数字化工厂技术在发动机缸盖中的应用
5页1、数字化工厂技术在发动机缸盖中的应用 随着全球化竞争的加剧,传统制造业中一系列的不适应工业现代化道路的问题开始出现,例如产品开发周期过长等等。在由此而带来的工业技术革命的推动下,现代制造也越来越趋向于数字化制造,即信息化、知识化制造。数字化工厂是数字化制造中的关键环节之一,它是以产品全生命周期的相关数据为基础,根据虚拟制造原理,在计算机虚拟环境中,对整个生产过程进行仿真、评估和优化,并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。 1 数字化工厂介绍 在目前的国内制造企业中,有关产品加工过程的工艺管理如何进行一直是企业信息化建设的一个待解决的问题。数字化工厂就是为填补设计与具体实施之间的断层而提出的,从产品的角度而言,它为从工艺规划到产品的制造提供了有力的支撑。 采用数字化工厂技术,将给企业带来显著的经济效益。它将会减少产品上市时间,减少设计修改,减少生产工艺规划时间,提高生产产能,降低生产费用。其主要是对产品设计、零件加工、生产线规划、物流仿真、工艺规划、生产调度和优化等方面进行数据仿真和系统优化。数字化工厂技术有着广阔的发展前景,已经成为国内外研究的热点。目前国外企业中所广泛采用的
2、Tecnomatix解决方案已经在很多行业中创造了明显的经济效益。例如,大众汽车公司从2002年就开始使用Tecnomatix解决方案,将其用于支持产品分析、工厂建模和设备规划等领域。在国内,一汽大众汽车公司在AUDI A6L白车身生产线的建模和优化仿真上,也使用了数字化工厂技术。 2 数字化工厂中工艺规划系统的应用 2.1 工艺规划 工艺规划是产品设计和制造之间的桥梁,它可以把产品的设计信息转化为产品制造信息,因而是一切生产活动的基础。它可以优化配置工艺资源,合理编排工艺过程。工艺规划系统的主要功能可以用IDEFO模型来加以描述,如图1所示。 2.2 数字化工艺规划 数字化工艺规划是指在数字化制造的平台上,对产品的工艺进行规划,即以数字化加工资源和工艺方法为基础,通过识别产品制造特征,为产品制定加工工艺路线,包括加工顺序、资源(机床、刀具和工装)分配、切削参数的制定、NC代码的生成等等。其工作流程系统框架如图2所示。 系统的产品数据库、资源数据库和知识数据库对图2的各项过程进行支撑,这些数据库包含着零件的CAD模型、加工知识、某些特定用户的典型工艺规则和工厂的加工资源。数据库完善与否
3、关系到工艺规划过程的顺利实施。 3 实例分析 以某发动机生产厂的一条发动机缸盖加工生产线为例,其组成包括5台BW加工中心、2台清洗机、2台压装机、螺栓拧紧机等设备,加工中心都由工人负责上下料。现采用Tecnomatix解决方案中的eM Power软件,对缸盖的加工工艺进行数字化规划,并对整条加工生产线进行模拟仿真,为优化生产线、配置生产线参数提供理论依据。对比发动机缸盖的毛坯和成品模型。 3.1 发动机缸盖的工艺规划 该部分应用eM Power软件中专门针对发动机工艺规划的eM Machining模块。主要可分为2个方面:一是基础数据库的建立,包括资源库(Resource)的建立和工艺知识库(Domain和Method)的建立;二是加工工艺的生成。本文选取缸盖上的一个阶梯螺纹孔(STEP2HOLE THREAD)为例,具体说明发动机缸盖的工艺规划部分是如何完成的。 3.1.1 资源库 资源库中保存了一些典型的刀具、夹具和机床数据,但在本例中,仍需要添加一些数据信息,如专用刀具、夹具等。本文选取的阶梯螺纹孔所用刀具为SANDVIK生产,刀头TAP_20422 _M6*1.0,刀柄HSK3
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