專利名稱：鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種計算機輔助制造系統(tǒng)及方法，特別是關(guān)于一種鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代企業(yè)的競爭越來越激烈，為了保證企業(yè)的市場競爭地位，如何提高生產(chǎn)效率已成為企業(yè)的一大關(guān)注焦點。隨著計算機硬件性能的提高及價格的降低，計算機在鈑金沖壓活動中的應(yīng)用得到了普及，大大提升了鈑金沖壓的速度及質(zhì)量。目前的鈑金沖壓主要通過應(yīng)用CAD建立三維模型、定義加工工件、生成刀具軌跡、最終生成加工代碼，再通過軟盤、便攜機或DNC的方式傳輸?shù)郊庸ぶ行倪M行零件實體的加工。
目前的鈑金沖壓所存在的不足從建立模型到最終生成加工代碼需要人去管控，不能實現(xiàn)整個鈑金沖壓作業(yè)的流水化。
為解決上述缺點，需要提供一種鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)及方法，其可根據(jù)客戶圖檔進行自動化選刀，裝刀與排刀，刀盤優(yōu)化，模擬加工狀態(tài)及將相關(guān)的生管資料導(dǎo)入生管系統(tǒng)并由生管系統(tǒng)生成一用于加工現(xiàn)場的報表，從而提高勞動生產(chǎn)率和減輕鈑金沖壓操作員的勞動強度及減少人為錯誤操作。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)及方法，其可根據(jù)客戶圖檔進行自動化選刀，裝刀與排刀，刀盤優(yōu)化，模擬加工狀態(tài)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)及方法，根據(jù)客戶圖檔進行加工模擬，將相關(guān)的生管資料導(dǎo)入生管系統(tǒng)并由生管系統(tǒng)生成一用于加工現(xiàn)場的報表，其中相關(guān)的生管資料包括CNC代碼文件、機床型號、加工資料及材質(zhì)。
本發(fā)明揭露了一種鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)。該鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)包括有一服務(wù)器，一數(shù)據(jù)庫，多個客戶端計算機。多個客戶端計算機，通過網(wǎng)絡(luò)與一服務(wù)器連接；服務(wù)器通過數(shù)據(jù)庫連接與一數(shù)據(jù)庫相連；客戶端計算機通過網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，查看加工狀態(tài)及加工圖檔了解加工情況。數(shù)據(jù)庫保存的內(nèi)容包括有客戶圖檔、刀具資料、刀盤資料、排刀資料、相關(guān)生管數(shù)據(jù)、加工圖檔、報表。其中服務(wù)器根據(jù)工件圖元的特性參數(shù)及允許的加工誤差范圍進行選刀，裝刀并排刀，刀盤優(yōu)化，模擬加工狀態(tài)，將CNC代碼、機床型號、加工資料及材質(zhì)導(dǎo)入生管系統(tǒng)由生管系統(tǒng)生成一報表，該報表給現(xiàn)場加工提供了一個實物使用清單和加工情況的報告。
本發(fā)明還提供一種鈑金沖壓計算機輔助制造方法，該方法包括有如下步驟(a)讀取客戶圖檔并獲得工件信息；(b)根據(jù)圖元形狀、尺寸及客戶允許加工誤差范圍選擇刀具；(c)裝刀并排刀，記錄排刀資料；(d)以刀盤切換刀具時間最短為原則進行刀盤優(yōu)化；(e)生成CNC代碼；(f)代碼模擬；(g)生成一報表，給現(xiàn)場加工提供實物使用清單及加工情況報告。

圖1是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)的硬件架構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明服務(wù)器的功能模塊圖。
圖3是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造方法的作業(yè)流程圖。
圖4是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造方法的選刀流程圖。
圖5是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造方法的刀盤優(yōu)化流程圖。
圖6是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造方法的代碼模擬流程圖。
具體實施方式如圖1所示，是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)的硬件架構(gòu)圖。分布式分布的多個客戶端計算機6通過網(wǎng)絡(luò)4與一服務(wù)器1相連；該服務(wù)器1通過一連接5與一數(shù)據(jù)庫2相連；一生管系統(tǒng)3通過一網(wǎng)絡(luò)4與一服務(wù)器1相連。其中，網(wǎng)絡(luò)4是為一種電子網(wǎng)絡(luò)，其可以為企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)(Intranet)、國際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)或其它類型網(wǎng)絡(luò)連接5是一種數(shù)據(jù)庫連接，如開放式數(shù)據(jù)庫連接(Open DatabaseConnectivity，ODBC)，或者Java數(shù)據(jù)庫連接(Java DatabaseConnectivity，JDBC)等。客戶端計算機6為客戶提供交互式使用者界面，客戶通過它可查看加工圖檔反映的加工情況及排刀情況。數(shù)據(jù)庫2，用于保存客戶圖檔、刀具資料、刀盤資料、排刀資料、相關(guān)生管數(shù)據(jù)、加工圖檔、報表等。其中，客戶圖檔包含了多個工件，工件包含多個圖元；所述圖元為用來加工的最小單位。刀具資料記錄了每一種型號刀具的規(guī)格及特性參數(shù)；刀盤資料記錄了刀盤中所有刀具型號、刀位大小及分布情況；排刀資料記錄了每把刀具在刀盤中的刀位及最佳加工路徑(同把刀具的加工順序)。相關(guān)生管資料包括有機床型號、材質(zhì)、加工資料、CNC代碼文件。服務(wù)器1，用于讀入客戶圖檔并獲得工件信息，選擇刀具，裝刀并排刀，刀盤優(yōu)化，生成CNC代碼，CNC代碼模擬，將CNC代碼、機床型號、加工資料及材質(zhì)導(dǎo)入生管系統(tǒng)由生管系統(tǒng)生成一報表。其中，排刀是給同一把刀具排定最佳加工路徑。
如圖2所示，是本發(fā)明所述服務(wù)器的功能模塊圖。該服務(wù)器1包括有一客戶圖檔處理模塊10、一刀具維護模塊20、一選刀模塊30、一排刀模塊40、一刀盤優(yōu)化模塊50、一CNC代碼生成模塊60、一CNC代碼模擬模塊70及一生管模塊80。其中客戶圖檔處理模塊10是用于通過網(wǎng)絡(luò)4接收來自客戶端計算機6的圖檔，保存于數(shù)據(jù)庫2中，并可用于讀取客戶圖檔、獲得圖檔中的工件信息。刀具維護模塊20，是用于修改刀具的特性參數(shù)、刪除或替換刀具。選刀模塊30，是用于根據(jù)圖元的特性參數(shù)及客戶允許的加工誤差范圍選擇最優(yōu)的刀具。其中，圖元的特性參數(shù)包括有圖元的形狀、尺寸。該模塊包括有一條件維護子模塊310、一匹配子模塊320及一檢索子模塊330。其中條件維護子模塊310用于根據(jù)圖元的形狀及尺寸計算精確條件，根據(jù)材質(zhì)及客戶允許的刀具加工誤差范圍計算模糊條件，所述精確條件及模糊條件是為用于圖元與刀具之間匹配，即選定什幺樣的刀具來加工圖元。匹配子模塊320用于根據(jù)精確條件及模糊條件對刀盤中的刀具進行匹配。當(dāng)?shù)侗P中的刀具與圖元不匹配時，檢索子模塊330到數(shù)據(jù)庫中檢索相對應(yīng)刀具資料。排刀模塊40用于根據(jù)刀盤型號和刀具的規(guī)格找到相應(yīng)的刀位把刀具裝入刀盤并排定同一把刀具的最佳加工路徑。刀盤優(yōu)化模塊50根據(jù)所有刀具的加工順序進行刀位的優(yōu)化排列。CNC代碼生成模塊60用于根據(jù)優(yōu)化后的刀盤資料生成CNC代碼并保存于數(shù)據(jù)庫2中。CNC代碼模擬模塊70用于根據(jù)生成的CNC代碼模擬出加工狀態(tài)，分析CNC代碼，查詢刀具，修改錯誤CNC代碼，生成一加工圖檔并保存于數(shù)據(jù)庫2中。生管模塊80用于將CNC代碼、機床型號、加工資料及材質(zhì)導(dǎo)入生管系統(tǒng)3由生管系統(tǒng)3計算加工工時及板材利用率并生成一用于現(xiàn)場加工的報表。
如圖3所示，是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造方法的作業(yè)流程圖?？蛻魣D檔處理模塊10讀取客戶圖檔并獲得工件信息(步驟S301)。選刀模塊30根據(jù)客戶圖檔中圖元的形狀、尺寸及允許的誤差范圍選擇刀具(步驟S302)。排刀模塊40根據(jù)刀盤型號及刀具規(guī)格找到相應(yīng)的刀位把刀具裝入刀盤并排定同一把刀的最佳加工路徑(步驟S303)。刀盤優(yōu)化模塊50按照刀具的加工順序以刀盤切換刀具時間最短為原則對刀盤上的刀具重新排列優(yōu)化(步驟S304)。CNC代碼生成模塊60根據(jù)優(yōu)化后所得的刀盤資料生成CNC代碼(步驟S305)。CNC代碼模擬模塊70分析每行CNC代碼，查詢刀具無誤后模擬加工狀態(tài)(步驟S306)。生管模塊80將CNC代碼、機床型號、加工資料及材質(zhì)導(dǎo)入生管系統(tǒng)3，由生管系統(tǒng)3計算加工工時及板材利用率并生成一用于現(xiàn)場加工的報表(步驟S307)。
如圖4所示，是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造方法的自動化選刀流程圖?？蛻魣D檔處理模塊10讀取客戶圖檔并獲得工件信息(步驟S401)。條件維護子模塊310根據(jù)客戶圖檔中圖元的形狀及尺寸大小計算圖元的精確條件，根據(jù)加工材質(zhì)及刀具加工的允許誤差范圍計算圖元的模糊條件(步驟S402)。匹配子模塊320首先判斷是否之前處理過相同的圖元(步驟S403)，如果之前處理過相同的圖元，則選擇相同的刀具(步驟S404)，如果沒處理過相同的圖元，則判斷刀盤中是否有與圖元精確條件匹配的刀具(步驟S405)，如果刀盤中有與圖元精確條件匹配的刀具，則選擇刀盤上相匹配的刀具(步驟S406)。如果刀盤中沒有與圖元精確條件匹配的刀具，則檢索子模塊330根據(jù)圖元的精確檢索條件到數(shù)據(jù)庫中檢索相應(yīng)刀具資料(步驟S407)，判斷數(shù)據(jù)庫中是否有相對應(yīng)的刀具資料(步驟S408)，如果有相對應(yīng)的刀具資料，則依據(jù)刀盤型號、刀位大小及刀具規(guī)格判斷刀盤是否能裝該刀具(步驟S409)，如果沒有相對應(yīng)的刀具資料或刀盤不能裝該刀具，則匹配子模塊320判斷刀盤中是否有與圖元模糊條件匹配的刀具(步驟S410)，如果刀盤中有與圖元的模糊條件匹配的刀具，則選擇相對應(yīng)的刀具(步驟S411)。如果刀盤中沒有與圖元的模糊條件匹配的刀具，則檢索子模塊330根據(jù)圖元的模糊檢索條件到數(shù)據(jù)庫中檢索相對應(yīng)的刀具資料(步驟S412)。排刀模塊40根據(jù)刀盤型號和刀具規(guī)格找到相應(yīng)的刀位把上述選擇的刀具裝入刀盤，排定同一把刀的最佳加工路徑(即對圖元進行排刀)，并記錄排刀資料(步驟S413)。
如圖5所示，是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造方法的刀盤優(yōu)化流程圖。首先由刀盤優(yōu)化模塊50讀取儲存在數(shù)據(jù)庫中的排刀資料(步驟S501)。確定刀具加工順序(步驟S502)。選擇一基準刀具，為該刀具指定一個刀位(步驟S503)。依據(jù)刀具規(guī)格判斷其它剩下的刀具是否為固定刀具(步驟S504)，如果是固定刀具，則把固定刀具裝入固定的刀位(步驟S505)，如果不是固定刀具，則判斷是否能夠同徑優(yōu)化(步驟S506)，其中，同徑優(yōu)化是把兩把連續(xù)的同類型刀具置于同一徑上。如果能夠同徑優(yōu)化，則把連續(xù)兩把刀裝在刀盤同一徑上。如果不能夠同徑優(yōu)化，則計算刀盤中未優(yōu)化的刀具與前一把刀具的夾角，將當(dāng)前刀具置于與前一把刀具夾角最小的刀位(步驟S507)，記錄優(yōu)化后的刀盤資料(步驟S509)，CNC代碼生成模塊60結(jié)合優(yōu)化后的刀盤資料生成CNC代碼并保存于數(shù)據(jù)庫中(步驟S510)。
如圖6所示，是本發(fā)明鈑金沖壓計算機輔助制造方法的CNC代碼模擬流程圖。CNC代碼模擬模塊70讀取CNC代碼文件(步驟S601)，依據(jù)CNC代碼文件中的刀具規(guī)格建立刀具形狀，結(jié)合刀具加工順序來模擬加工狀態(tài)(步驟S602)，依據(jù)加工狀態(tài)判斷刀具CNC代碼及刀具是否正確(步驟S603)，如果不正確，則修改刀具特性參數(shù)及CNC代碼(步驟S604)，如果正確，則生成加工圖檔，保存加工圖檔及CNC文件。
權(quán)利要求
1.一種鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)，其可自動化選刀、裝刀及排刀、刀盤優(yōu)化、模擬加工狀態(tài)，包括有一服務(wù)器及透過網(wǎng)絡(luò)相連接之多個客戶端計算機，其特征在于數(shù)據(jù)庫，用于保存客戶圖檔、刀具資料、刀盤資料、排刀資料、相關(guān)生管數(shù)據(jù)、加工圖檔、報表；服務(wù)器，包括有一選刀模塊，用于讀取客戶圖檔，獲得工件信息，并根據(jù)工件中圖元的形狀、尺寸大小及客戶允許的加工誤差范圍選擇最優(yōu)的刀具來加工圖元；一刀盤優(yōu)化模塊，以刀盤切換刀具時間最短為原則按照刀具加工順序重新對刀盤上的刀具進行排列優(yōu)化；一CNC代碼生成模塊，其可依據(jù)優(yōu)化后的刀盤資料生成CNC代碼文件，并保存于數(shù)據(jù)庫；一CNC代碼模擬模塊，其可通過CNC代碼文件模擬出加工狀態(tài)，判斷CNC代碼及刀具是否正確，并生成一加工圖檔；客戶端計算機，可查詢加工圖檔，通過該加工圖檔查看刀具的排刀和加工圖檔。
2.如權(quán)利要求1所述的鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)，其特征在于其中服務(wù)器還包括有一客戶圖檔處理模塊，用于接收來自客戶端的圖檔，并保存于數(shù)據(jù)庫中。
3.如權(quán)利要求1所述的鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)，其特征在于其中服務(wù)器還包括有一刀具維護模塊，用于根據(jù)加工要求修改特性參數(shù)、刪除或替換刀具。
4.如權(quán)利要求1所述鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)，其特征在于其中服務(wù)器還包括一排刀模塊，用于根據(jù)圖元的分布確定最佳的加工路徑并記錄排刀資料。
5.如權(quán)利要求1所述的鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)，其特征在于其中服務(wù)器還包括有一生管模塊，其可根據(jù)數(shù)據(jù)庫提供的相關(guān)生管資料計算加工工時、板材利用率、并生成一用于現(xiàn)場加工的報表。
6.如權(quán)利要求1所述的鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)，其特征在于其中選刀模塊還包括一條件維護子模塊，用于計算圖元的精確條件及模糊條件。
7.如權(quán)利要求1所述的鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)，其特征在于其中選刀模塊還包括一匹配子模塊，用于刀盤中刀具與圖元的精確及模糊條件匹配。
8.如權(quán)利要求1所述的鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)，其特征在于其中選刀模塊還包括一檢索子模塊，其可用于當(dāng)?shù)侗P中沒有刀具能與圖元匹配時檢索條件到數(shù)據(jù)庫中檢索相應(yīng)的刀具資料。
9.一種鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其可自動化選刀、裝刀及排刀、刀盤優(yōu)化、模擬加工狀態(tài)，其特征在于該方法包括有如下步驟讀取客戶圖檔并獲得工件信息；根據(jù)圖元形狀、尺寸及客戶允許加工誤差范圍選擇刀具；裝刀并排定同一把刀具的最佳加工路徑，記錄排刀資料；以刀盤切換刀具時間最短為原則對刀盤中的刀具的刀位進行排列優(yōu)化；根據(jù)優(yōu)化后的刀盤資料生成CNC代碼，并保存于數(shù)據(jù)庫中；讀取CNC代碼文件，模擬加工狀態(tài)，分析CNC代碼并查詢刀具，判斷CNC代碼及刀具是否正確，如果正確，則生成加工圖檔，保存加工圖檔及CNC文件。
10.如權(quán)利要求9所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于其中選擇刀具步驟包括根據(jù)圖元形狀、尺寸及板材、客戶允許的加工誤差范圍分別計算精確條件和模糊條件，判斷是否之前處理過相同的圖元，如果之前處理過相同的圖元，則選擇相同的刀具。
11.如權(quán)利要求10所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于其中選擇刀具步驟還包括如果沒有處理過相同的圖元，則判斷刀盤中是否有與圖元精確條件匹配的刀具，如果有匹配的刀具，則選擇刀盤上相匹配的刀具。
12.如權(quán)利要求11所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于其中選擇刀具步驟還包括如果刀盤中沒有與圖元的精確條件相匹配的刀具，則利用精確條件到數(shù)據(jù)庫中去檢索是否有相對應(yīng)的刀具資料，如果有相應(yīng)的刀具資料，則判斷刀盤是否能裝該刀具，如果能裝該刀具，則選擇該刀具。
13.如權(quán)利要求11所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于其中選擇刀具步驟還包括如果刀盤不能裝該刀具，判斷是否刀盤中有與圖元模糊條件匹配的刀具，如果有與圖元模糊條件匹配的刀具，則選擇該刀具。
14.如權(quán)利要求12所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于其中選擇刀具步驟還包括如果沒有與圖元模糊條件匹配的刀具，則利用模糊條件到數(shù)據(jù)庫中去檢索相應(yīng)的刀具資料。
15.如權(quán)利要求9所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于其中對刀盤中刀具的刀位進行排列的優(yōu)化步驟還包括讀入排刀資料，確定加工順序，選擇基準刀具，依據(jù)刀具規(guī)格判斷是否為固定刀具，如果是固定刀具，則將固定刀具裝在固定刀位上。
16.如權(quán)利要求15所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于其中對刀盤中刀具的刀位進行排列的優(yōu)化步驟還包括如果不是固定刀具，則判斷是否能同徑優(yōu)化，如果能夠同徑優(yōu)化，則同徑優(yōu)化。
17.如權(quán)利要求15所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于其中對刀盤中刀具的刀位進行排列優(yōu)化步驟還包括如果不能同徑優(yōu)化，則計算未優(yōu)化刀具與前一把刀的夾角，將當(dāng)前刀具置于與前一把刀具夾角最小的刀位，記錄刀盤資料，生成CNC代碼并保存。
18.如權(quán)利要求9所述的鈑金沖壓計算機輔助制造方法，其特征在于模擬加工狀態(tài)步驟后還包括有一將相關(guān)生管數(shù)據(jù)導(dǎo)入生管系統(tǒng)，并由生管系統(tǒng)計算加工工時及板材利用率，生成一用于現(xiàn)場加工報表的步驟。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種鈑金沖壓計算機輔助制造系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括有一服務(wù)器，一數(shù)據(jù)庫，多個客戶端計算機，同時該系統(tǒng)通過一網(wǎng)絡(luò)與一生管系統(tǒng)相連接。服務(wù)器是用于根據(jù)工件圖元的特性參數(shù)及允許的加工誤差范圍自動化選刀，裝刀并排刀，刀盤優(yōu)化，模擬加工狀態(tài)，判斷排刀和CNC代碼是否正確，將CNC代碼、機床型號、加工資料及材質(zhì)導(dǎo)入生管系統(tǒng)由生管系統(tǒng)生成一報表，并保存于數(shù)據(jù)庫中。所述服務(wù)器包括有一客戶圖檔處理模塊，一刀具維護模塊，一選刀模塊，一排刀模塊，一刀盤優(yōu)化模塊，一CNC代碼生成模塊，一CNC代碼模擬模塊及一生管模塊。所述系統(tǒng)及方法可提高勞動生產(chǎn)率、減輕鈑金沖壓操作員的勞動強度及減少人為錯誤操作。
文檔編號G06F17/50GK1577338SQ0314002
公開日2005年2月9日 申請日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月28日
發(fā)明者戴則軍, 高小兵, 李勁松, 王之輝, 邵偉, 易勝中 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司