文/朱迪·南京德特信息技术有限公司

“钣金下料参数化编程”顾名思义就是指依托参数化文件来驱动进行的钣金套料编程作业模式,它的前提条件是用于套料编程的CAM软件需要支持读取参数化文件。相比较于传统的套料编程模式,此模式具备更高的自动化、更低的技能要求和更好的系统集成性等优点。

面向矩形零件的参数化编程

最基本的参数化编程模式是通过BOM驱动产生描述零件外形的参数化文件,然后针对参数化文件进行套料编程的一种作业模式。这种模式根据BOM中的零件尺寸按数据输出描述零件外形尺寸、材质、厚度等信息的参数化文件,然后将参数化文件导入到编程软件中,让编程软件依托参数化文件来执行套料编程作业,其过程逻辑并不复杂,相比于传统作业模式,只是把二维展开图替换成参数化文件而已。

此模式的优点在于不再需要设计部门出设计图,订单可以直接下发到车间,车间直接根据订单输出零件展开图,从而优化业务流程,减少部门交互成本,缩短交期。其缺点也是显而易见的,由于是通过BOM中的零件尺寸驱动输出参数化文件,而BOM中一般只能描述矩形零件的长度、宽度和厚度,因此,此模式只适用于纯矩形零件加工行业,通用性较差。

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图1 SMES&JETCAM全自动无人编程系统场景

那么,有没有一套解决方案能够支持较为复杂的零件呢?有,这就是笔者要介绍的第二种参数化编程方案——基于三维模型的参数化编程模式。

基于三维模型的参数化编程——非标变形

三维模型因其本身就有参数驱动的特性,使得基于三维模型上进行的参数化编程探索有着更多的突破。

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图2 三维模型->参数化文件->CAM文件

最基本的实现模式是通过订单信息驱动三维装配体中的零件进行变形,然后根据预定义规则或者直接人工干预的方式将一些选配方案定义上去(如风口、风机等)。如一家从事中央空调生产制造的客户应用此项技术,基于SolidWorks制作了一系列产品的原型机模型。当收到订单后,工程师根据订单要求,在三维参数化编程平台的交互界面中输入产品型号、外形尺寸、风口方向、风机数量、风机型号、风机位置等信息后,平台驱动三维模型进行变形、自动标准化检查,检查无误后再批量输出零件二维展开图并导入编程软件进行套料编程。

相比于第一种参数化编程模式,此方案不但扩大了参数化编程的应用范围,而且进一步优化了从订单到制造的业务流程,把作业模式由过去的BOM驱动转变成了工单驱动。其次,由于设计与制造共用一套产品模型,因此,任何对于产品的设计变更都会及时由设计部门同步更新到制造部门,某种意义上实现了设计与制造之间的数据打通。最后,根据客户提出的标准化作业要求,添加了标准化检查功能,当非标配置不符合标准时,软件将给出提示,有效助力了企业标准化作业的推进。

但是此方案本质上只是第一种方案的扩充,其更偏向于开展编程工作的辅助工作,而非直接应用于编程环节以解决目前钣金编程这个工艺普遍存在的痛点。笔者始终认为严格意义上的钣金参数化编程其本质依然是服务于套料编程这个工艺环节的,它的使命应该是解决目前这个工艺环节普遍存在的痛点。

基于模型的参数化编程——零件配刀

一家位于珠海的用户采用了另一套解决方案,这家企业是国内最大的一家从事家用、商用空调以及其他白色家电生产制造的制造商,拥有很好的信息化建设基础。从2017年到2018年,他们通过在CREO上开发的“智慧钣金”参数化工具实现了零件的参数化文件输出,并结合JETCAM的自动参数化编程模块实现了零件的自动参数化编程。

他们使用“智慧钣金”插件提取零件模型中的特征信息,然后将特征信息输出为JETCAM要求格式的参数化文件,在此同时,软件系统会结合刀具库信息以及预定义规则自动判断成形特征、成形方向,配置正确的成形模具,并将模具信息一起写入参数化文件中,这样当参数化文件导入到CAM软件后,即可得到已经加了特殊模的CAM文件。随着这套方案应用的不断深入,在对车间一般和特殊配刀工艺进行总结归纳后,现在此方案已经可以完全按照他们自己的配刀规范进行自动全配刀(切边、切槽、特殊模),这无疑是具有跨越性的!因为它解决了困扰钣金套料编程用户多年的自动配刀不合理的问题,从而极大地提升了作业效率。

随着自动化水平的提高,对于编程人员的技能要求逐步下降,从车间一线选拔上来的工人即可胜任。现在,编程人员只需在套料编程平台上读入工单,然后点击运行,程序代码即可自动输出到指定路径,编程人员更多的工作是处理来自车间的变更需求。

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图3 3D排刀---成型模具