計(jì)算機(jī)輔助工藝管理的研究及應(yīng)用
1 計(jì)算機(jī)輔助工藝管理總體方案
利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行企業(yè)的工藝管理具體做法是:先建立一套完整的高質(zhì)量管理模塊(見(jiàn)圖1),再將所有的數(shù)據(jù)處理任務(wù)(如工藝設(shè)計(jì)、工藝文件的審定和管理、工裝設(shè)計(jì)等)包括在內(nèi),通過(guò)局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成化系統(tǒng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2 工藝設(shè)計(jì)
工藝規(guī)程的編制是工藝準(zhǔn)備中一項(xiàng)非常重要和復(fù)雜的工作。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)模式的質(zhì)量完全取決于工藝人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),不同的人制定相同或相似零件的工藝設(shè)計(jì)方案也會(huì)有較大的差異。新零件工藝設(shè)計(jì)時(shí),即使采用過(guò)去相似零件的工藝方案,也必須重新設(shè)計(jì)并無(wú)多大變動(dòng)的“新”工藝。工藝人員長(zhǎng)期從事著不必要的重復(fù)勞動(dòng),工作量大,而且延長(zhǎng)了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì),就可改變這一現(xiàn)狀。
計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)的做法是:先應(yīng)用成組技術(shù),把各種具有相似或相同特征的零件分類(lèi)編碼,采用統(tǒng)一的解決方案,并利用技術(shù)專(zhuān)家、老技術(shù)人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,儲(chǔ)入計(jì)算機(jī)中,為以后工藝設(shè)計(jì)提供樣板模式。
工藝設(shè)計(jì)期間應(yīng)盡量向CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃)方式靠攏,以便條件成熟時(shí)易于移植到計(jì)算機(jī)中。在設(shè)計(jì) CAPP系統(tǒng)時(shí)要考慮到開(kāi)發(fā)和擴(kuò)充問(wèn)題,方便用戶(hù)使用和維護(hù),便于系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)際中不斷修正和完善,并在擴(kuò)充時(shí)不至于改動(dòng)系統(tǒng)的內(nèi)核。
3 工藝裝備設(shè)計(jì)
工藝裝備是保證貫徹執(zhí)行工藝規(guī)程,提高和保證產(chǎn)品加工質(zhì)量的重要手段。工裝設(shè)計(jì)是工藝管理工作的重要組成部分,是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中工作量最大,周期最長(zhǎng)的階段。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)模式很難在較短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出質(zhì)量穩(wěn)定的工裝,通過(guò)計(jì)算機(jī)才有可能設(shè)計(jì)出系列化、標(biāo)準(zhǔn)化程度比較高、質(zhì)量穩(wěn)定的工藝裝備。
3.1 工裝設(shè)計(jì)模塊
工藝設(shè)計(jì)中引用成組技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),工裝設(shè)計(jì)就可以相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)一定的相似性和一致性,從而為計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)創(chuàng)造有利條件,因此,要把具有相同功能和相似的工藝裝備進(jìn)行分類(lèi)優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),并利用計(jì)算機(jī)為各種刀具、量具、夾具、模具及工裝卡片等建立標(biāo)準(zhǔn)圖形和數(shù)據(jù)模塊(見(jiàn)圖3)。
實(shí)現(xiàn)工裝設(shè)計(jì)模塊,需要建立設(shè)計(jì)計(jì)算模塊和標(biāo)準(zhǔn)圖形模塊。
設(shè)計(jì)計(jì)算模塊的計(jì)算流程如圖4所示。采用FoxPro程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算一些復(fù)雜刀具,如插齒刀、滾齒刀和花鍵拉刀等,計(jì)算工作在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,特別是變位刀具牽涉到變位系數(shù)的選擇,手工計(jì)算是靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行,需要反復(fù)校驗(yàn),以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果。而利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,只要輸入零件參數(shù)、初值及計(jì)算精度,幾分鐘即可完成。大大提高了工作效率,解決了因手工計(jì)算而帶來(lái)的周期長(zhǎng)、效率低、準(zhǔn)確性差的問(wèn)題。
圖4 設(shè)計(jì)計(jì)算模塊計(jì)算流程
標(biāo)準(zhǔn)圖形模塊的設(shè)計(jì)流程如圖5所示。
在刀、量具設(shè)計(jì)中用FoxPro數(shù)據(jù)庫(kù)和AutoCAD相結(jié)合開(kāi)發(fā)一個(gè)刀量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),首先在CAD中建立刀、量具圖形庫(kù)和幻燈片圖例庫(kù),然后再將設(shè)計(jì)過(guò)的各種刀具、量具的主要尺寸參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中,供設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用。
例如設(shè)計(jì)一把鉸刀,先進(jìn)入CAD,在幻燈片圖例庫(kù)中查出結(jié)構(gòu)(前引導(dǎo)或后引導(dǎo))及刀具代碼。然后進(jìn)入“刀量系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)”,調(diào)出此代碼的刀具數(shù)據(jù)庫(kù),輸入要設(shè)計(jì)的主要尺寸參數(shù),查看是否有此尺寸的刀具。如果有,可根據(jù)圖號(hào)來(lái)代用;如果沒(méi)有,需要重新設(shè)計(jì)。從標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)中調(diào)出此種規(guī)格的鉸刀圖形,進(jìn)行必要的修改,一把新的鉸刀設(shè)計(jì)即刻完成。
夾具、模具設(shè)計(jì)中,需要在CAD中建立起常用的典型結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)圖形模塊。設(shè)計(jì)新工裝時(shí),只需按工裝的功能進(jìn)行檢索,找出該工裝的標(biāo)準(zhǔn)模型,再根據(jù)工藝規(guī)程的具體要求進(jìn)行必要的修改、添加或刪除,就能很快地編輯出新工裝的設(shè)計(jì)圖。這種經(jīng)系列化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的工藝裝備圖,不僅設(shè)計(jì)質(zhì)量穩(wěn)定可靠、設(shè)計(jì)周期短,而且便于組織生產(chǎn)制造。
為便于工裝的管理,對(duì)工裝卡片的填寫(xiě)、工裝的更改和撤消、工裝的統(tǒng)計(jì)與報(bào)表等可以用FoxPRO語(yǔ)言編程進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理,管理模塊如圖6所示。使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工裝的統(tǒng)計(jì)和查詢(xún)等日常管理工作,減少了工裝設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,使工程技術(shù)人員有更多的時(shí)間投入到設(shè)計(jì)中去。
3.2 工裝CAD應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
目前國(guó)內(nèi)比較普遍的做法是以AutoCAD作為支撐平臺(tái),開(kāi)發(fā)一些適合自己設(shè)計(jì)特點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)CAD軟件。如工裝CAD系統(tǒng),其中在設(shè)計(jì)時(shí)常用到的緊固件、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、形位公差等繪制采用AutoLISP語(yǔ)言編程;菜單用C語(yǔ)言編程,圖標(biāo)菜單用對(duì)話(huà)框控制語(yǔ)言( Dialog-box Control Language縮寫(xiě) DCL)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自己功能的彈出式對(duì)話(huà)框;技術(shù)條件及說(shuō)明內(nèi)容同時(shí)有中英文時(shí),為了文字的等高和圖面的美觀(guān),用AutoLISP語(yǔ)言編程來(lái)完成中英文同時(shí)輸入;表格采用FoxPro與AutoCAD提供的接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理(編輯、修改)。通過(guò)工裝CAD系統(tǒng)可以大大提高我們的工作效率,使工裝圖紙規(guī)范化。工裝CAD系統(tǒng)組成如圖7所示。
4 工藝文件管理
工藝文件的管理就是對(duì)技術(shù)準(zhǔn)備資料的管理,這些資料有:零組件分工表、外購(gòu)?fù)鈪f(xié)分工表、鍛鑄件分工表以及材料定額表等。它不僅是分工的依據(jù),同時(shí)也是各部門(mén)進(jìn)行生產(chǎn)前各種技術(shù)和生產(chǎn)準(zhǔn)備的主要依據(jù)。如工藝系統(tǒng)提前做好工藝規(guī)程編制、工裝設(shè)計(jì)、技術(shù)關(guān)鍵的工藝試驗(yàn)工作等,供應(yīng)部門(mén)的材料和外購(gòu)件的采購(gòu)工作,外協(xié)部門(mén)的外協(xié)零件和鍛鑄件毛坯的定點(diǎn)生產(chǎn)工作等。這些準(zhǔn)備工作的質(zhì)量和周期對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程及進(jìn)度起著關(guān)鍵作用。為了保證生產(chǎn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)有條不紊,要更新傳統(tǒng)的管理手段,采用計(jì)算機(jī)管理,提高工藝準(zhǔn)備質(zhì)量、縮短準(zhǔn)備周期。
工藝文件管理模塊如圖8所示。在計(jì)算機(jī)上分別建立起零組件分工表、外購(gòu)?fù)鈪f(xié)分工目錄、鍛鑄件分工目錄、材料定額表等數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。例如用計(jì)算機(jī)管理后,對(duì)同系列的零組件分工表可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行成組數(shù)據(jù)處理,不必再用手抄寫(xiě)這些大同小異的“新東西”,這樣不僅能大量減少技術(shù)人員在工作過(guò)程中的重復(fù)性勞動(dòng),又保證了零組件分工的一致性和準(zhǔn)確性。同時(shí)還能方便的對(duì)不同材料牌號(hào)的各種規(guī)格進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì),分析材料牌號(hào)中使用頻率高的規(guī)格,從而減少材料規(guī)格檔次,達(dá)到既便于材料的管理和采購(gòu),又能使材料消耗降到最低的目標(biāo)。計(jì)算機(jī)輔助工藝管理還能按照成組技術(shù)的原則非常方便地完成工時(shí)定額的制訂。
圖8 工藝文件管理模塊
5 結(jié) 語(yǔ)
實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)化是企業(yè)現(xiàn)代化管理發(fā)展的趨勢(shì),從而將使每一個(gè)工程技術(shù)人員不須走出辦公室,就能通過(guò)計(jì)算機(jī)互通信息,實(shí)現(xiàn)信息資源共享。工藝人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同時(shí),就能通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)到有關(guān)資料,參與到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去,及時(shí)協(xié)調(diào)有關(guān)問(wèn)題,并著手其工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作。工裝設(shè)計(jì)人員在工藝人員的工藝編制過(guò)程中,也可通過(guò)計(jì)算機(jī)著手工裝圖紙的設(shè)計(jì)。這樣能夠做到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)三者并行作業(yè),打破了企業(yè)傳統(tǒng)的順序作業(yè)模式,將生產(chǎn)技術(shù)提高到前所未有的新境界。
作者單位:貴陽(yáng)航空液壓件廠(chǎng),貴州 貴陽(yáng) 550018
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