石 雷

(中航工業(yè)洛陽電光設(shè)備研究所，河南 洛陽 471009)

近年來，信息化建設(shè)不斷地在航天航空領(lǐng)域全面鋪開，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計、制造和管理的各個環(huán)節(jié)。3D CAPP、CAD/CAE、MES和MRP等技術(shù)與系統(tǒng)的應(yīng)用，使產(chǎn)品的研制周期大大縮短，產(chǎn)品的質(zhì)量也隨之提高。雖然應(yīng)用了先進(jìn)的PDM系統(tǒng)，但還沒有建立企業(yè)內(nèi)部的知識規(guī)則庫，可繼承性不高。雖然應(yīng)用了ERP、MES等先進(jìn)的系統(tǒng)，并搭建了所內(nèi)統(tǒng)一設(shè)計制造平臺，但是工作模式還主要以串行方式或協(xié)同方式進(jìn)行，即從上游傳遞到下游的，任意下游端發(fā)生問題，再反饋到設(shè)計端更改圖樣的方式。隨著3D CAPP的不斷推行，二維工藝已經(jīng)慢慢向三維工藝轉(zhuǎn)變。工藝編制和過程主要以三維形式來展現(xiàn)，對于三維模型的審核也應(yīng)從傳統(tǒng)的二維人工審核轉(zhuǎn)為三維工藝的自動審查。

利用企業(yè)搭建的數(shù)字化平臺，應(yīng)用CAX技術(shù)、PDM技術(shù)，可以解決的是產(chǎn)品的功能和性能以及工程數(shù)據(jù)的管理和協(xié)調(diào)問題。然而，對設(shè)計的可制造性和成本等方面一直采用傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行分析，這種方式已經(jīng)不能與現(xiàn)有的先進(jìn)系統(tǒng)所匹配，不能在設(shè)計的早期就考慮產(chǎn)品的可制造性和成本等方面的約束。為了進(jìn)一步提高型號研制進(jìn)度，控制研制質(zhì)量，降低研制成本，完善研制體系，應(yīng)推行面向工藝的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，豐富和完善產(chǎn)品研制體系，同時不斷地進(jìn)行設(shè)計工藝的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累和建設(shè)[1]。

1 主要研究內(nèi)容和技術(shù)要求

1.1 工藝性審查工作及軟件

工藝性審查工作即工藝員對產(chǎn)品圖樣設(shè)計結(jié)構(gòu)的工藝性進(jìn)行分析，對其提出修改意見和建議。也就是對設(shè)計部門所涉及的產(chǎn)品，要在滿足使用要求的前提下，確保制造、使用、維修的可行性和經(jīng)濟(jì)性[2]。為此，在信息化建設(shè)的開始階段建立一個合理的、快速的自動化工藝性審查平臺至關(guān)重要。

工藝性自動審查軟件不僅可以自動檢查不可加工的特征，早期提醒設(shè)計人員采用更加經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案，這個功能將會彌補(bǔ)企業(yè)目前沒有好的手段降低加工成本的空白，大幅降低企業(yè)加工時間和成本，并且能夠在實際設(shè)計過程中給予設(shè)計人員加工成本的明確概念，建立企業(yè)可繼承性的知識規(guī)則庫，非常有利于企業(yè)的長期良性發(fā)展。引入自動工藝審查軟件可使企業(yè)數(shù)字化平臺建設(shè)更加完善。

1.2 主要研究內(nèi)容

參照鑄造零件結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計指導(dǎo)準(zhǔn)則、三防設(shè)計規(guī)范、機(jī)械加工零件結(jié)構(gòu)要素工藝設(shè)計指導(dǎo)準(zhǔn)則、光機(jī)部件設(shè)計工藝設(shè)計指導(dǎo)準(zhǔn)則和航標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)[3]。主要研究內(nèi)容如下：1)精密制造可制造性設(shè)計規(guī)范；2)光機(jī)裝調(diào)可制造性設(shè)計規(guī)范；3)進(jìn)行修編，完成一套自動檢查系統(tǒng)實用的可制造性設(shè)計規(guī)范；4)與軟件廠家協(xié)作開發(fā)軟件，校準(zhǔn)和規(guī)范工藝性規(guī)則并通過實際零件進(jìn)行驗證，實現(xiàn)自動化一鍵式的工藝性審查。

1.3 技術(shù)要求

技術(shù)要求如下：1)自動審查軟件能夠與現(xiàn)有三維CAD(UG、CATIA、PROE等結(jié)構(gòu)軟件)直接無縫集成；2)自動審查軟件能夠便捷地進(jìn)行人機(jī)交互；3)建立軟件識別的機(jī)械加工及光機(jī)裝調(diào)規(guī)則庫；4)對三維CAD模型的加工特征進(jìn)行智能識別、解析、判斷；5)依據(jù)規(guī)則庫，對產(chǎn)品三維設(shè)計模型的工藝進(jìn)行一鍵式檢查分析；6)測試軟件能夠?qū)z查結(jié)果以文件報告輸出，以列表的方式詳細(xì)列出模型的工藝問題。

2 工藝審查規(guī)則參數(shù)的確定

由于多數(shù)企業(yè)并沒有具體標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則，針對本身企業(yè)工藝規(guī)則參數(shù)的確認(rèn)，采用了反復(fù)討論加資料查詢及調(diào)研國內(nèi)有資質(zhì)廠家的方式。由設(shè)計部門、工藝技術(shù)部門和制造部門有經(jīng)驗的技術(shù)專家，進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)，確立規(guī)則參數(shù)，將確立好的參數(shù)轉(zhuǎn)換為計算機(jī)語言，成為計算機(jī)可識別數(shù)據(jù)庫[4]。工藝審查規(guī)則參數(shù)樣例見表1。

表1 工藝審查規(guī)則參數(shù)樣例

3 軟件的調(diào)試與安裝

以UG軟件為例，需要將Checkmate功能模塊打開，否則計算機(jī)不能對三維模型特征進(jìn)行識別，導(dǎo)致無法安裝及使用。

打開Checkmake功能模塊，具體方法如下：TC軟件集成到UG后，在“Program FilesSiemensNX7.5UGII”路徑下找到命名為“ugii_env.dat”的dat文件；然后將“ugii_env.dat”文件中所有帶有Checkmate信息的“UGCHECKMATE_DIR”變量語句屏蔽(語句開頭加#)；最后保存文件。通過上述操作，使得UG軟件中的Checkmate功能模塊能夠正常調(diào)用，從而確保自動工藝性審查軟件能夠安裝運行。

安裝之后，對其軟件進(jìn)行測試，驗證基于自動檢查系統(tǒng)所開發(fā)梳理的設(shè)計規(guī)范規(guī)則庫的適用性及準(zhǔn)確性，確保每條規(guī)則的檢查結(jié)果符合實際情況并滿足相關(guān)技術(shù)要求。軟件驗證樣例如圖1所示。

圖1 軟件驗證樣例

4 確定使用流程

推行自動工藝性審查軟件，需要在設(shè)計前沿進(jìn)行推行，完成設(shè)計圖樣后需要運行工藝審查軟件進(jìn)行審查，生成審查報告。對于審查報告中的否決項要進(jìn)行更改，一般錯誤問題也要逐一更改，更改后重新生成審查報告，向下游工藝設(shè)計者進(jìn)行傳遞。工藝設(shè)計者審圖，需要審查工藝審查報告中的數(shù)據(jù)是否可以通過，并查看圖樣其余尺寸精度，及時反饋給上游設(shè)計方。流程圖樣例如圖2所示。

圖2 流程圖樣例

5 結(jié)語

發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)，振興我國制造業(yè)，迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)乃是建立強(qiáng)大工業(yè)國家的根本。值此智能制造的發(fā)展之際，信息化建設(shè)不可或缺。自動化工藝性審查技術(shù)作為信息化建設(shè)的開端，將成為信息化建設(shè)的重要一環(huán)。自動化工藝性審查技術(shù)是有共性規(guī)律的，根據(jù)上述流程基本可以完成初期的建設(shè)。在信息化的初段，摒棄原有只有人工審查的方式，創(chuàng)建新的計算機(jī)輔助工藝性審查技術(shù)是重中之重。一個完善的自動化工藝性審查平臺將為以后技術(shù)人員對工藝性審查提供便捷的途徑，提高制造效率，也將為信息化平臺的搭建奠定堅實的基礎(chǔ)。