数字化设计制造技术基础作业(3)

2019-02-14 22:03

用。但同时,落压模又具有成形零件质量差、模具材料污染大的缺点而限制了其使用,航空制造企业正努力寻找落压模的替代生产方案。CAE 等数字化技术的发展使得充液成形、粘性介质成形等新技术得 到充分的开展和有效利用,这些全新结构的模具用材更环保、成形零件精度更高,正呈逐步替代落后的落压模生产方式之势。

5 模具设计制造向网络化发展

企业通过国际互联网、局域网和内部网,可以实现对世界上任何一地的用户订单而组建动态联盟企业,进行异地设计、异地制造,然后在最接近用户的生产基地生产模具。采用网络数据存取、交换技术、模具数据管理技术等关键技术,将分布于世界各地的模具、设备、人员、资金、市场等企业资源有效地集成起来,采用各种类型的合作形式,建立以网络技术为基础的、高素质员工系统为核心的敏捷制造企业模式。

5数字化集成技术在航空复杂产品制造中应用的必要性

航空复杂产品的典型代表是航空发动机零件,目前我国航空发动机企业拥有一套完整的生产体系和数千台(套)现代化高精尖生产加工设备,其设备管理秉承与之相配套的先进、科学的管理模式和方法。随着企业新的精密数控厂房的建成,数控设备逐渐增多,如何加强 对数控设备的管理,使其发挥出最大的经济效益成了车间乃至企业的重要议程。为达到上述目标,需要解决以下六个问题:

1)生产管理模式亟待突破;

2)MES工具集和产品功能亟待丰富;

3)优化决策关键技术亟待攻关;

4)MES配套规范、标准和管理制度亟待建立; 5)MES实施推广亟待加强; 6)DNC系统的建设迫在眉睫。

这些问题,对建立集成化的MES系统、DNC系统与 PDM系统提出了迫切的需求,以支持航空发动机企业数 控车间数字化长效、稳定、健康和可持续的发展需求。

6 制造数据集成模型建立

目前,由于NC代码分散存储于各工艺人员的计算机,管理比较混乱,导致NC文件的传输、管理和准备效率方面均存在问题。同时MES系统、PDM系统与DNC系统缺乏有效集成,致使MES系统的计划指令无法下达到DNC系统,DNC系统无法获取准确的开工指 令,从而无法进行有效的生产准备;DNC系统不能从PDM系统中引用相应加工代码,造成加工代码的来源不唯一、不规范;同时DNC系统对数控设备的监控信息无法准确、及时地传递给MES系统,导致MES系统无法在第一时间掌握现场的生产情况,从而影响计划安排的准确性和敏捷性。针对这些问题,航空企业通过对多年信息化建设的理解以及对国内外先进生产企业的学习,提出的制造数据集成模型如图1所示。涉及的范围涵盖四部分,即生产现场应用层、DNC传输层、MES

控制层和

PDM

数据管理层。

图1 制造数据集成模型 1)PDM数据管理层

PDM数据管理层能够有效组织和管理企业制造过程的工艺数据、三维数模及刀具清单、质量文件和数控程序等生产作业文档。不仅为各个系统提供共享、一致的数据来源,并且对各系统的数据进行管理和存储,在制造数据集成模型中,通过PDM向DNC系统发放数据。 2)MES控制层

MES控制层是企业CIMS信息集成的纽带,为DNC系统发放加工指令,并接收DNC系统数据的反馈,及时掌握生产现场情况。 3)DNC传输层

DNC系统传输的不仅包括NC程序,而且包括执行特定生产任务所需的制造数据,如刀具数据、作业计划、机床配置信息等。所涉及到的数据实体包含四类:与制造设备硬件相关的数据实体(如机床等);与人机通讯相关的数据实体(如通讯协议实体);数控数据实体(如NC程序号、刀具号、工序号);操作指令或派工单实体。

7 基于Webservice的制造数据集成方法 2.1 系统集成模式下制造数据流分析

PDM系统作为数字化集成系统唯一的数据源,承担产品结构信息、数控程序及其清单的管理与存储。DNC/MES/PDM系统集成模式下制

造数据流分析如图2所示。

PDM系统完成车间级制造BOM的生成及数控程序的有效管理。PDM系统向DNC系统传递NC程序文件属性信息,其内容包括:产品号、零件号、CAPP工艺规程编号、工艺版本、工序号、设备型号、控制系统类型、设备编码、部门名称(车间代号)、工序名称、PDM工序编号、NC程序编号等,DNC将接受到的信息呈现给制造现场。MES系统将生产计划发送到DNC系统的管理模块,DNC管理系统根据开工零件号、工序号以及设备型号等属性在产品结构树中进行检索,筛选出需要的数控文件,并发送至机床设备树中,如没有检索到该程序,则反馈给MES系统,以便重新指定计划。在产品结构树传送成功后,操作工通过触摸屏浏览加工计划及相关技术文档,并下载对应数控程序到机床。在数控程序被机床执行的过程中,DNC系统通过监控每台机床的状态参数(运行时间、结束时间、机床的开机状态等),形成加工信息采集资源库。MES系统通过读取该资源库,进行零件的加工进度情况及现场机床的运行状态等信息的汇总,及时对生产计划进行安排和调整,以保证计划的科学性及可行性。

集成模式下的数据流分析,可分解出数据信息服务,如DNC与PDM系统集成模式下制造数据服务如图3所示。

8数字化设计制造工作方式

飞机数字化设计制造是以并行和协同工作的方法和理念,在并行和协同工作模式、数字量传递方式下,结合与之相适应的企业资源和劳动生产组织,实现机构设置的扁平化和数据流程、工作流程的同步和协调。各部分集成关系,如图 1 所示。

飞机数字化设计制造各环节相互依存,与传统的工作方式相比较,其突出特点主要表现在以下四个方面: (1)制定并行和同工作规则,建立飞机研制全过程的协同工作机制; (2)调整劳动生产组织,实现资源优化配置; (3)建立数字化设计、制造流程,以适应数字化设计、试验和制造方式的变革和工作流程的变化,实现传统的串行工作模式向根本性变革; (4)适应数字化环境下的工作流程变化,按


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