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三维数字化条件下的三维下厂应用
2013-06-08 15:12:18作者:王中天来源:
摘要从企业全局的角度考虑,三维数字化设计与制造,是企业设计部门与制造部门提升研制能力和制造能力的重要手段,三维数据分发是设计数据与制造数据良好交互的重要纽带。...
1 引言
随着数字化技术和信息化技术的不断发展,制造业企业发展数字化及信息化制造成为必然趋势,20年前,制造业开展了轰轰烈烈的甩图板运动,逐步将二维图纸电子化,10年前三维设计软件开始登上历史舞台,转眼间,三维设计、三维数模、三维协同与三维工艺等等三维概念逐步崭露头角,更有一些行业佼佼者,从三维设计到三维制造的整个业务环节全程联通,随着三维软件的普及,三维理念的深入人心,制造业企业中推行数字化产品设计与制造已经成为设计、工程和制造企业管理创新方面的重要战略举措。
建立基于三维设计模型的数字化产品制造平台,打通从设计到制造的信息化之路,构建基于MBD(Model Based Definition)的三维产品设计和MBI(Model Based Instructions)的三维工艺和制造的一体化应用平台,实现产品从设计、工艺到制造的全生命周期信息化管理,并集成企业现有的PDM、ERP、DNC系统,实现一体化的、基于三维的管理设计、工艺、制造过程的产品研发和精益制造体系,已成为制造业信息化的又一趋势。
2 三维数字化产品设计
三维数字化设计制造使产品信息的描述和在各环节之间的传递,从传统模拟的、二维平面的模式向三维模式转变,被称为制造工程史上的一次重大革命。它避免了大量的三维二维转换工作,避免了大量的必须靠实物进行判别、评估和确认的工作。它可以预先精确的定义、模拟和优化产品,提前发现可能出现的错误,从而大大缩短研制周期、降低成本。在这个过程中,三维数字化设计是一切工作的源头,是要首先予以解决的问题。
MBD是一种介于三维的产品数字化定义技术,它面向产品三维模型对数字化信息进行完整描述,如:三维模型的尺寸、几何形状、公差的标注和产品非几何信息的标注(产品物理特征、制造特征、数据管理特征、状态特征的属性等)等。
美国制造工程师协会于2003年发布了“数字化产品定义数据实践ASME Y14.42-2003”,国际上几大主流CAD软件(CATIA、UG、PTC等)都支持ASME Y14.41标准。与此同时,波音公司也制订了自己的三维设计标准(BDS-600系列),并与CATIA、Delimia等软件实现集成。另外,还有大量的二级软件供应商也在制订自己的三维设计标准。我国三维标注的国家标准《数字化产品定义数据通则》(GB/T24734)于2010年正式发布,但是,这些已发布的标准都比较宏观,与实际应用还有一段距离,国内企业还需要确定自身的应用模式,同时还要针对自身的应用形成一系列辅助规范,不能拿过来直接使用。
国内某企业以国标GB/T24734为总纲,以波音公司“显示空间元素的二维视图集合”方案为基调,以波音外包数据为参照,制订了一套符合自身特点的标注规范,初步解决三维产品定义问题。该企业三维标注规范的基本思路是在视图平面上进行标注,首先通过软件平台提供的视图管理器建立导引视图,然后根据导引视图在三维模型上进行详细标注,或者说利用视图管理器实现传统二维图的视图功能(包括各种剖视图),同时又不破坏三维主模型。这样做的最大好处是实现了二维图纸到三维模型的平滑过渡,既实现了三维标注,又与现行规范差距最小,设计标注时既清晰又简洁,后续引用也很方便,设计员、工艺员、操作工人、检验员等都很容易接受,不会出现“二义性”。
有人问,这和传统的二维标注有多大区别呢?
有本质的区别,它解决了长期困扰大家的一个重大问题,即三维标注和模型一体的问题。以往由于三维标注问题没有解决,只能用Pro/E建三维模型,同时在AutoCAD中画二维图并标注尺寸,设计人员要分别维护三维模型和二维图,久而久之,二维图可以持续受控,三维模型就逐渐废弃。现在三维标注和模型成为一体,不需要针对三维模型和二维图之分别进行维护,三维模型和标注构成的产品数模可以直接进行仿真分析、工艺设计等应用,也不需要在对着二维图纸去下载三维模型使用。实践证明,这是目前最易理解、最宜食用的方法。
(本文不涉密)
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