔn)確反映模具的功能及裝配關(guān)系、準(zhǔn)確向下層設(shè)計(jì)人員傳遞信息為準(zhǔn)。總裝配體既可隨時(shí)分解成部件、零件，進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，又可隨時(shí)重新裝配起來(lái)，回到裝配環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)，并可進(jìn)行各種檢查分析，所謂自底向上的設(shè)計(jì)模式。
　　各子任務(wù)分配的協(xié)調(diào)機(jī)制，鈑金沖壓模具的復(fù)雜性，導(dǎo)致并行設(shè)計(jì)時(shí)可能發(fā)生諸如配套性、幾何尺寸聯(lián)系、規(guī)格類(lèi)型以及工作時(shí)序等方面的沖突。我們?cè)谘b配環(huán)境下對(duì)整副鈑金模具的功能、結(jié)構(gòu)等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)、修改，以消除沖突，保證模具的整體性和協(xié)調(diào)性。那么，在模具結(jié)構(gòu)并行設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)信息的溝通、設(shè)計(jì)質(zhì)量的評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)流程的控制、設(shè)計(jì)人員之間的協(xié)調(diào)等問(wèn)題的處理就變得最為重要。我覺(jué)得關(guān)鍵之處還是在于模具標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知和細(xì)分定義程度上的問(wèn)題解決才是真正實(shí)現(xiàn)流暢并行設(shè)計(jì)的要害，為此，我們也可以借鑒以下相關(guān)協(xié)作性的機(jī)制來(lái)解決一些分配過(guò)程中的問(wèn)題：
7 f/ S, G9 \1 K" _* f& c　�、倏傮w設(shè)計(jì)人員進(jìn)行模具的總裝設(shè)計(jì)，然后把零/部件拆開(kāi)，分配給各個(gè)層次的下層設(shè)計(jì)人員同時(shí)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。
　�、谙聦釉O(shè)計(jì)人員進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)某設(shè)計(jì)意圖不明或某部位需要修改時(shí)，可向上層設(shè)計(jì)人員發(fā)出詢(xún)問(wèn)或修改申請(qǐng)。
: i0 ]" N$ E/ A" ~　�、凵蠈釉O(shè)計(jì)人員進(jìn)行必要的計(jì)算、評(píng)價(jià)、協(xié)調(diào)后，發(fā)出設(shè)計(jì)意圖說(shuō)明或同意修改指令；因?yàn)槟＞叩亩鄬哟谓Y(jié)構(gòu)，如果上層設(shè)計(jì)人員無(wú)權(quán)處理下層設(shè)計(jì)中涉及的問(wèn)題，可將該問(wèn)題提交給更上層乃至總體設(shè)計(jì)人員處理。
! l: C3 e" J1 U. F9 J# j* [  k- d　�、芟聦釉O(shè)計(jì)人員根據(jù)上層發(fā)出的設(shè)計(jì)說(shuō)明或修改指令，繼續(xù)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。
　　⑤上層設(shè)計(jì)人員、總體設(shè)計(jì)人員將下層詳細(xì)設(shè)計(jì)后的零/部件裝配起來(lái)，進(jìn)行功能、結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)驗(yàn)證，滿(mǎn)意后即結(jié)束全部設(shè)計(jì)，否則再將零/部件拆開(kāi)進(jìn)行修改。
　　在設(shè)計(jì)討程中，設(shè)計(jì)人通過(guò)PDM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)看到設(shè)計(jì)和修改的整體效果，并檢查其正確性，從而使各部分的設(shè)計(jì)同步協(xié)調(diào)、齊頭并進(jìn)。通過(guò)這種類(lèi)似機(jī)制再配合背后豐沛的各擔(dān)當(dāng)自己早已“墨守陳規(guī)”的設(shè)計(jì)技術(shù)要求，才能有利于設(shè)計(jì)人員整個(gè)集體的并行協(xié)調(diào)作業(yè)。
　　而整體裝配環(huán)節(jié)就成為最終設(shè)計(jì)成型的關(guān)鍵，總體設(shè)計(jì)人員需要在一開(kāi)始策劃時(shí)充分考慮模具的整體性能，這樣下層設(shè)計(jì)人員在上層形成粗略設(shè)計(jì)要求后可同時(shí)展開(kāi)工作，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間；零/部件之間通過(guò)裝配關(guān)系約束成為一個(gè)有機(jī)的整體，易于保證設(shè)計(jì)的一致性和完整性，支持設(shè)計(jì)組并行協(xié)同工作。裝配設(shè)計(jì)環(huán)境提供了“虛零件”的設(shè)計(jì)功能。所謂虛零件指的是零/部件僅以一個(gè)名字或一個(gè)坐標(biāo)系空間點(diǎn)位來(lái)表示，通過(guò)先前開(kāi)發(fā)的總體BOM三坐標(biāo)輸出清單可以快速的裝配匹配，從而確定模具的功能結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)。在最終總裝環(huán)境中可以對(duì)虛零件進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改，通過(guò)產(chǎn)生幾何實(shí)體而使之變成“實(shí)零件”可對(duì)任何零件進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)、修改、裝配和刪除，完成模具總體設(shè)計(jì)。
" ^" F( O* A6 O3 E9 b　　克服傳統(tǒng)“串行”設(shè)計(jì)的弊端，變單一設(shè)計(jì)過(guò)程為小循環(huán)多重復(fù)設(shè)計(jì)過(guò)程，并使設(shè)計(jì)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都能實(shí)現(xiàn)并行推進(jìn)、協(xié)同配合、修改快速響應(yīng)，這是我們不變的目標(biāo)。作為處于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)關(guān)鍵時(shí)期的我們，一體化、并行地進(jìn)行件模具設(shè)計(jì)，才能從根本上提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短開(kāi)發(fā)周期。在全新概念的三維CAD/CAM和PDM平臺(tái)基礎(chǔ)之上，借助于Ineternet和NC平臺(tái)，模具全球異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造也將不僅僅是設(shè)想。這勢(shì)必是一場(chǎng)挑戰(zhàn)智能模具設(shè)計(jì)、制造來(lái)贏得行業(yè)新市場(chǎng)新生命的革命。

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這個(gè)模塊厲害了，參數(shù)化設(shè)計(jì)，效率不是一般的高

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然而要最新的2017版本才可以嗎