撰文/山推工程機(jī)械股份有限公司　孟立勇　程冠艷　王嶺

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機(jī)床夾具三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的創(chuàng)建及管理應(yīng)用

撰文/山推工程機(jī)械股份有限公司孟立勇程冠艷王嶺

信息化系統(tǒng)的實施使得企業(yè)利用Creo軟件實現(xiàn)了產(chǎn)品及機(jī)床夾具設(shè)計的三維化。再利用與Windchill系統(tǒng)的集成功能，將其設(shè)計結(jié)果存入Windchill系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理并共享應(yīng)用。

由于沒有機(jī)床夾具設(shè)計所需的三維標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，夾具設(shè)計人員仍然需要使用傳統(tǒng)的紙質(zhì)工具手冊進(jìn)行資料查詢，再進(jìn)行三維實體圖繪制工作，影響了機(jī)床夾具設(shè)計的效率、質(zhì)量以及標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。因此，研究機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫的三維化對夾具設(shè)計以及管理非常必要，利用Creo的建模和族表功能創(chuàng)建三維機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件，與產(chǎn)品設(shè)計類似將設(shè)計結(jié)果保存到Windchill系統(tǒng)所創(chuàng)建的夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫，進(jìn)行統(tǒng)一管理并共享應(yīng)用。

一、機(jī)床夾具三維標(biāo)準(zhǔn)件的編碼

物料編碼是信息化系統(tǒng)實施的基礎(chǔ)，為了數(shù)據(jù)的檢索、應(yīng)用和管理方便，系統(tǒng)中每個物料都有唯一編碼，為避免一物多碼或一碼多物，編碼包含能使物料之間區(qū)別開來的規(guī)格參數(shù)。

三維夾具標(biāo)準(zhǔn)件編碼及名稱均參照國/行標(biāo)進(jìn)行，取消年代號，在族表的頂級（類屬模型）部件的備注中注明“年代號，編碼：國/行標(biāo)編號-規(guī)格代號”。

因為“.”、“/”、“（”等在Creo中為非法字符，推薦標(biāo)準(zhǔn)中取消“/T”。編碼中符號“.” 改為“_”，名稱中不變。

標(biāo)準(zhǔn)件的類型在國/行標(biāo)號后面表示。例如：JB/T 8004.2-1999，球面帶肩螺母AM10，編碼：JB8004_2A-M10，名稱：球面帶肩螺母AM10。

因為Windchill系統(tǒng)的編碼不支持小寫字母，帶有小寫字母公差帶編碼被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的大寫字母，以名稱中不被轉(zhuǎn)換的公差帶為準(zhǔn)。

在定位銷中規(guī)格參數(shù)為范圍（>2～3），取最常用的定值作為規(guī)格，例如：JB/T 8014.1-1999，小定位銷A2.5f7。編碼：JB8014_1A-2_5F7，名稱：小定位銷A2.5f7。

快換鉆套、定位襯套等標(biāo)準(zhǔn)件有兩種公差且不可互換，在編碼和名稱中體現(xiàn)公差帶。例如：JB/T 8045.3-1999，快換鉆套 規(guī)格d=28、公差帶為F7，D=42、公差帶為m6，H=30。編碼：JB8045_3-28F7X42M6X30，名稱：快換鉆套28F7X42m6X30。其中d為一個范圍，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取常用定值作為規(guī)格。因為鉸孔極少用到，公差帶也是兩個，再根據(jù)實際需求增加。

固定（活動）手柄壓緊螺釘為組件，在國/行標(biāo)中沒有單獨表示子件螺釘。在國/行標(biāo)中諸如鉤形壓板，其組件與子件套筒的編碼相同。系統(tǒng)中組件編碼按國/行標(biāo)，子件編碼則在組件編碼后添加“_1”等進(jìn)行。

根據(jù)族表數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特點合理劃分標(biāo)準(zhǔn)件的類、子類層次結(jié)構(gòu)。原則上一個類型的標(biāo)準(zhǔn)件畫一個類屬模型。根據(jù)制定規(guī)則，系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)件（部分）編碼如表所示。

通過以上編碼規(guī)則，既保持了與機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件國/行標(biāo)編碼名稱的可追溯性，又將其中不能滿足Windchill管理要求和Creo非法字符的部分進(jìn)行修改。

表　編碼對照表

二、機(jī)床夾具三維標(biāo)準(zhǔn)件的創(chuàng)建

在Creo中利用建模功能創(chuàng)建類屬模型，通過“工具—關(guān)系”等操作，如圖1所示，在“關(guān)系”窗口中將組成類屬模型的尺寸、特征等定義為參數(shù)；通過“工具—參數(shù)”操作，如圖2所示，在族項窗口中將各參數(shù)添加到族項中。

圖1　關(guān)系

再通過“工具—族表”操作，如圖3所示，啟動族表窗口。創(chuàng)建族表，或者根據(jù)部件的特征劃分族表的層次結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建嵌套族表。在族表中輸入各參數(shù)的值。

如圖3所示，在族表中用“Y”、“N”和“*”控制特征或參數(shù)的顯示或抑制。注意，族表中各參數(shù)的命名以及字母的大、小寫均按照國/行標(biāo)進(jìn)行，因為在國/行標(biāo)中大、寫代表不同參數(shù)。因為字母D和T是Creo內(nèi)置參數(shù)，（在其低版本的Pro/ENGINEER中H也是內(nèi)置參數(shù)），編碼時用其它字母代替或增加后輟。

為模型賦予材料，創(chuàng)建完畢，將其設(shè)計結(jié)果（三維模型）檢入Windchill系統(tǒng)的機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫并生成BOM，進(jìn)行統(tǒng)一的存儲和管理應(yīng)用。

圖2　族項

圖3　族表

三、機(jī)床夾具三維標(biāo)準(zhǔn)件庫數(shù)據(jù)的變更維護(hù)

夾具、夾具標(biāo)準(zhǔn)件及其所用材料由公司標(biāo)準(zhǔn)化人員統(tǒng)一創(chuàng)建維護(hù)，其它工藝設(shè)計人員只有使用查看的權(quán)限。

為了保證Windchill系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的最新有效性，應(yīng)根據(jù)國/行標(biāo)的變更及時更改，另外在使用過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)存在不規(guī)范性和錯誤應(yīng)隨時進(jìn)行更改維護(hù)。

如果僅僅是編碼和名稱需要更改，則可進(jìn)行重命名，具體操作分兩步。第一步：在Windchill系統(tǒng)中查找到該部件的類屬模型，進(jìn)行的“重命名”操作，如圖4所示。啟動“重命名”窗口，根據(jù)族表搜集部件、模型，設(shè)置新的名稱、編號。第二步：再利用集成功能，將該模型添加到Creo，在 Creo中打開類屬模型族表，如圖3所示，將其“公用名稱(commen name)”列的值復(fù)制到CNAME列，檢入Windchill系統(tǒng)保存，重命名完成。

圖4　重命名

在Windchill系統(tǒng)中因變更使用過程中產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)，可以刪除；但族表中若存在被機(jī)床夾具設(shè)計使用的數(shù)據(jù)不能刪除，只能廢棄。具體操作可先在Creo中將冗余數(shù)據(jù)從族表刪除，然后在Windchill系統(tǒng)中利用“移動”命令，將數(shù)據(jù)移入廢棄庫進(jìn)行廢棄。通過對廢棄庫設(shè)定的權(quán)限，使夾具設(shè)計人員不能再查看和使用其中數(shù)據(jù)。

此外，還能根據(jù)需求將機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件的模型或族表、參數(shù)、關(guān)系式和材料等進(jìn)行修改，完成后檢入Windchill系統(tǒng)。

四、結(jié)語

通過分析國/行標(biāo)中機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)， 結(jié)合Creo三維設(shè)計的特點和Windchill系統(tǒng)的管理需求，制定一套三維機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件的編碼規(guī)則并進(jìn)行編碼命名。

利用Creo的建模功能創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)件的類性屬模型，再通過對參數(shù)定義、關(guān)系添加和族表創(chuàng)建生成模型（子實例）。其中子實例的尺寸是由在族表中輸入的各參數(shù)值驅(qū)動生成的,甚至還需要根據(jù)關(guān)系式進(jìn)行計算，隨著設(shè)計產(chǎn)品的增加,實例也不斷增加。

設(shè)計結(jié)果（模型和BOM）存入Windchill標(biāo)準(zhǔn)件庫進(jìn)行統(tǒng)一管理和應(yīng)用共享。極大地提高了機(jī)床夾具設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性,實現(xiàn)了三維零件基礎(chǔ)庫通用化、系列化。

在機(jī)床夾具設(shè)計過程中還有企業(yè)專用的外形相近的系列化的零件，下一步通過分析這部分?jǐn)?shù)據(jù)的特點，進(jìn)行編碼并利用族表進(jìn)行設(shè)計，以此建立企業(yè)的專用件標(biāo)準(zhǔn)件庫。通過拓展?jié)M足需要，實現(xiàn)機(jī)床夾具設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化和規(guī)范化。