工藝工裝并行技術(shù)的創(chuàng)建、管理與實(shí)現(xiàn)

王兆起

摘要：并行技術(shù)不僅能夠減少重復(fù)性工作、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，并且可以幫助初級(jí)設(shè)計(jì)者掌握相關(guān)知識(shí)，而高級(jí)設(shè)計(jì)者亦可把更多精力放在產(chǎn)品質(zhì)量的提高、優(yōu)化中。經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行試用表明，工藝人員在使用并行技術(shù)系統(tǒng)后，設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量均有大幅提高，初級(jí)設(shè)計(jì)者方面效果尤其突出。本文基于工藝工裝并行技術(shù)的創(chuàng)建、管理與實(shí)現(xiàn)展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：工藝工裝；并行技術(shù)；創(chuàng)建管理；實(shí)現(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

工藝工裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)包含工裝方案集快速定制子系統(tǒng)和工裝方案只能決策子系統(tǒng)。工裝方案集快速定制子系統(tǒng)是幫助工裝設(shè)計(jì)人員對(duì)典型工藝制定方案；工裝方案決策系統(tǒng)是對(duì)工藝工裝方案集進(jìn)行篩選，快速選出與工裝方案相對(duì)應(yīng)的批次并生成表格，因此智能決策系統(tǒng)在工藝工裝并行設(shè)計(jì)中起到重要的作用。

1工藝工裝概念

工裝，即工藝裝備：指制造過(guò)程中所用的各種工具的總稱(chēng)。包括刀具/夾具/模具/量具/檢具/輔具/鉗工工具/工位器具等。工裝為其通用簡(jiǎn)稱(chēng)。工裝分為專(zhuān)用工裝/通用工裝/標(biāo)準(zhǔn)工裝（類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)件）。工裝設(shè)計(jì)僅僅是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)模塊，此模塊是一個(gè)不斷創(chuàng)造、不斷改進(jìn)、不斷提升的工作過(guò)程，也是一個(gè)盡可能利用現(xiàn)有資源，在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化的過(guò)程。

2工裝的具體加工過(guò)程

工藝工裝并行技術(shù)根據(jù)不同的產(chǎn)品及各加工工序的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)專(zhuān)用工裝系統(tǒng)進(jìn)行使用，可以提升產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，確保產(chǎn)品外觀零缺陷及避免后續(xù)因設(shè)備原因?qū)е碌钠渌鞣N隱患。工裝的加工技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，對(duì)加工的精度有著較高標(biāo)準(zhǔn)的要求，因而在實(shí)際的操作中，應(yīng)該完善加工的工序，將粗加工和精加工進(jìn)行分層操作，通過(guò)利用多個(gè)環(huán)節(jié)循環(huán)加工，實(shí)現(xiàn)加工精度和質(zhì)量的發(fā)展。與此同時(shí)，將工裝的加工工序進(jìn)行分層，可以有效避免粗加工引起的工裝變形問(wèn)題，如粗加工時(shí)，由于夾緊力而引起的彈性變形、高溫度硬氣的熱變形等。通過(guò)這樣的方式，不僅可以全面實(shí)現(xiàn)工裝加工“變形”問(wèn)題的解決，而且還可以保障工裝的精確性和加工過(guò)程的穩(wěn)定性，推進(jìn)工裝加工制造的優(yōu)化發(fā)展。另一方面，通過(guò)將工裝加工工序進(jìn)行分層處理，可以實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床設(shè)備的合理使用。例如，同一機(jī)床就可以進(jìn)行同一加工技術(shù)的操作，粗加工的時(shí)候就可以發(fā)揮機(jī)床的加工效率優(yōu)勢(shì)，而精加工的時(shí)候就可以發(fā)揮機(jī)床穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性的優(yōu)化。通過(guò)這樣的方式，可以實(shí)現(xiàn)單一機(jī)床生產(chǎn)線的工作質(zhì)量和效率，保證工裝在粗加工環(huán)節(jié)和精加工環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性發(fā)展。最后，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與工裝技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，只需要輸入刀具切削的數(shù)據(jù)參數(shù)，就可以調(diào)動(dòng)機(jī)械進(jìn)行自主的切削。這樣的操作可以有效避免人工切削的不穩(wěn)定性和誤差性，讓每個(gè)工裝的制造都能更加精確地發(fā)展。而且利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行機(jī)床的控制，可以?xún)?yōu)化工裝的加工質(zhì)量，促進(jìn)工裝加工效率的發(fā)展。

3工藝工裝并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)

由于工裝工藝方案沿用老設(shè)備的工藝方案思想，雖然數(shù)控化改進(jìn)后，工藝方案也隨著數(shù)控化改進(jìn)，但由于數(shù)控化后大多工藝技術(shù)人員都是年輕一代，數(shù)字化技術(shù)嫻熟，但工藝經(jīng)驗(yàn)不足，工藝方案的成熟性和合理性相對(duì)來(lái)說(shuō)也欠缺；從工裝設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，大多工裝設(shè)計(jì)理念是基于能滿(mǎn)足加工為主，而不是從優(yōu)化工藝方案的角度或者說(shuō)是提高效率、降低成本的角度考慮工裝的設(shè)計(jì)。工裝的設(shè)計(jì)或選用制約著工藝方案的制定，嚴(yán)重影響著生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本以及加工質(zhì)量，因此，在現(xiàn)有資源的情況下，如何從升級(jí)工裝、觸發(fā)工藝方案改進(jìn)，協(xié)同發(fā)展，將現(xiàn)有資源的價(jià)值發(fā)揮到極致，提升企業(yè)制造能力是目前亟待解決的問(wèn)題。并行設(shè)計(jì)的流程中會(huì)出現(xiàn)多個(gè)業(yè)務(wù)流程，在整個(gè)流程中需要考慮的重要因素是如何保證信息的安全和唯一，所以在整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，人員的權(quán)限和資源信息的控制是關(guān)鍵解決和考慮的因素。工藝工裝設(shè)計(jì)權(quán)限管理，權(quán)限管理的本質(zhì)就是約束用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)資源的訪問(wèn)控制，PLM系統(tǒng)通過(guò)靜態(tài)授權(quán)與動(dòng)態(tài)授權(quán)兩種機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理。靜態(tài)授權(quán)機(jī)制分為以下幾種：a.基于規(guī)則的權(quán)限控制；b.基于對(duì)象的權(quán)限控制；c.基于項(xiàng)目的權(quán)限控制；d.基于類(lèi)的權(quán)限控制；e.動(dòng)態(tài)權(quán)限；（2）工作流程管理在PLM系統(tǒng)中流程管理和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是最基本的，同時(shí)它們也是整個(gè)并行控制系統(tǒng)組成部分最重要的，流程部分中包含兩個(gè)，一個(gè)是工作流程，另一個(gè)是流程變更，大到整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，小到圖紙的審批與更改流程。

4并行技術(shù)工裝的優(yōu)勢(shì)

通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)定位工裝的制作方案、制作工藝可知，新型激光切割定位工裝的主要優(yōu)勢(shì)為：（1）新型工裝采用正向設(shè)計(jì)思路，運(yùn)用三維數(shù)模軟件設(shè)計(jì)支撐截面、裝配插槽及工裝定位；（2）新型工裝采用交叉拼接、一體焊接的形式，故其不易變形，重復(fù)定位精度高，修整量小。并且，可以根據(jù)工序件的實(shí)際大小設(shè)計(jì)多個(gè)小單元進(jìn)行組合應(yīng)用，解決了一體大型工裝不易存放、移動(dòng)等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)定位工裝的激光切割工藝流程可知，新型定位工裝激光切割工藝流程的主要優(yōu)勢(shì)為：（1）新型工裝切割樣件不需要使用基準(zhǔn)樣件，從而節(jié)省了數(shù)控加工中心的輔助工作，并且整個(gè)工裝都由薄板制成，無(wú)需其他材料，很大程度上的縮減了生產(chǎn)成本的投入；（2）新型工裝設(shè)計(jì)、制作，程序的編寫(xiě)均可在模具設(shè)計(jì)后進(jìn)行，與傳統(tǒng)模式相比，改變了試制件的生產(chǎn)流程，大大的縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。（3）對(duì)數(shù)控化后的工藝方案再一次進(jìn)行升級(jí)。重點(diǎn)工作放在工序的合并或更換不同的加工方法，充分利用現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的性能。（4）隨著工藝數(shù)字化手段的不斷提升，以及工藝技術(shù)人員技術(shù)的不斷成熟，其傳統(tǒng)的加工參數(shù)已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)，并且造成數(shù)控設(shè)備資源的浪費(fèi)；因此，結(jié)合成熟的工藝技術(shù)，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)設(shè)備的潛能，改變工藝參數(shù)，使得加工方案更加合理化。（5）在現(xiàn)有資源下，經(jīng)過(guò)前幾個(gè)階段的工藝改進(jìn)后，工藝改進(jìn)似乎已到瓶頸階段，近年來(lái)，工藝裝備的快速發(fā)展，觸發(fā)了制造業(yè)又一次的升級(jí)革命。加工的工藝方案已不局限于對(duì)工藝方案自身的改進(jìn)，而是通過(guò)升級(jí)工藝裝備，結(jié)合工藝技術(shù)的數(shù)字化手段，以及對(duì)設(shè)備潛能的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步追求精益、高效的生產(chǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

并行工程的思想最先在1987年由美國(guó)提出，經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展，并行工程在航空、計(jì)算機(jī)、電子、機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域得到了認(rèn)可，并取得明顯成效。隨著國(guó)內(nèi)外工業(yè)的快速發(fā)展，快速樣件模具研發(fā)，這將大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，而快速樣件模具由于周期短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需要激光切割輔助才能完成整個(gè)樣件的制作。所以，對(duì)于激光切割加工而言，一個(gè)高品質(zhì)的定位工裝是保證樣件的質(zhì)量、生產(chǎn)周期的關(guān)鍵。

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（作者單位：中國(guó)航發(fā)北京航科發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)科技有限公司）