數(shù)控加工機床的PDM系統(tǒng)引進.docx

1 緒 論1.1課題的背景及意義機械建設目前越來越受到國家的重視，國家也加大了大型工業(yè)機械的投入，結構件加工方式有很多種，目前的被大量使用的方式仍然是數(shù)控加工，在數(shù)控加工的方式中，銑削方式是的使用量最大，數(shù)控機床夾具在數(shù)控加工中擁有較大的使用頻率，所以，目前在加工行業(yè)，數(shù)機床夾得發(fā)展隨著市場的發(fā)展也快速的發(fā)展起來，但是機床夾的發(fā)展仍然處在開始階段，仍然存在較多的問題。不僅僅數(shù)控機床得到了大力發(fā)展，高速切削的加工方式也同樣得到了大力的發(fā)展，目前許多制造企業(yè)在進行結構產(chǎn)品加工的時候就是采用這種方式進行的，西飛公司是高速切削技術的代表公司，在許多大型的結構件的生產(chǎn)上，西飛公司都是采用高速切削的方式進行的，隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，目前的技術水平以及設計理念已經(jīng)達到了前所未有的是水平，以前不能夠想象的復雜結構工件現(xiàn)在也能夠通過技術進行生產(chǎn)，像是飛機制造這樣的對工件的精度具有極高要求的行業(yè)，也同樣能夠通過現(xiàn)在的數(shù)控機床高速切削的方式進行生產(chǎn)。這些技術的發(fā)展離不開數(shù)控機床的夾具的發(fā)展，在某種程度上，數(shù)控機床家具的發(fā)展，影響著整個數(shù)控行業(yè)的發(fā)展，目前在我國的整機廠中，夾具存在著以下幾方面的問題1夾具專門化程度太高我國的飛機制造業(yè)的專用夾具數(shù)量相當大，為了能夠保障制造精密的飛機零件，制作人員不得不將夾具專門化，但是大量的專門夾具還不能夠全部適合機床的底座，因為機床的特殊性，不能夠為特殊的夾具設計專門的底座，因此，大量的機床底座也就隨著大量的夾具大量增加，這樣大量的夾具和機床底座會降低生產(chǎn)效率。每次生產(chǎn)不同的機件都需要變換機床底座和夾具，時間利用率非常低。2沒有完善的計算機輔助系統(tǒng)進行幫助變換系統(tǒng)進行輔助 之前實用家居都是通過相關的專業(yè)人員進行手工的拼裝，但是這種方式需要投入大量的人力和物力，并且生產(chǎn)率還并不是很高。相關人員的專業(yè)程度基本上決定了裝配數(shù)量的多少盒裝配的快慢，這樣就不能夠保障生產(chǎn)平穩(wěn)進行，由于沒有一套整體的系統(tǒng)的上產(chǎn)流程，就會造成生產(chǎn)的不一致，生產(chǎn)管理麻煩，管理起來會十分的麻煩，甚至造成生產(chǎn)混亂，在夾具進行一次生產(chǎn)之后，一些不常用的夾具就會被長期放置，進行再生產(chǎn)的過程中，一些不常用的工具就會因為不容易找到重新制作，這種方式大大增加了制造成本3夾具依然采用人工的方式安裝工作所謂家具的自動化程度，主要從兩個方面進行衡量，首先在夾具的加緊動作分析，也就是夾具對工件的加緊這個過程，現(xiàn)在大部分的加緊動作還需要人工的方式進行加緊。另一方面，是指轉換夾具方面的工作以及夾具的拼裝等等工作。如果還是采用現(xiàn)在的作業(yè)方式，夾具的轉換時間已經(jīng)遠遠超過了生產(chǎn)工件的時間，現(xiàn)在夾具與機床的分離的生產(chǎn)方式依然是主要的生產(chǎn)形勢，這樣就會為夾具的自動化發(fā)展帶來一定的困難，夾具不能夠精確地進行定位，夾具之間不能夠協(xié)調工作3?，F(xiàn)代社會的科學技術越來越發(fā)達，計算機的應用促進了夾具的自動化發(fā)展進程，CAD、CAM技術的應用更是錦上添花，傳統(tǒng)的夾具生產(chǎn)方式的弊端越來越明顯，夾具的數(shù)據(jù)被大量的錄入到計算機世界，但是目前還仍然缺乏一套完整的，能夠協(xié)調各個夾具之間的應用的應用系統(tǒng)，這也就使得目前的管理工作紛繁復雜，無從下手，同時數(shù)據(jù)的安全性和完整性也得不到保證4。所以，在認識到傳統(tǒng)的夾具的弊端之后，如何解決夾具的自動化發(fā)展問題，就是本篇文章的主旨所在1.2主要技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展1.2.1三維CAD技術的發(fā)展現(xiàn)狀科學技術的發(fā)展帶動了CAD技術的發(fā)展，再結合了以前的CAD技術的基礎之上，目前的三維CAD技術得到了大力的發(fā)展。三維CAD技術的發(fā)展促進了工業(yè)的大發(fā)展，為了能夠快速的占領本行業(yè)的市場，各行業(yè)利用三維CAC技術來進行快速的打印，從產(chǎn)品的設計，到產(chǎn)品的研發(fā)，最后再到產(chǎn)品的生產(chǎn)完成，都會用到CAD技術，其中主流的包括模型裝配分析，產(chǎn)品信息管理，以及在設計階段的產(chǎn)品優(yōu)化設計等等主流的技術。這一系列的技術的應用，產(chǎn)品的設計理念的先進與否，產(chǎn)品質量的好壞等等都能夠通過CAD技術進行評估，CAD技術不僅僅對于產(chǎn)品有比較大多作用，在企業(yè)的運作方面，CAD技術同樣能夠提高企業(yè)的管理效率，CAD在制造業(yè)上的發(fā)展速度非常驚人，截止目前為止，8成的產(chǎn)品的生產(chǎn)都會應用到CAD技術CAD技術是未來發(fā)展的決定性力量，三維CAD技術是目前為止利用率最高，并且在短時期內不可能被超越的技術，數(shù)字化的社會，CAD技術越來越受到重視，我國正在積極開展相關的產(chǎn)業(yè)的研發(fā)，力求使CAD技術能夠朝著更加先進的方向發(fā)展，在生產(chǎn)加工方面，將CAD技術應用到各個環(huán)節(jié)，包括在設計過程中的并行工程的利用，在加工過程的數(shù)字控制的利用，并且最終將這些技術過程整合成為一個整體，保障各個環(huán)節(jié)之間能夠平衡的發(fā)展，無縫連接。為了能夠將CAD技術充分的利用，同時不會使得CAD顯得十分繁瑣，企業(yè)應該積極投入力量進行CAD產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化設計。在未來社會，CAD技術會得到更加全面的發(fā)展，隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的二維CAD技術會逐漸被取代。1.2.2虛擬裝配技術虛擬裝配技術目前的發(fā)展水平還有限，還不能夠滿足現(xiàn)在的需求，未來的虛擬技術會得到很大的發(fā)展，主要面向以下的幾個方面。1將CAD的接口標準化，將現(xiàn)在的CAD主流技術標準化，主要輸為了能夠同現(xiàn)在的系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接，這樣就能夠將虛擬系統(tǒng)同CAD盡心無縫連接，將CAD的信息傳送給系統(tǒng)。2進行網(wǎng)絡虛擬裝配是進行工件的加工的不可缺少的環(huán)節(jié)，進行工件的裝配包括了很多的環(huán)節(jié)，其中有工藝設計，校驗等等環(huán)節(jié)，在眾多環(huán)節(jié)中，都需要工作人員進行參與，網(wǎng)絡虛擬裝配的存在就是為了給這些工作準備裝配的環(huán)境3體統(tǒng)框架需要面對大多數(shù)的使用接口 虛擬系統(tǒng)的開發(fā)是應用到虛擬環(huán)境的，這些環(huán)境包括現(xiàn)實中的數(shù)據(jù)庫，以及實現(xiàn)用戶交互的用戶界面等等方式，虛擬系統(tǒng)需要進行同用戶進行互相的信息交換，來彼此進行了解，最終進行整套系統(tǒng)的完善開發(fā)最終實現(xiàn)系統(tǒng)的運行。4檢驗分析裝配質量。在進行虛擬裝配的過程中，能夠利用相關的技術來進行零件的擺放位置，零件的尺寸等等是否符合要求，裝配工藝是否能夠滿足最終的需求能夠通過裝配路徑的分析，以及通過仿真評估等等方式來進行判定，這樣做的目的是為了最終設計產(chǎn)品，生產(chǎn)產(chǎn)品，提供可以參考的意見和建議，在之后的生產(chǎn)過程中加以改進1.2.3 PDM技術研究現(xiàn)狀管理技術：也稱作PDM技術，這種技術的產(chǎn)生是有一定的背景的，在現(xiàn)在社會，科學技術發(fā)展迅速，目前大部分企業(yè)渴望能夠減低自己的管理成本，來實現(xiàn)企業(yè)的盈利。PDM技術的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下的四個階段，第一階段，1980年之后，管理的對象上還很單一，只有圖紙文檔等等一些簡單的文件。在80年代末期，管理對象開始逐漸多元化，工程更改單以及材料清單的加入使管理對象開始逐漸多元化，這一階段的發(fā)展促進了PDM的發(fā)展，PDM的價值開始逐漸顯示出來。緊接著，第三階段開始出現(xiàn)，在之后的20年，PDM開始著手實現(xiàn)功能的標準化以及交互界面的標準化，這一舉措使得各大PDM系統(tǒng)開發(fā)商從中看到了希望，對這項技術開始投入更多的關注，這一階段是PDM生長的催化劑，直接促進了其發(fā)展。在2000之后到現(xiàn)在這些年的時間里，是PDM發(fā)展的最后一階段，也就是第四階段，這樣一階段的PDM開始與現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)技術結合，主要的領域挪到了web技術和分布式的開發(fā)等等的研究方面，Teamcenter是一款管理軟件，這款軟件是目前市面上利用最多的一款管理軟件，是由西門子公司開發(fā)。這款軟件的主要功能是進行產(chǎn)品的生命周期管理。實現(xiàn)生命周期管理主要依靠兩方面的功能。其一對產(chǎn)品的生命周一進行統(tǒng)一化管理的方式，其二，對不同的行業(yè)，管理系統(tǒng)進行即開即用的方式。Teamcenter的管理方式促進了產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，加快了產(chǎn)品面世的時間，這就能夠允許企業(yè)擁有更多的時間進行相關工作，為企業(yè)占領跟多的市場份額，獲得更多的利潤。保障了企業(yè)能夠將競爭者遠遠地甩在身后，其他企業(yè)想要加入市場是一件十分困難的事情，因為那將是一件費時費力同時風險十分大的決定。Teamcenter的管理方式能夠滿足大部分的功能，企業(yè)科技進行重復利用，這樣在某些方面節(jié)約了企業(yè)的成本1.3論文主要研究內容及方法1.3.1研究的主要內容本文主要的研究對象是夾具，在研究中，主要面臨的是實際工作中的夾具，對加工中心類別的夾具進行建模，在建模的基礎上，在進行裝配的仿真。這一系列的工作都是建立在PDM軟件的基礎之上，用PDM進行數(shù)據(jù)的處理工作，這樣，能夠最終將理論用于實現(xiàn)咋航天行業(yè)的零件制造方面，為航空航天行業(yè)的零件制造和評價提供有力的理論依據(jù)。我們主要進行以下幾個方向的研究1主要針對加工中心一類夾具，進行三維建模2對具體的夾具進行三維裝配。3運用Ansys來進行夾具在夾緊時的工件變形分析4最終實現(xiàn)加工中心中的夾具的集中管理1.3.2研究方案 研究路線 Nx建模NX是CA公司推出的一款軟件，這款軟件將CAD/CAM/CAE三種方式集成于一體，這款軟件是一款三維參數(shù)化軟件，目前這款軟件在很多領域都有應用，包括像是日用消費品，在交通方面，在機械方面，以及在電子方面等等方面都有大規(guī)模的應用。雖然沒有曲面造型的約束加工中心夾具用起來比較方便，但是在裝配環(huán)節(jié)，對設計的尺寸以及安裝過程中的定位要求較高，同傳統(tǒng)的安裝工件方式不同，在進行草圖的構思階段，NX就開始進行嚴格的約束，這樣能夠保障建模參數(shù)的穩(wěn)定性。減少在建模過程中的大部分失誤，保障參數(shù)關聯(lián)的準確性，在NX中，還有一項比較實用的功能，就是分類圖層功能，這項功能發(fā)揮著非常重要的作用，能夠保障建模草圖參數(shù)和裝配過程有效化管理同時實現(xiàn)2）三維可視化裝配三維建模擁有自己的優(yōu)勢，三維建模產(chǎn)生的計算機數(shù)據(jù)會比少，并且裝配方便，所以我們咋你這個階段依然采用的是三維建模，我們要咋裝配之前進行各個夾具和元件的精確建模，保證在裝配環(huán)節(jié)能夠順利的完成，對于不同的夾具，我們要進行歸類擺放，這樣能夠在想用時能夠及時找到，最后，我們根據(jù)各自夾具的特點調整裝配順序完成裝配，這里采用的裝配方式有很多，可以采用自頂向下，或者自底向上的方式，當然也可以采用混和裝配的裝配方式。3）裝配動畫及裝夾仿真夾具的主要任務是進行工件的加緊，夾具能否滿足要求，質量是否合格，主要是根據(jù)夾具對元件的加緊程度，夾具與夾件之間的結構特點等等來進行評估。我們在接下來的環(huán)節(jié)中進行對夾具的三維模型進行裝配仿真，在進行真正的運用之前，需要進行運動仿真，我們分別用不同方式的里作用于夾件，來模擬在實際中的運動，這樣做能夠很快檢測出三維模型設計的合理性，以及夾具的可裝配性。4）裝夾工件變形分析目前的生產(chǎn)方式大多是工序集中性，這樣的生產(chǎn)方式能夠保障生產(chǎn)效率十分的高。但是這種生產(chǎn)方式會帶來一些附加的問題。我們進行工件的加工過程中，通常會在一次夾緊之后完成對工件的所有加工操作，這樣，就要求我們進行工件夾緊時要一次完成，直至加工工件完成之后，不會發(fā)生工件松動的情況?？紤]到加工車間的工時昂貴，以及加工的切削力很大等等特點，現(xiàn)在我們就采用動力夾緊的方式進行工件的加緊工作，目前的大多數(shù)加工中心能夠滿足動力夾緊的要求，這種方式相對于人工夾緊來說能夠節(jié)省夾緊時間，加緊力度較大，不容易松動。同時這種夾緊方式便于進行控制。我們在氣壓以及動涯夾緊的情況下進行變形分析，分析夾件的變形程度，為最終的實現(xiàn)裝夾提供可靠數(shù)據(jù)來源。5）PDM數(shù)據(jù)管理PDM是近年來比較流行的數(shù)據(jù)管理手段，目前的PDM軟件能夠管理大部分的有用數(shù)據(jù)，西門子公司開發(fā)的Teamcenter是目前比較流行的一款軟件，這款軟件能夠滿足大部分的用戶需求，在處理問題的寬度和廣度上都是非常好的。從NX文件的導入，到中間進行的重用庫，以及高級搜索，一直到文件的輸出等等眾多環(huán)節(jié)，又能夠在NX管理模塊中得到實現(xiàn)。1.3.3采用的技術平臺現(xiàn)在主流的技術平臺主要有以下幾種。Teamcenter、Ansys12.0、Unigraphics NX5.0三維設計軟件這三款。1.4論文章節(jié)安排本文主要從六個主要部分入手，來進行論述。第一部分，這一部分主要交代寫作的背景和意義，論述了本篇論文研究意義，論述了我研究的課題對于現(xiàn)在的社會的作用，強調了夾具在目前生產(chǎn)中的作用，對課題的研究方向進行規(guī)劃，闡述課題的重點研究對象，以及本文涉及的技術的未來發(fā)展方向。在本章最后，歸納了研究的主要方式方法，以及對文章進行總體的安排第二部分主要對PDM技術進行介紹，簡述了PDM技術的現(xiàn)狀，闡述了PDM的基本原理，同時也對未來的PDM技術進行分析預測。同時也提出了目前的PDM技術存在的缺陷和產(chǎn)生缺陷的原因。最后舉出具體例子來闡述PDM工作原理和內容。第三章主要是進行夾具的分析。在這部分，我們選取了具體的加工中心夾具進行具體分析，從多個方面對夾具進行介紹和分析，我們選取了具體的夾具進行仿真模，對仿真夾具進行三維仿真裝配，而且我們不僅僅停留在理論上，還具體的進行實踐，采用干涉分析，裝配序列動畫生成，以及可視化注釋等等方式方法來進行演示實驗。來為我們的論文提供有力的證據(jù)第4章 主要是介紹加工中心。針對具體的工件，我們運用所學的靜力學知識，用analyze所謂分析手段，針對加工中心中的元件的受力情況進行分析，來得到我們想要的數(shù)據(jù)。第5章 。在進行了前四章的基礎上，我們得到了大量的數(shù)據(jù)，為本章節(jié)提供了大量的數(shù)據(jù)基礎，我們通過利用Teamcenter、NX5.0的集成方法、數(shù)據(jù)交換的模型等等方法來進行數(shù)據(jù)的分析處理，最終為我們進行管理提供有效的依據(jù)。第6章 對本文進行總結，支出本文的不足，展望未來的發(fā)展方向。2 PDM同加劇管理的結合在本章，我們主要針對PDM進行分析，介紹PDM平臺的構成，應用具體實例來闡述PDM的工作過程和原理2.1 PDM簡介在當今社會，科學技術發(fā)展帶動了大多數(shù)企業(yè)的發(fā)展，同時制造行業(yè)也越來越成熟。CADCAM技術也被廣泛應用。信息是技術的發(fā)展就會產(chǎn)生一系列的問題，大量的數(shù)據(jù)信息如果不能夠及時有效的進行處理，就會造成數(shù)據(jù)的混亂，隨著PDM技術的發(fā)展，企業(yè)開始注重數(shù)據(jù)技術的應用，PDM為企業(yè)進行數(shù)據(jù)處理提供了一個可靠地平臺，使得企業(yè)能夠利用PDM技術進行大量數(shù)據(jù)處理工作，目前的PDM技術主要應用于制造業(yè)，機械行業(yè)等等，這會為企業(yè)節(jié)省相當可觀的一筆成本2.1.1 PDM的基本概念PDM是由production date manger縮寫而來，意思是數(shù)據(jù)管理。這項技術主要通過對數(shù)據(jù)進行匯總分析，來進行數(shù)據(jù)的管理工作，PDM的工作涉及產(chǎn)品生產(chǎn)的整個階段，是一項集成技術，這項技術得開發(fā)對象是廣大的制造業(yè)企業(yè)，過程、數(shù)據(jù)、資源三要素是PDM開發(fā)的根本要素。PDM針對產(chǎn)品設計主要有兩個原則，首先PDM的設計是采用動態(tài)的但是產(chǎn)品結構是靜態(tài)的。產(chǎn)品設計是核心內容，PDM會圍繞產(chǎn)品設計進行資源的整合，以及信息的獲取等等活動，這是其他的同類型產(chǎn)品不能夠同PDM比擬的地方。物料、項目和信息管理系統(tǒng)都是靜止的管理信息系統(tǒng)，不涉及到產(chǎn)品設計的具體環(huán)節(jié)，只關注管理任務。但是到了動態(tài)的管理方面，就會涉及到產(chǎn)品的開發(fā)過程。PDM在這個過程中會進行整個數(shù)據(jù)整合管理任務，力爭將每個數(shù)據(jù)細節(jié)進行完善管理，做到數(shù)據(jù)的分析，重復利用等等諸多環(huán)節(jié)。PDM會做到數(shù)據(jù)有序，信息可共享，過程可以優(yōu)化等等優(yōu)勢。在整個生產(chǎn)過程中，PDM是整體的骨架，負責提供支撐，在PDM的基礎上，將各個功能逐漸的添加到PDM中，最后形成一套能夠滿足數(shù)據(jù)的存儲，挖掘的系統(tǒng)。如果我們從產(chǎn)品的開發(fā)來進行觀察，就會很容易發(fā)現(xiàn)。PDM已經(jīng)幾乎能夠滿足所有要求，包括產(chǎn)品的設計和變更投產(chǎn)等等環(huán)節(jié)24。2.1.2 PDM的基本原理PDM是信息處理中心，PDM相當于是信息的加工中心CAX信息通過信息通道匯聚到PDM中心，信息能夠在信息中心進行加工處理，PDM利用現(xiàn)代計算機技術輔助，最終將有用的信息進行匯總輸出。產(chǎn)品的開發(fā)設計就以這些有用數(shù)據(jù)作為基礎。計算機能夠對產(chǎn)品的用用數(shù)據(jù)進行虛擬描述，創(chuàng)造一個具有虛擬屬性的產(chǎn)品，這樣將產(chǎn)品的動態(tài)數(shù)據(jù)同靜態(tài)屬性進行結合，就能夠搭建出整個產(chǎn)品的整體構架。圖2.1 PDM是信息孤島的橋梁2.2 PDM的現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢2.2.1 PDM的現(xiàn)狀分析PDM技術是一項數(shù)據(jù)集合整理分析技術，并不是一成不變的，隨著其涉及的管理對象的不斷變化，PDM的技術形式也一直在變化，這種變換是由于PDM基于先進的管理思想，這是持續(xù)改進的思想，這種思想能夠保證PDM一直有新鮮的血液，跟隨著企業(yè)文化一同進步。這樣的管理方式也能夠及時調整來適應與企業(yè)的戰(zhàn)略目標，最終為企業(yè)發(fā)展提供強有力的動力雖然我國已經(jīng)開始接觸使用PDM技術，但是對于PDM系統(tǒng)的使用，還遠遠沒有達到普及的程度，只有小部分企業(yè)擁有PDM系統(tǒng)，相較國外的使用率，我們還有許多應該做的事，首先我國的PDM系統(tǒng)使用剛剛開始，剛剛引進技術，還沒能夠進行自主研發(fā)，不懂相關產(chǎn)品的核心技術，目前企業(yè)只關心PDM能否為自身帶來利潤，不注重PDM技術的研究開發(fā)，這樣就會使我國對PDM的開發(fā)缺失動力其次，部分企業(yè)不能夠深入了解PDM技術，只能利用部分功能，同時，進行PDM系統(tǒng)的搭建需要進行大量的人力財力投資，在短時期內投入回報比過大。一般情況下，企業(yè)想要引進一個PDM系統(tǒng)，需要投入大約幾百萬的費用，而且需要建設兩年左右的時間，即使建設完畢，在使用期間，根據(jù)不同的系統(tǒng)功能，也需要在繼續(xù)安插節(jié)點，安插節(jié)點所購買的設備等等也是一筆不小的投資，支付這些資金對中小企業(yè)來說是非常困難的。因此，PDM在國內的發(fā)展狀況還不是很好。我國的軟件行業(yè)不發(fā)達，軟件開發(fā)的水平有限，不能夠滿足用戶的要求，我國的軟件茶葉存在很多問題。同國外的軟件相比，我國的軟件大多只能在某些單一的平臺運行，實現(xiàn)跨平臺兼容，并且軟件的設計目的性強，一款軟件就只有幾項特定的功能。大多數(shù)的軟件連接特定的數(shù)據(jù)庫，不能夠兼容大多數(shù)的數(shù)據(jù)庫。最后，目前的軟件大多不能夠將用戶使用的系統(tǒng)進行封裝，開放性非常低。由于我國的PDM引進量比較少，所以還沒有能夠擁有大量的專業(yè)團隊進行開發(fā)，PDM本身是一套先進的管理系統(tǒng)，這就要求操作人員的專業(yè)水平比較高，基于PDM的開放性和動態(tài)變化性的特點，PDM相關工作人員要有較強的專業(yè)水平，但是目前我國還沒有這樣能夠滿足需求的專業(yè)團隊，這在一定程度上阻礙了我國的PDM發(fā)展進程2.2.2 PDM的發(fā)展動向隨著各項技術的逐步發(fā)展，根據(jù)企業(yè)的多樣化的需求，PDM技術的發(fā)展顯示出了一些新的動向。1) 面向對象技術的應用。抽象性和封裝性是面向對象的方法的顯著特征，這種特點使其有了明確的目標及范圍，也符合未來的發(fā)展方向，有很強的市場適應性。2) 提供企業(yè)信息建模方法論。在發(fā)展的過程中，企業(yè)要求越來越高，該項技術需要為企業(yè)提供合適的信息建立方法論，而不單純的作為管理技術而存在。3) 基于Internet /Intranet 平臺的PDM 產(chǎn)品。隨著網(wǎng)絡應用的深度與廣度不斷地擴大，企業(yè)之間的商務活動將更多的里利用互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)絡平臺，作為企業(yè)信息支柱的PDM，怎么樣去完善自身，以適應這種趨勢，是目前急需解決的問題之一?；诨ヂ?lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)絡的PDM產(chǎn)品將在未來的市場占領一席之地。4) 從傳統(tǒng)結構轉向三層結構。傳統(tǒng)C/S 體系結構見圖2.2中a圖?？蛻舳塑浖墓δ馨ㄌ幚碛嬎銛?shù)據(jù)、顯示處理結果，兩者緊密結合使得用戶需求的任何變更，都會使整個程序重新編譯。這種方式的可維護性便降低了。三層體系結構見圖2.2中b圖，圖中表示了系統(tǒng)把這一過程分為三個層次：最低一層是客戶端，用來描述邏輯；中層用來進行業(yè)務處理邏輯、最高一層進行數(shù)據(jù)存取邏輯。其中最低一層的客戶端只負責結果的顯示，細微的改動只須在此層上進行，不會影響其他環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)。三層體系結構各個環(huán)節(jié)之間有良好的獨立性，也使得結果顯示與數(shù)據(jù)處理可以相互滲透，系統(tǒng)可維護性提高，這就必然使得PDM的開發(fā)的方向發(fā)生轉變。圖2.2 傳統(tǒng)結構轉向三層結構5)PDM系統(tǒng)的通用化與標準化。PDM系統(tǒng)的標準化指的是管理對象的標準化和管理過程的標準化。管理對象標準化的實現(xiàn)需要系統(tǒng)提供與各子系統(tǒng)集成的標準接口，例如封裝接口和數(shù)據(jù)接口。通用化是指PDM系統(tǒng)能在不同的計算機系統(tǒng)環(huán)境下運行。6) 支持并行工程的PDM系統(tǒng)框架。并行工程的定義是集成地、并行地設計產(chǎn)品及其相關過程(包括制造過程和支持過程) 的系統(tǒng)方法。這說明并行工程本身就是一種先進的管理理念，即能組織協(xié)調各方面人員，對所需要的資源進行有效的整合。在方法理念上，PDM與并行工程有相似之處，相似之處在于實現(xiàn)信息共享。不同之處在于PDM是一種系統(tǒng)，是可以實現(xiàn)并行工程的平臺，能支持不同終端、不同地區(qū)的人對同一模型顯示。同時保證在不同終端上可以對模型進行操作，可以同時實現(xiàn)兩者優(yōu)勢的最大發(fā)揮。2.3 PDM在夾具管理方面的應用2.3.1 應用目標及步驟在企業(yè)中，各種計算機應用軟件被PDM 管理系統(tǒng)所融合，企業(yè)具體目標的確定也同樣取決于企業(yè)自身的各項因素，因此對與PDM的要求千差萬別，就夾具管理方面而言，為夾具數(shù)據(jù)庫提供共享平臺和集成框架是夾具PDM化管理的應用目標。準確的實施管理步驟是除企業(yè)根據(jù)自身實際情況確定應用目標以外，成功運用PDM系統(tǒng)極為重要的因素是極重要的因素，夾具的PDM化管理也不例外。PDM 實施的原則是：效益驅動，總體規(guī)劃，重點突出、分步實施25。夾具的PDM化管理具體的實施步驟包括8個方面，如圖 2.3所示。 圖2.3 夾具PDM化管理實施步驟2.3.2夾具PDM 化管理應用效益PDM 系統(tǒng)對夾具的管理應用效益主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）縮短新夾具產(chǎn)品的投入使用時間。PDM 系幫助設計人員通過客戶端獲得所有的信息源，極大地降低了搜索信息的時間成本，與此同時在研發(fā)過程中實施并行工程的方法，即時性地集中員工開發(fā)思想及點子，協(xié)調不同意見，同時進行設計過程，突破地域、時域限制。2）降低夾具設計制造成本。節(jié)省了技術部門員工的工作時間，等于降低了產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)濟成本。對已有產(chǎn)品設計數(shù)據(jù)及模型的重利用率高，以改良代替重新設計。3）提高夾具設計制造質量。PDM 系統(tǒng)對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)把關嚴格，且按照相關質量標準實施管理，各個環(huán)節(jié)的品質得以保障。夾具的全方面質量提升，極大的保證了企業(yè)的加工環(huán)節(jié)的質量。夾具也同樣的作為產(chǎn)品，經(jīng)過PDM化的管理，為企業(yè)直接或間接的帶來巨大的經(jīng)濟效益。 3 加工中心夾具的裝配與仿真研究3.1機床夾具的概念及分類機床夾具的概念是：在機床上用于裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。準確定位工件是其主要作用，其次在機床和刀具之間有正確的位置，不干擾加工且能使工件在某個方向夾緊固定。3.1.1機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展18世紀后期，由于工業(yè)革命的到來、科學技術的發(fā)展，夾具隨著機床問世。目前夾具已從原來的輔助工具成為現(xiàn)在門類齊全的工藝裝備。1）機床夾具的現(xiàn)狀國際工業(yè)產(chǎn)品研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，訂單批量少，生產(chǎn)種類繁多的情況已占生產(chǎn)總數(shù)的85%左右。市場對產(chǎn)品要求的提高，使得企業(yè)對產(chǎn)品不斷的更新升級，以此來保持競爭力。然而，在機械制造業(yè)，一些中型工廠和企業(yè)中仍然習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，通常它們擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；此外，在生成多樣生產(chǎn)的企業(yè)中，34年就要更新5080%左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為1020%左右，這兩者很不成比例。近年來，成組技術、加工中心、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的投入使用，使得夾具也必須做出相應的調整，對夾具有了新的要求：生產(chǎn)成本上要能迅速使新產(chǎn)品投產(chǎn)，縮短準備周期能；通用性上要至少運用于一種相似工件；精度上要能滿足精密加工的夾持要求；效率上能采用液壓等為動力源的高效夾緊裝置，減輕人力勞動強度，提高生產(chǎn)率；標準化上能使某些常用原件遵循一套標準體系。2）機床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展有四個主要方向：標準化、精密化、高效化和柔性化。標準化：標準化和通用化對于機床夾具是不可分割的兩個方面。我國也針對夾具制訂了國家標準：GB/T2148T225991。機床夾具的標準化，使得夾具的通用性效果增強，也利于商品化生產(chǎn)，利于規(guī)范設計及生產(chǎn)。精密化：機械產(chǎn)品精度要求的提高，也對夾具的精度有了更嚴格的要求。這類夾具的的結構類型現(xiàn)在很多，如多齒盤（用于精密分度），精度可達0.1；高精度三爪自定心卡盤（用于精密車削），定心精度為5m。高效化：夾具的高效化主要表現(xiàn)在裝夾工件自動化，夾緊過程動力化，夾具轉換自動化三個方面。最終的目標是減少工件加工輔助時間，減輕工人勞動強度。自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具是目前常用的高效化夾具。高效化夾具的使用效果明顯，例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，既可以保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能穩(wěn)定地夾緊，使切削速度有提高的空間。除此之外，在數(shù)控機床上，特別是在加工中心上，自動裝夾夾具和自動更換夾具設備，使數(shù)控機床的優(yōu)勢充分發(fā)揮。柔性化：柔性化的定義對于夾具和機床是一致的，它的含義是對象通過調整、組合等方式來適應外部變化等因素的能力。對夾具而言，變化主要是工藝的變化，工序特征、生產(chǎn)批量、零件結構和尺寸大小都屬于可變因素。擴大夾具的柔性化程度，使不可拆卸結構為可拆卸結構，適應多種類產(chǎn)品制造。成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具是典型的具有柔性化特征夾具的代表。3.1.2機床夾具的分類按專門化程度分類：1）通用夾具。這類夾具的元件組成部分按照一定的標準手冊生產(chǎn)制作，可以用作加工同類不同尺寸的工件，我們把這類夾具統(tǒng)稱為通用夾具。例如，車床三爪卡盤可以裝夾不同軸徑的工件。這類夾具常常在生產(chǎn)中起到機床附件的作用，適應性廣但效率不高，不適合多種、大批量生產(chǎn)時運用。2）專用夾具。專用夾具顧名思義是為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。這類夾具一般結構緊湊，操作方便，而且不會影響所要求的加工精度，不足之處是代價較大，時間成本和制造設計成本遠大于其他夾具。此外，這類夾具再利用價值較低，夾具會隨著產(chǎn)品的下架而無法再使用，造成結構功能可用但已報廢的情況。適用于特定產(chǎn)品，批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調夾具和成組夾具。這類夾具可以根據(jù)被加工零件的需要，對夾具結構中的部分元件進行替換或調整。成組夾具用于相似零件的成組加工，通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象多樣，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具。這是由一些現(xiàn)成標準機床附件元件和部件專用部件組合而成的夾具。這類夾具根據(jù)加工零件的不同而進行不同的組裝，因此靈活多變，萬能性強，元件重復利用率較高，非常適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具。這類夾具一般在自動線生產(chǎn)上應用，夾具會隨著工位的轉化而移動，以完成不同工序的加工。按使用的機床分類：因為機床種類不同，各自工作特點和結構形式都存在很多不同的地方，相應的對用于機床的夾具結構也不同。因此按機床種類來分，夾具可分為：車、銑、鉆、鏜、磨床夾具和其他機床夾具。 按夾緊動力源分類：根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，又可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、磁力夾具等。3.2加工中心夾具特點及類型3.2.1加工中心夾具特點加工中心夾具通常具有以下特點：（1）加工中心具有自動換刀的功能，這一功能決定了它的刀具為懸臂式，因此在夾具上不安裝引導刀具的導向件，如鏜模套、鉆模板等；（2）為了使待加工表面充分暴露在外，要求夾具最大限度開敞，必要時可以在夾具體上銑出空洞，避開鉆夾頭、鏜桿等，避免其與夾具體發(fā)生干涉，使得可以刀具懸伸長度縮短，可以提高剛度；（3）在工件待加工面與底面相交的時，應在夾具上設能將工件提高一定高度的等高元件，以方便進刀，也能滿足主軸與工作臺面最小距離的要求。此外，工件夾具不得與機床的各元件相互干涉，安裝后的工件和夾具最高點不能影響主軸換刀操作，否則會影響效率。與通用機床相比，加工中心所用的夾具的要求要更簡單、結構緊湊、剛度高、精度高，裝夾便利、快速，具有一定的柔度26。3.2.2加工中心夾具類型加工中心的普及使用，使得用于加工中心的夾具也出現(xiàn)一些分類，總體上說與機床夾具分類相似，就其結構特點而言可以分為： 1）組合夾具。變化多、重組快，用于加工精度要求不高的情況。2）可調夾具。剛性好、功能多、配置齊全，用于多品種、中小批量生產(chǎn)。3）專用夾具。裝夾穩(wěn)定、操作便利、結構簡單，用于工件形狀復雜加工精度要求高的情況。4）成組夾具。針對成組加工工藝，可改裝性強，用于加工同類多品種產(chǎn)品的情況。3.3加工中心夾具數(shù)字化裝配與仿真3.3.1加工中心夾具數(shù)字化裝配仿真的意義綜上所述，加工中心在機械加工領域越來越重要，加工中心機床上所用的夾具的作用也隨之擴大。加工中心夾具的快速發(fā)展使得這類夾具的分類細化，由于此類機床要求的精度較高，所以要求機床的各個部件也需要在結構和功能上到達一定的精度，傳統(tǒng)夾具工裝設計在當今時代不能滿足要求，數(shù)字化技術的實施，使得加工中心機床及夾具都邁向了一個新的臺階，替代傳統(tǒng)的工裝設計已是歷史的必然。數(shù)字化裝配及仿真具體能解決加工中心夾具的以下問題：1）預知加工中心夾具裝配不易發(fā)現(xiàn)的碰撞（即干涉）；2）虛擬加工進行時的場景，排除換刀、夾具轉換時的錯誤路徑；3）可視化裝配圖準確指導現(xiàn)場夾具拼裝；4）數(shù)字化仿真分析能得出加工中心夾具的參考夾緊力，以防夾壞工件。3.3.2數(shù)字化裝配及仿真應用流程數(shù)字化裝配及仿真涵蓋的內容較多，基本包括了從加工中心夾具的設計理念形成到裝配成品，其中涉及到了很多環(huán)節(jié)和細節(jié)，科學的規(guī)劃這些環(huán)節(jié)能減少工作量，同時加工中心產(chǎn)品的生產(chǎn)流程制度。加工中心夾具的數(shù)字化裝配及仿真應用流程如圖3.1所示。圖3.1加工中心夾具數(shù)字化裝配及仿真流程3.4加工中心夾具庫的建立本文擬對一類加工中心夾具進行建立及PDM管理，所以加工中心夾具庫的建立是工作的第一步，也是最基礎、最重要的一個環(huán)節(jié)。模型的質量決定著裝配的質量，承載著數(shù)據(jù)管理的意義。1）參數(shù)化建模。整套夾具體的裝配離不開標準件的輔助及支撐。因此夾具的三維工裝設計必須有健全的標準件庫以供調用。由于標準件種類繁多，數(shù)量龐大，一種型號多個參數(shù)的前提，故采用三維參數(shù)化建模，確保標準件準確性，規(guī)范性。具體步驟如下：（1）建立標準件名稱，item等。（2）創(chuàng)建標準件名片。如圖3.2所示。（3）建立種子部件。（4）創(chuàng)建部件族。 圖3.2 創(chuàng)建標準件名片 部件族創(chuàng)建流程見圖3.3 圖3.3 部件族創(chuàng)建流程零件的驅動參數(shù)表達式是參數(shù)化建模的關鍵環(huán)節(jié)，編輯表達式的方式有兩種，一種是在建模草圖及特征參數(shù)輸入時，對系統(tǒng)默認的參數(shù)名進行修改自定義，如圖3.4所示；另一種是在建模之后打開參數(shù)公式編輯器進行自定義參數(shù)名，可以增加或者修改系統(tǒng)默認參數(shù)名。第二種方法雖然操作方便但是為后來的參數(shù)混淆可能性較大，參數(shù)重復出現(xiàn)的現(xiàn)象時有發(fā)生，也會造成計算機的重復計算，故在進行此環(huán)節(jié)時應用第一種方法。標準件參數(shù)化建模應注意的細節(jié)：在標準件的參數(shù)化建模過程中，螺紋是出現(xiàn)頻率最高的，也是驅動部件族出錯率最高的，在做標準件內螺紋時，必須注意符號螺紋的參數(shù)驅動，以免種子文件生成的部件族文件沒有螺紋參數(shù)或螺紋參數(shù)錯誤，造成工程人員無法有效調用該標準件。具體步驟分三步：定義螺距參數(shù)，采用手動輸參；在種子文件上創(chuàng)建孔特征及相應的符號螺紋；將上述孔、符號螺紋公稱直徑（Minor Diameter）、攻絲尺寸（Tapped Drill Size）表達式編輯為（DD-1.0825*P）；其他照常設置，參數(shù)名稱需正確區(qū)分大小寫。圖3.4 驅動參數(shù)名稱定義在進行完參數(shù)自定義命名和表達式的編輯之后，需要對原始驅動參數(shù)進行數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)的輸入在格式上有一定的要求，在數(shù)據(jù)輸入的表格中，零件的型號和名稱不能重復，否則生成部件族文件會報錯。數(shù)據(jù)數(shù)入表如圖3.5所示。圖3.5 驅動原始參數(shù)輸入經(jīng)過部件族創(chuàng)建的參數(shù)化模型都經(jīng)軟件系統(tǒng)默認存儲在文件夾Family Members里，每個部件族都一一對應自身的部件族文件夾。在參數(shù)化設計成功之后，需要進一步檢查種子文件中的參數(shù)表格是否保存完整，如保存完整，則該參數(shù)化設計的標準件可以投入使用。2）標準件的調用。在模型進行裝配需要使用標準件時，和裝配專用件步驟相同，選擇添加組件功能按鈕。進入PDM數(shù)據(jù)管理界面選擇Search功能欄，在框內輸入標準件號，選擇所需參數(shù)的標準件即可，如圖3.6所示。圖3.6 標準件編號表3）加工中心夾具專用件建模。在完成了標準件庫的建立之后，開始對加工中心的專用件進行建模及裝配。在進行建模之前，對軟件環(huán)境進行設置，以方便統(tǒng)一管理。此外為了方便模型修改及草圖管理，將圖層規(guī)定為草圖層、基準層、標注層、實體層、片體層。由于NX建模技術已很成熟，在此不進行詳細敘述。本文對實際參與生產(chǎn)的加工中心夾具建立了若干套模型，以完成本次課題。由于模型較多，在此不做展示，加工中心夾具庫中部分夾具編號見圖3.7 。下文中選出一套典型的夾具作為完成裝配及仿真分析的實例。圖3.7 部分加工中心夾具編號列表3.5 三維裝配3.5.1三維裝配的定義三維裝配一般可以這樣定義：三維裝配是指三維產(chǎn)品模型的裝配過程，是一種基于虛擬環(huán)境的裝配技術，一定環(huán)境下也叫虛擬裝配。三維裝配利用計算機工具，以模型為基礎進行與裝配相關的工作，它不需要實體產(chǎn)品或零件支持，相反還可以支持實體產(chǎn)品裝配，在軟件平臺中，只需通過分析、先驗模型、可視化和數(shù)據(jù)表達等手段模擬物理實驗。三維裝配是虛擬制造的一個非常重要、關鍵的環(huán)節(jié)，也是未來數(shù)字化設計與制造中將不斷改進的重點。因為在傳統(tǒng)二維裝配工藝中，單純的表格、文字、二維圖已經(jīng)不能全面的表達復雜的裝配工藝了。由于企業(yè)三維CAD(Computer Aided Design)軟件的普及應用，基于三維模型的裝配技術可以很好解決這個問題27。在三維虛擬的環(huán)境下，可以進行模型檢驗、干涉檢查、可視化數(shù)據(jù)表達、模擬裝配過程等方法，這些方法能很好的幫助工藝設計者直觀地看到裝配的工藝及對可行性有了感官的判斷28。3.5.2三維裝配的實現(xiàn)要實現(xiàn)三維裝配的過程及結果，需要確定幾個方面的因素，也就是說根據(jù)不同的情況，運用相應的方法實現(xiàn)三維裝配及過程。1）選取所用軟件平臺。三維裝配技術的深化離不開軟件的支持，近年來三維設計軟件發(fā)展迅速，目前國內外運用廣泛的三維軟件有如下幾種：CATIA軟件：該軟件是世界上一種主流的CAD/CAE/CAM一體化軟件，在CAD/CAE/CAM領域是不論是功能還是運用廣泛性上都占據(jù)重要地位，廣泛應用于高科技及傳統(tǒng)制造行業(yè)，它所擁有的集成解決方案幾乎覆蓋了所有產(chǎn)品設計與制造領域29。SolidWorks軟件：該軟件是生信公司推出針對機械設計，基于windows環(huán)境開發(fā)的一款軟件。該軟件的優(yōu)勢在于建模能力，有很全面的模型庫，操作簡捷方便，同時也包括結構分析等模塊，為制造業(yè)提供解決方案30。UG（NX）軟件：這款軟件是Unigraphics Solutions公司的拳頭產(chǎn)品。該軟件在CAE方面優(yōu)勢非常明顯，在經(jīng)過升級后，開發(fā)出一個全面的產(chǎn)品建模系統(tǒng)，使得UG中優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術與傳統(tǒng)的實體、線框和表面功能很好的結合在一起，這一結合被實踐證明是非常有效的，且被大部分CAD/CAE軟件廠商采用。Pro/Engineer軟件：該系統(tǒng)是美國參數(shù)技術公司的產(chǎn)品。該公司提出的數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關的概念改變了機械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這個概念已普遍被認可并且成為了當今機械CAD/CAE/CAM領域的新標準。采用該理念開發(fā)出的第三代產(chǎn)品會涉及到生產(chǎn)過程，使相關用戶能夠同時進行同一產(chǎn)品的設計，即實現(xiàn)并行工程。在實際工程運用中，可根據(jù)目標項目的難易程度，需要達到的要求及工作人員對軟件的掌握程度選擇合適的三維設計軟件。本論文一方面為了和企業(yè)所用達成統(tǒng)一，另一方面因為研究對象特征要求，故選用NX5.0作為軟件平臺。2）平臺相應的裝配模式。本文采用NX5.0平臺，研究NX的裝配方式得出：NX軟件自身提供兩種裝配模式，一是多組件裝配，此裝配方式是指裝配過程中將所有零部件的模型及數(shù)據(jù)復制到裝配操作界面中，裝配中的零部件與引用的部件之間不存在關聯(lián)性。二是虛擬裝配模式，這種方式的原理是通過部件之間的裝配關系建立裝配體，它的優(yōu)點是裝配所需空間小，裝配速度很快，形成的裝配都是由零部件和子裝配體組成的，子裝配在高一級的裝配中作為組件被運用。在NX 的裝配關系中有重合、對齊、同心、角度等七種配對關系，這七種裝配關系完全可以完成機械類復雜的裝配關系。虛擬裝配方式因其優(yōu)點在裝配工作中用到得概率比較大，幾乎在非特殊情況下都采用這種方式。多組件裝配一般在只描述零組件位置情況下采用，常采用重定位方式對部件進行編輯，另外在進行裝配序列動畫時也會運用多組件裝配方式。裝配和建模是分不開的，建模是裝配的基礎，裝配是建模的結果和目的。在NX中，基于建模與裝配之間的緊密關系和在實際運用中出現(xiàn)在裝配后需要優(yōu)化建模的情況，系統(tǒng)提供了三種方式，自底向上裝配和自頂向下模式、混合裝配。自底向上裝配是指從最低層的元素也就是模型逐層形成裝配，基本順序是先建立模型，接著組成子裝配，再由子裝配組成總裝配。自頂向下模式是指在裝配級中使用建模功能創(chuàng)建相關的零部件，順序是從裝配體系中的高階層向下產(chǎn)生低階層的元素模型，配合使用了UG/WAVE技術和零部件表達式技術，其優(yōu)點是在設計過程中能全盤考慮所要設計零部件的結構及位置關系?；旌涎b配則是將前兩者方式交叉結合起來使用。3.5.3三維可視化裝配方法三維可視化裝配是指利用三維設計軟件（本論文采用的是NX5.0軟件）把產(chǎn)品設計、裝配工藝的信息表示出來的過程，最終以圖形表現(xiàn)，即三維可視化裝配圖。在現(xiàn)實中的裝配現(xiàn)場，工人們雖然可以從設計師的計算機終端上看到三維設計模型及裝配過程，但由于人為記憶力及理解力有限，往往不能很好地利用立體模型指導工裝，三維技術的直觀、形象地展現(xiàn)裝配關系這一功能發(fā)揮不了作用。三維可視化裝配圖可以使三維裝配技術最大限度的服務指導現(xiàn)場工人完成裝配作業(yè)，據(jù)調查與以往的文字表達方式裝配工藝相比，工人至少節(jié)約了40%的看圖和理解文字工藝規(guī)程的時間；此外還減少了人工閱讀歧義，大大提高了裝配的準確率和效率31。設計三維可視化裝配圖的方法有兩種，其共同點是都是以三維裝配體為基礎，由裝配模型（包括所有專用件、標準件等）出發(fā)，對裝配圖進行圖形處理達到裝配圖效果。不同之處在于處理圖形時所用的平臺及方法不同。1）設計KMCAPP制作工藝卡KMCAPP是由武漢開目公司研發(fā)的一款工藝卡制作軟件。在制作工藝卡之前第一步需要獲取模型的三維裝配體，有兩種方法可以實現(xiàn)。一是由結構設計提供；二是從PDM數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中下載。關于如何運用PDM獲取目標數(shù)據(jù)將在后面的章節(jié)做具體敘述，在此不過多描述。獲取模型后，開始設計KMCAPP裝配工藝卡。具體步驟：創(chuàng)建 KMCAPP 裝配工藝卡；擬制裝配工藝路線；創(chuàng)建工序、工步卡；將NX界面的三維裝配視圖拷屏； “粘接”在作圖板上，裁掉不需要的邊框，輸出生成“*.bmp”文件；打開“*.bmp”文件，選定圖形區(qū)進行“拷貝”；將拷貝內容 “粘接”在在 KMCAPP 工藝簡圖界面中；在該工藝簡圖界面中調整裝配圖，找準位置；在工藝繪圖界面中對裝配零件的序列號及其相關裝配技術要求說明進行標注；依次按照的步驟，完成各個工序、工步的的視圖整合，完成三維可視化裝配圖32。2）基于PMI功能的三維裝配標識針對數(shù)字化產(chǎn)品定義，西門子公司提供了產(chǎn)品和制造信息模塊，簡稱PMI(Product and Manufacturing Information )，此模塊是NX軟件的一項重要功能。隨著三維技術的發(fā)展，客戶及設計、生產(chǎn)人員對這一技術提出更高的要求，PMI變得越來越重要，尤其對未來無紙化作業(yè)而言。為什么PMI如此重要，其原因有三：一是使產(chǎn)品設計人員能夠對三維零件或裝配表達出制造人員制造它們時所需要的全部信息。二是改變了所有流程的溝通方式，以二維圖紙的溝通轉變?yōu)槿鏄俗⒌娜S模型。三是與合理的二維圖相結合，最準確高效的傳遞產(chǎn)品和制造信息的功能得到使用客戶的完全認同。NX5.0中PMI傳遞的信息包括零件的幾何公差信息、表面粗糙度、材料規(guī)格；裝配的裝配說明、裝配工藝信息、企業(yè)標識等。二種方法比較：第一種方法操作簡單，著重對三維模型的圖形進行處理，但步驟較繁瑣，只適用于簡單裝配模型；第二種方法需要全面掌握PMI知識，以處理實體模型視圖為手段來完成信息傳遞，在表達效果上較前者更勝一籌。根據(jù)本文所用三維模型復雜程度、軟件的兼容性、企業(yè)的要求、課題的任務量等因素，本文選擇第二種方法（即PMI方式）來完成模型的三維可視化裝配圖。3.5.4可視化裝配應用方法及效果1）NX的PMI預設置。預設置界面如圖3.8所示 圖3.8 PMI設置操作注視平面：設置PMI注釋的放置默認平面。顯示在所有視圖中：創(chuàng)建的尺寸信息是否生成在所有視圖中，勾選項則在生成視圖中顯示。通過有色模型顯示PMI：當PMI被實體遮擋，PMI是否會變色顯示。視圖旋轉后更新讀取方向：當尺寸旋轉180度后，數(shù)字是否會更新顯示。以上四種基本設置是進行PMI標識的第一步，根據(jù)具體情況選擇不同設置，每個設置選項內容都是在實際操作中經(jīng)常遇到的，具有很強的實用性。NX PMI用戶界面如圖3.9所示 圖3.9 用戶界面及功能圖標2）NX PMI添加注釋用戶可以在常規(guī)的六個平面里對模型進行標注，也可以把任意屏幕停留視圖當做一個平面進行注釋，如圖3.10所示圖3.10注釋流程圖3）NX PMI添加截面視圖按照需求創(chuàng)建盡可能多的橫截面視圖，查看裝配部件之間是如何交互的。添加截面效果見圖3.11圖3.11 添加截面視圖4）NX的PMI布局添加因為PMI標注反應模型某一個平面的說明信息，對于稍復雜的裝配或零件模型單個視圖不能把全部信息表示出來，所以通過布局將模型多個方位的信息表達出來。布局添加如圖3.12所示圖3.12 添加所需布局格式5）成果展示加工中心夾具三維可視化裝