面向车间单元模具的CAD/CAPP/CAM系统

    1 模具企业应用CAD/CAM存在的问题及对策
    我国模具行业是应用CAD/ CAM较早的一个领域，但就整个行业而言，至今具有较完备集成环境的企业较少。目前在该行业具有代表性的是在设计、制造及管理等部门部分或单独采用了CAD,CAM等技术。虽然这些技术在应用初期对提高产品设计水平、增加企业活力起到了积极的促进作用，但随着计算机软、硬件技术的不断完善、产品史新换代速度的不断加快、同行业竞争的不断加剧以及市场不断扩大，客户对模具产品的质量、成本、制造周期的要求不断提高，原来分散独立使用的弊病日益突出，其存在的主要问题如下:
    (1)我国大部分模具制造企业属中、小规模，这些企业在应用CAD/CAM技术的同时，还夹杂着落后的生产管理模式。其中比较典型的是采用小组工作制，即当设计部门拿到产品图纸后，绘出模具总装图及零件图(有的企业甚至只绘制总装图)给生产部门，生产部门安排一名有经验的模具师傅和几名技工组成小组，进行模具加工。该师傅负责模具制造的全过程并统筹全面工作，控制生产进度和质量，协调CNC, EDM等部门的生产加工，直至所有模具零件加工完成，最后由该小组进行组装、试模。这种模式即使在香港乃至东南亚也很有代表
性。
    (2)小组工作制加工模具大多以配做方式生产模具，对于模具零件复杂型而的加工，交于设计人员重新在CAM软件上绘制加工曲而、生成NC代码，在数控加工中心等设备上进行加工。因此，模具的质量和生产效率主要取决于该小组成员的技术及管理水平，模具零件的互换性差、维护困难，整副模具的制造周期长、生产效率低、产品质量难以保证，史不能形成规模生产。
    (3)模具的设计现在一般都是由CAD系统来完成，而加工则不同，对于具有复杂型而的模具零件，多采用数控加工中心等设备进行加工，而简单型而的模具零件，则采用普通机床进行加工。模具生产过程中，CAD, CAM仅是在局部有相互联系的一个设计和加工的弧岛，因而造成了设计部门发出模具总装图及零件图给生产部门后，生产部门仅凭这些图纸和经验组织生产，而没有一个规范的生产文件，如工艺过程卡、工序图等，当然史谈不上为管理部门提供相关的管理信息，如BOM表、工时定额、加工成本、库存信息、采购单等。
    (4)由于CAD, CAM分散孤立，又受到通讯或数据格式的影响，CAD的后续工序不能直接读取CAD数据，仍需重新建立数据模型或重新输入数据，增加了工作量和出错的概率。
    (5)没有一个统一的系统平台和设计平台，没有采用网络系统，使得软硬件资源难以共享。CAD系统仍使用传统的一维软件进行设计，一维视图的描述容易出现一义性和理解错误，一般型而复杂的模具都要通过做模型加以确认。同时由于一维描述数据不全，没有形成二维特征模型，因而在CAM阶段无法继承CAD的设计模型，也无法为进一步对模具进行结构分析、流动与冷却模拟分析等提供必要的数据。
    针对上述主要存在的问题，在模具生产中实现真正意义的CIMS目标需要花很长的时间和大量的投入，根据我国国情，这在目前显然是不现实的。但引入C1M S理念，在现有软硬件环境基础上加以改造和充实，以CAPP作为桥梁，将CAD,CAM集成在一起，形成CAD/CAPP/CAM一体化解决方案是比较可行的。基于这种思想，开发了而向车间单元的CAD/ CAPP/ CAM系统-LFDMS系统。实践证明，这种方案投资少、见效快、现实可行，对提高中小型模具企业制造与生产管理水平具有实际意义。同时它也可为其它中小机械制
造企业提供参考。
    2 一体化解决方案LFDMS系统
    LFDMS系统总体结构如图1所示，其主要功能结构如图2所示。它主要利用CAD,CAM生成的数据和产品及库存管理数据生成生产部门所需的规范性生产文件，如工艺过程卡、工序图等，同时为管理部门提供工时定额、加工成本、材料库存、采购单等管理信。该系统包括3个子系统:工艺管理子系统、库存管理子系统和打印子系统。
 

    2.1 工艺管理子系统
    工艺管理子系统的主要功能如下:
    (1)工艺设计项目和工艺任务管理。建立或打开一个工艺设计项目，就是引入或新建完整的产品结构，建立对应的工艺设计任务管理，进入工艺设计周期控制，直到该任务最终完成。从模具的加工工艺树上可实现打开、浏览、修改、删除模具零部件的工艺过程，还可新建模具零部件的工艺过程。
    (2)工艺生成处理。本系统提供3种工艺生成方式，用户可根据需要来选择。一是交互工艺生成，一是派生工艺生成，二是创成式生成。
    (3)工艺设计后处理。当工艺员完成了产品结构中所有模具零部件的工艺设计后，则该工艺设计项目的工艺设计周期即告完成。这时该系统即可为生产部门和管理部门提供相应的信急。如工艺过程卡、工序图、工时定额、加工成本等。
    2.2 库存管理子系统
    库存管理子系统的主要功能有:①接受CAD系统中的BOM表数据;②接受CAD系统中的产品结构或在本系统中新建产品结构;③生成采购单;④材料库存管理和维护。
    2.3 打印子系统
    LFDM S系统的打印功能与普通环境中的有所不同，普通环境中的打印是按普通格式，而本系统的打印是按特定的格式。LFDMS系统的打印格式包括:BOM表打印、采购单打印、工艺过程打印、工时定额打印、加工成本打印。
 

    3 结束语
    (1)而向车间单元的CAD/ CAPP/ CAM系统是针对目前中、小型模具企业存在的CAD,CAM分散运行、资源难以共享、管理水平低等问题提出的一个有效的一体化解决方案，这对广大中、小型机械制造企业也同样具有参考意义。
    (2)此CAD/ CAPP/ CAM系统可充分利用企业对软硬件环境的现有投入，周期短、投资少、见效快，企业容易接受。
    (3)以CAPP为桥梁的LFDMS系统具有BOM表、产品结构、工时定额、加工成本、库存信息、采购单等多种功能。通过进一步完善库存管理、产品管理、项目管理等功能，可基本实现投资很大的PDM产品的一些功能，同时也为将来企业实施CIMS打下一个良好基础。

 

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