一、引言
进入90年代,市场竞争更加激烈,用户对产品的要求越来越高,单纯实现基本功能的产品已远远不能满足人们的要求。产品的多样化、用户化已经成为制造企业追求的目标。面对瞬息万变的市场需求及越来越多的竞争对手,如何在最短的时间内生产出最受顾客欢迎的产品就成为各个制造厂家迫切需要解决的问题。在这种情况下,对面向用户的产品开发方法的研究就成为国内外企业界学者普遍关注的问题。
QFD 是一种用户驱动的产品开发方法,它采用系统化、规范化的方法调查和分析顾客需求,并通过质量层(HouseofQuality, HOQ)将其转换为产品特征、零部件特征、工艺特征和生产计划等技术需求,使所开发设计的产品能完全满足顾客需求。目前对QFD的研究主要集中在QFD模型的改进,而对QFD软件工具、支持多功能小组的协作环境研究不多。本文叙述了面向并行工程的分布式QFD系统研究、开发的进展。
二、面向并行工程的分布式QFD系统总体结构为了支持并行地产品开发工作,系统需求分析表明系统的开发有如下要求:
(1) QFD方法涉及庞大的矩阵操作,有时行和列会超过100×100,使读写量很大,很繁杂,系统应支持行、列的增删和修改,具有自动生成文档及进行文档处理功能。
一、发展概况和应用背景
塑料工业近20年来发展十分迅速,早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和,塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多,但最主要的方法是注塑成形,世界塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具。
随着塑料制品复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的缩短,主要依靠经验的传统模具设计方法已不能适应市场的要求,在大型复杂和小型精密注射模具方面我国还需要从国外进口模具。
多电机伺服控制广泛应用于各种电力传动自动控制系统中,如配料、传动等生产过程。伺服系统中电机控制性能和多电机间协调控制的好坏直接影响生产过程的质量,如何高效管理、方便应用、实时控制是多电机伺服系统生产领域亟待解决的首要问题。因此,本文提出一种基于CAN总线技术的多轴运动控制数字交流伺服系统。 现场总线技术解决了传统总线插板I/O模块多,干扰严重、系统软件编写复杂、系统硬件兼容性差等问题。大大减轻了现场信号连接的繁琐与费用,提高了信号传输的精度与灵活性,给安装、调试和维护带来诸多方便,为现场用户带来巨大的经济效益,代表着自动化领域发展的一个重要方向. CAN总线技术
随着工业现场控制和自动化技术的不断进步,传统的通信模式已不能满足现代工程需要。CAN(Controller Area Network)总线是80年代初德国Bosch公司为解决现代汽车中众多控制与测试仪器间数据交换而开发的一种串行数据通信协议,是一种性能先进、价格低廉、保密性好的现场总线(Field Bus)技术,能够有效支持分布式控制或实时控制串行通信网络[2>。CAN总线中各节点都有权利向其它节点发送信息。通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤,主要技术特点有: 1,是一种多主总线RP技术被认为是近20年来制造技术的一项重大突破,可与60年代的NC技术相媲美,这一先进制造技术一出现,就受到工业先进国家的高度重视,并站在21世纪全球竞争的战略高度来关心和支持这一技术。我国90年代初也进入这一领域,目前一些单位接近或已开发出商品化的RP系统并开始少量销售。但RP技术的推广应用的一个很大的问题是其设备价格昂贵,许多企业特别是中小企业根本无力购买。针对这种情况,笔者提出了的经济型的RP系统的概念和原理,并探讨了其系统组成及应用特点。
1 基本原理 RP系统成套设备价格昂贵的根本原因是因为它是将机械工程、CAD、CAM、CNC、精密伺服驱动、激光技术及新材料技术集于一体的一种高新技术产品。怎样降低RP系统的价格呢?笔者提出了模块化与取代化相接合的原则,将复杂的RP系统“解耦”成功能相对独立的几个模块,然后分析哪些模块是RP系统特有的,是无法取代的,哪些模块是可以用其它相同或相似的功能模块,不作或少作修改来取代,而且取代后RP设备的成本会有明显的降低。RP系统从功能上可以分为4部分:造型设计模块、切片处理模块、成形控制模块及成形装置模块。4个模块哪些是无法取代的呢?很明显切片处理模块的功能是,将一个零件的CAD三维模型处理成二维平面数据,是RP技术特有的,是无法取代的。而造型设计模块对已据有CAD三维造型应用基础(软硬件、人才)的用户,只要输出成形机要求的文件格式就可以了,无需新的投资。对无工作站或高档微机、CAD造型软件及三维造型能力的用户,为了降低采用RP技术的投资费用,也可以借助其它单位,如高等院校、科研院所的人才、计算机软硬件优势,通过计算机网络,如局域网、广域网、甚至公用电话网,来实现远程通讯把数据传输到成形机里。而成形控制模块和成形装置模块能够被取代吗?下面就这一问题展开讨论。 RP技术是一种直接用CAD模型驱动快速制造复杂形状的三维零件的先进制造技术,而CNC加工技术是一种计算机数字控制技术,它们都是用数字化信号控制执行部件完成预定的零件成形过程。而LOM、SLA、FDM、SLS等快速成形工艺方法的材料处理维数都是N=2,即将一个零件的CAD三维模型进行离散化(降维)处理成二维平面,再由二维平面堆积成一个物理的三维实体。根据N=2的条件,为确保其实现的运动控制系统的维数M=2.5。而CNC机床若材料处理维数N=2,为确保其实现的运动控制系统的维数也是M=2.5。若N=3,其运动控制系统的维数M=5(若用空间平面来拟合自由曲面时,M=3)[1,2],所以一般的连续切削控制CNC机床都有2.5轴以上的联动功能。这说明从信息处理和运动控制的角度来看,具有2.5轴以上联动功能的CNC机床数控系统(这里所指的数控系统包括数控装置、可编程控制器、主轴驱动及进给驱动装置等部分)可以完成LOM、SLA、FDM、SLS等成形工艺的成形控制过程。因此RP系统的成形控制模块可以用企业现有的具有2.5轴以上联动功能CNC机床的控制系统来取代。快速成形装置模块是指完成某种快速成形工艺成形运动的运动部件,显然CNC机床原有的运动部件如X-Y-Z运动单元,也可作为快速成形装置模块中的必要组成部分,但还需研制与机床原有的运动部件有机集成的专用部件,才能完成快速成形运动。 综上所述,我们提出的经济型RP系统是指,以用户现有的具有2.5轴以上联动功能的CNC数控机床为基础,以现有的工作站或高档微机和三维CAD造型软件作造型设计模块,只配置切片处理模块和快速成形装置模块中的必要部件,来完成产品成形过程的快速成形系统。[1] [2] [3] 下一页
图1 面向对象数据库分析
虚拟数控加工仿真系统的目的是建立一个仿真的平台,并提供一个逼真的加工环境。在此平台上,操作者或研究者可以通过交互式系统实现对于数控加工过程的真实模拟。正因为如此,系统应该具有开放式、模块化的特征,以利于根据不同的需要实现数控系统、机床、加工环境的不同组合。而传统的软件系统是面向过程的并且相应的支持数据库是针对关系来建立,这就使其存在以下不足:
摘 要:研究了面向模具制造系统的直接数字控制(DNC)电火花线切割系统的结构和实现方法,以提高系统的自动化水平、总体的生产效率和响应速度,为线切割DNC系统构成提供了一定的理论依据。
关键词:模具制造系统 线切割 DNC
一、引言
进入90年代,市场竞争更加激烈,用户对产品的要求越来越高,单纯实现基本功能的产品已远远不能满足人们的要求。产品的多样化、用户化已经成为制造企业追求的目标。面对瞬息万变的市场需求及越来越多的竞争对手,如何在最短的时间内生产出最受顾客欢迎的产品就成为各个制造厂家迫切需要解决的问题。在这种情况下,对面向用户的产品开发方法的研究就成为国内外企业界学者普遍关注的问题。
QFD 是一种用户驱动的产品开发方法,它采用系统化、规范化的方法调查和分析顾客需求,并通过质量层(HouseofQuality, HOQ)将其转换为产品特征、零部件特征、工艺特征和生产计划等技术需求,使所开发设计的产品能完全满足顾客需求。目前对QFD的研究主要集中在QFD模型的改进,而对QFD软件工具、支持多功能小组的协作环境研究不多。本文叙述了面向并行工程的分布式QFD系统研究、开发的进展。
二、面向并行工程的分布式QFD系统总体结构为了支持并行地产品开发工作,系统需求分析表明系统的开发有如下要求:
(1) QFD方法涉及庞大的矩阵操作,有时行和列会超过100×100,使读写量很大,很繁杂,系统应支持行、列的增删和修改,具有自动生成文档及进行文档处理功能。