原紅玲，文學(xué)紅，苗利軍

(1.佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東佛山528137;2.新鄉(xiāng)市特種設(shè)備檢測檢驗所，河南新鄉(xiāng)453000)

1 引言

長期以來，并行工程被認(rèn)為是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程進(jìn)行并行、集成化處理的系統(tǒng)方法和綜合技術(shù)［1］。它要求產(chǎn)品開發(fā)人員盡早地考慮產(chǎn)品整個生命周期中的所有因素(包括設(shè)計、分析、制造、裝配、檢驗、維護(hù)、成本和質(zhì)量等)，其目的是要在初始設(shè)計階段識別出產(chǎn)品整個生命周期的關(guān)鍵因素，并用它們來指導(dǎo)設(shè)計決策，使產(chǎn)品開發(fā)能夠獲得較大程度的并行性，在優(yōu)化和重組產(chǎn)品開發(fā)過程的同時，實現(xiàn)多學(xué)科、多領(lǐng)域?qū)＜胰后w協(xié)同工作，以達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、縮短開發(fā)周期的目的。

2 基于并行工程和三維軟件的近視治療儀開發(fā)

圖1是Pro/E軟件下建立的某型號近視治療儀的三維圖，其治療原理是簧片上安裝按摩球(其上有中藥)，通過按摩拉動睫狀體，使睫狀體曲度變小，改善近視眼睫狀體曲度變大的情況。

圖1 Pro/E軟件建立的近視治療儀裝配圖

2.1 近視治療儀結(jié)構(gòu)分析

該近視治療儀結(jié)構(gòu)可以分為內(nèi)殼、外殼金屬簧片和眼距調(diào)節(jié)片等幾部分，內(nèi)殼、外殼為塑料件，適合用注塑模具成型，簧片和眼距調(diào)節(jié)片適合用沖壓模具成形。

2.2 近視治療儀產(chǎn)品的并行開發(fā)

產(chǎn)品并行開發(fā)作為并行工程理念的最好實踐方式，對于企業(yè)有效快速地響應(yīng)市場，提高核心競爭力有著重要的意義［2］。在三維軟件強(qiáng)大功能的支持下，該近視治療儀主要零件的模具可以并行開發(fā)?；诓⑿泄こ毯蚉ro/E、Master CAM三維軟件的近視治療儀各零件模具設(shè)計與制造流程如圖2所示。

對于每個零件，其模具設(shè)計與制造又可以并行，治療儀外殼模具并行設(shè)計與制造流程如圖3所示。

由圖2可知，該近視治療儀模具設(shè)計與制過程造中可以實現(xiàn)以下幾方面的并行。

1)模具設(shè)計過程的并行

以治療儀外殼為例，在三維軟件支持下，設(shè)計師先構(gòu)造出零件的三維模型，然后由不同的設(shè)計者分別進(jìn)行分模(模面設(shè)計)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，工藝師同時進(jìn)行工藝設(shè)計。其他設(shè)計者利用統(tǒng)一的數(shù)字化模型進(jìn)行工業(yè)設(shè)計工程分析、產(chǎn)品評價等相關(guān)階段并行設(shè)計。設(shè)計完成后，利用仿真模塊進(jìn)行虛擬制造和流動模擬，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題，真實模具制造之前就進(jìn)行修改。任何一個模塊的變動能及時反饋給其他的模塊，保持設(shè)計的一致性和關(guān)聯(lián)性。模具結(jié)構(gòu)評價CAE的數(shù)據(jù)也能及時反饋給各個設(shè)計模塊［3］。近視治療儀外殼零件模具如圖4所示。

圖4 近視治療儀的外殼注塑模具圖

2)模具加工的并行

模具零件三維模型可通過計算機(jī)軟件(如Master CAM)生成相應(yīng)工藝參數(shù)，然后進(jìn)行加工，為了縮短模具加工周期，各個不同零件的傳統(tǒng)加工、NC加工并行，同時還可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的采購工作。

3)模具設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)評價、模具制造并行

模具結(jié)構(gòu)評價和模具設(shè)計并行，可以適時對模具設(shè)計進(jìn)行修改，模具設(shè)計的同時可以進(jìn)行一些零件的預(yù)加工，這樣有利于縮短模具交貨周期。

4)多套模具并行設(shè)計、制造

近視治療儀的主要組成零件有內(nèi)殼、外殼、金屬簧片和眼距調(diào)節(jié)片，其模具可以由多個開發(fā)小組并行設(shè)計、制造，最大限度節(jié)約產(chǎn)品開發(fā)周期。

3 近視治療儀并行開發(fā)的條件

3.1 建立多學(xué)科項目開發(fā)動態(tài)聯(lián)盟組

近視治療儀并行開發(fā)需要多項技術(shù)的支持，將具有一定技術(shù)的不同技術(shù)人員或部門組成多學(xué)科項目開發(fā)動態(tài)聯(lián)盟組，以團(tuán)隊形式開展工作，實現(xiàn)技術(shù)和資源共享，這是實現(xiàn)產(chǎn)品合理設(shè)計和敏捷制造的主要途徑。

3.2 整個開發(fā)過程中所需要的軟硬件措施具備

CAD、CAM、CAPP等軟件和先進(jìn)的數(shù)控加工設(shè)備是近視治療儀實現(xiàn)并行開發(fā)的基本保證，是縮短模具開發(fā)周期，提高模具質(zhì)量的必要條件。

3.3 高效的信息網(wǎng)絡(luò)

實施并行工程的先決條件是開發(fā)過程中信息傳遞和處理的高度集成化。在近視治療儀開發(fā)中使用高效的信息網(wǎng)絡(luò)，模具CAD、CAPP、CAE、CAM等各環(huán)節(jié)才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和信息共享，提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短開發(fā)周期，降低成本，從而提高企業(yè)的競爭力。

4 結(jié)語

并行工程是一種行之有效的、先進(jìn)的設(shè)計制造方法［4］。基于并行工程的近視治療儀開發(fā)，可以其開發(fā)速度和質(zhì)量，降低開發(fā)成本和減少開發(fā)周期(能縮短設(shè)計、數(shù)控編程時間達(dá)40%以上)，提高了企業(yè)的競爭力。

［1］ 劉長紅，趙程，趙新，郭曉琴并行工程環(huán)境下模具協(xié)同設(shè)計建模研究［J］.機(jī)床與液壓，2008(1):34－36.

［2］ 徐路寧，張和明，張永康.關(guān)于模具協(xié)同設(shè)計研究［J］.電加工與模具，2005(1):27 －30.

［3］ 楊占堯.Pro/ENGINEERWildfire 3.0產(chǎn)品造型與模具設(shè)計案例精解［M］.北京:高等教育出版社，2007.

［4］ 楊寧，周雄輝，阮雪榆.注塑產(chǎn)品并行開發(fā)流程規(guī)劃方案研究［J］.計算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2007，(1):74－80.