鈑金CAD/CAM專業(yè)化完整解決方案

目前，在一些三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,，都或多或少具有一些鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能模塊，但是,，因?yàn)榇嬖诋a(chǎn)品主要功能定位的不同,，開(kāi)發(fā)商本身的鈑金工程背景的不足，很難做到鈑金設(shè)計(jì)的專業(yè)化和高效性,，同時(shí)在展開(kāi)計(jì)算的靈活性和準(zhǔn)確性方面存在一些問(wèn)題,，設(shè)計(jì)階段對(duì)于鈑金工藝性能難以全面考慮和處理。

一,、鈑金件的設(shè)計(jì)與展開(kāi)

    目前,，在一些三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，都或多或少具有一些鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能模塊,，但是,，因?yàn)榇嬖诋a(chǎn)品主要功能定位的不同，開(kāi)發(fā)商本身的鈑金工程背景的不足,，很難做到鈑金設(shè)計(jì)的專業(yè)化和高效性,，同時(shí)在展開(kāi)計(jì)算的靈活性和準(zhǔn)確性方面存在一些問(wèn)題，設(shè)計(jì)階段對(duì)于鈑金工藝性能難以全面考慮和處理,。

    作為Autodesk公司的MAI戰(zhàn)略聯(lián)盟伙伴,，德國(guó)SPI公司專業(yè)從事鈑金設(shè)計(jì)和工藝軟件開(kāi)發(fā)已經(jīng)20多年，為客戶提供了世界上最好的參數(shù)化鈑金設(shè)計(jì)和展開(kāi)系統(tǒng) SPI-Sheetmetal,。通過(guò)與獨(dú)特的專家技術(shù)的完美組合,，使板金生產(chǎn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中達(dá)到智能化,，生產(chǎn)效率得到極大地提高，節(jié)約了鈑金零件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的費(fèi)用,。SPI顯著縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間及生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間,，使產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到試制的時(shí)間大大減少，明顯提前了產(chǎn)品上市的時(shí)間,。在板金產(chǎn)品投產(chǎn)前使設(shè)計(jì)師和制造商的設(shè)計(jì)過(guò)程得到極大改進(jìn),，使系統(tǒng)獲得了貫穿設(shè)計(jì)過(guò)程始終的獨(dú)一無(wú)二的特殊鈑金設(shè)計(jì)能力，對(duì)于成本節(jié)省具有重要意義,。

    SPI提供了大量智能化的功能強(qiáng)大的專業(yè)化鈑金特征結(jié)構(gòu)造型工具,。SPI可以通過(guò)多種方式創(chuàng)建鈑金零件;可以添加各種特殊類型的折邊特征(如"標(biāo)準(zhǔn)唇邊"、"簡(jiǎn)易唇邊",、"傾角唇邊",、"Z型嚙合唇邊"、"摺形包邊"等),，同時(shí)折邊時(shí)可以自動(dòng)成尖角或團(tuán)角過(guò)渡,，自動(dòng)開(kāi)用戶化的工藝槽;可以自動(dòng)進(jìn)行不同角度特征的生成并斌予角部切縫屬性;快速生成箱體類、折彎類,、放樣類,、蓋板類等多種典型零件。

    SPI與世界領(lǐng)先的模具生產(chǎn)廠商有著很好的合作關(guān)系,，提供了大量流行的沖模和壓模結(jié)構(gòu)刀具庫(kù),，各種新的標(biāo)準(zhǔn)刀具種類還在不斷增加。同時(shí),，SPI5.0開(kāi)始提供了用戶化刀具庫(kù)的創(chuàng)建和維護(hù)工具,，這些自定義刀具可以同標(biāo)準(zhǔn)刀具一樣進(jìn)行選擇和調(diào)用。用戶可以高效地進(jìn)行各種沖,、模壓板金結(jié)構(gòu)繪制,，減少大量重復(fù)性勞動(dòng)。

    在鈑金折彎過(guò)程中,，鈑金零件產(chǎn)生變形,，展開(kāi)圖的尺寸與幾何方式計(jì)算的尺寸不一致，需要進(jìn)行專門的展開(kāi)計(jì)算,。SPI利用專家技術(shù)進(jìn)行展開(kāi)圖的分析計(jì)算,，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、快速,、準(zhǔn)確地生成用戶需要的平面展開(kāi)圖,。

    展開(kāi)時(shí)用到的材料定義和折彎縮短量系數(shù)等可以很方便地輸人到SPI材料管理模塊中的專用表格中，根據(jù)設(shè)計(jì)者的需要計(jì)算出精確的展開(kāi)尺寸,。系統(tǒng)提供3種展開(kāi)方法:修正系數(shù),、縮短量表或縮短量公式,。當(dāng)設(shè)計(jì)者為所設(shè)計(jì)的零件選擇一種材料后，在折彎過(guò)程中不必再考慮模型的特性,。軟件檢查操作過(guò)程并將存在矛盾或沖突的地方顯示出來(lái)(例如"材料產(chǎn)生重登",，"折彎半徑小于最小圓角半徑"等信息)。SPI這種預(yù)先選擇制造加工特性的功能保證了設(shè)計(jì)者使用現(xiàn)有的材料,、刀具和加工過(guò)程,，避免零件因不能加工造成返工 。

    在展開(kāi)過(guò)程中,，SPI可以對(duì)于封閉輪廓,、角部區(qū)域、非直線邊的區(qū)域自動(dòng)賦予虛擬的切縫屬性,，然后按照實(shí)況展開(kāi),。對(duì)這些特征的展開(kāi)在很多系統(tǒng)中是難以實(shí)現(xiàn)的功能。對(duì)于零件中部分倒圓特征或工藝孔結(jié)構(gòu)特征,，在SPI中可以省略繪制,，提高造型速度，系統(tǒng)也能夠直接進(jìn)行展開(kāi)并自動(dòng)添加用戶希望的折彎區(qū)域和工藝孔,、槽結(jié)構(gòu),。系統(tǒng)甚至對(duì)于曲線狀角部、放樣類零件,、自由曲面等同樣可以進(jìn)行展開(kāi)并賦予角部展開(kāi)屬性,。

    在SPI中對(duì)于實(shí)體和展開(kāi)圖的編輯修改十分方便簡(jiǎn)捷，提供了全面的鈑金特征自動(dòng)修改工具,。同時(shí),，當(dāng)鈑金實(shí)體修改后,，展開(kāi)圖可以自動(dòng)更新,。在SPI中，可以自動(dòng)對(duì)展開(kāi)圖進(jìn)行尺寸標(biāo)注,，顯示折彎線,、折彎區(qū)城，自動(dòng)生成刀具參數(shù)表,、折彎參數(shù)表,，進(jìn)行干涉檢查和成本估算;同時(shí) SPI的材料和展開(kāi)數(shù)據(jù)可以添加到 BOM中。

    可選的最新SPI-VBEMD模塊可以直接對(duì)各種鈑金零件確定切實(shí)可行的折彎順序,，支持刀具選擇和干涉檢查,，進(jìn)行折彎過(guò)程的仿真。系統(tǒng)使整個(gè)折彎流程的完全的虛擬動(dòng)態(tài)仿真成為可能,，使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段就可以看到實(shí)際的折彎過(guò)程和效果,，避免可能的設(shè)計(jì)失誤,，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

    同時(shí),，作為可選模塊,，SPI公司具有專門的異形管道設(shè)計(jì)展開(kāi)系統(tǒng)，可以幫助用戶方便高效地進(jìn)行特殊形狀鈑金管道零件的設(shè)計(jì),。

    二,、板金類零件的數(shù)控加工

    在原型機(jī)制造或生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程中，SPI只需點(diǎn)擊一次實(shí)體就能在幾秒內(nèi)生成準(zhǔn)確的展開(kāi)圖,。然后可以將展開(kāi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)控沖床,、線切割、激光或火焰切割等CAM程序,，也可以傳箱到其他折彎控制系統(tǒng)(包括Delemand Cybelec等系統(tǒng)的專門接口)進(jìn)行數(shù)控加工,。作為與MDT,SPl完全集成的數(shù)控鈑金制造系統(tǒng)，SS-FAB Professional可以針對(duì)用戶提供全面的鈑金CAM解決方案,，具有進(jìn)行鈑金沖裁加工的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),，極大地提高工作效率。其適用于數(shù)控沖裁加工,、數(shù)控徽光切割加工,、數(shù)控等離子切割、數(shù)控火焰切割等多種教控切割加工設(shè)備的自動(dòng) NC編程切割,，并且通過(guò)其開(kāi)放靈活的后處理可以使 SS-FAB Porfessional適用于各種數(shù)控系統(tǒng),。同樣作為 Autodesk公司 MAI合作伙伴的美國(guó)Striker Systen公司，長(zhǎng)期致力于國(guó)際范圍內(nèi)金屬成型和制造軟件解決方案的開(kāi)發(fā)工作,。其產(chǎn)品FAB Porfessiamal主要有 SS-Nest和SS-Punch等核心模塊,。SS-Nest是一個(gè)功能強(qiáng)大的針對(duì)真實(shí)形狀的多個(gè)零件的排樣軟件系統(tǒng)。它將用戶需要加工的零件放人排樣數(shù)據(jù)庫(kù)中,，然后從排樣數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇當(dāng)前排樣任務(wù)中要使用的零件,，指定每種零件的具體數(shù)目，系統(tǒng)將自動(dòng)生成形狀各異的系列零件的優(yōu)化排樣圖,。排樣任務(wù)可以自動(dòng)考慮不同零件的材料和板厚,，從而將排樣任務(wù)細(xì)分為子排樣。系統(tǒng)也可以使用填充模式,，實(shí)現(xiàn)在一張板料上盡可能多地放置零件口SS-Punch是一個(gè)全面的,、用于各種 CNC轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床的數(shù)控編程系統(tǒng)，其可以直接讀人和識(shí)別 AutoCAD環(huán)境下的圖形文件,，也可以通過(guò) DXF,IGFS,STEP等轉(zhuǎn)移格式輸人和處理其他系統(tǒng)的圖形文件,，對(duì)于SPI生成的平面展開(kāi)圖，在 SS-Punch中可以直接利用，進(jìn)行優(yōu)化排樣和數(shù)控編程,，生成加工需要的NC代碼文件,。SS-Punch含有一個(gè)轉(zhuǎn)塔控制系統(tǒng)進(jìn)行刀具選擇，可以將不同的刀具組合成不同的文件備用,?？梢灾挥棉D(zhuǎn)塔中的刀具來(lái)進(jìn)行加工，也可以從刀具庫(kù)中搜索選刀,，支持子工位和特殊刀具工位,。同時(shí)，SS-Punch支持自動(dòng)選刀,，只要簡(jiǎn)單地選取要進(jìn)行加工處理的零件,，SS-Punch會(huì)自動(dòng)選取合適的刀具;當(dāng)然，也可以交互地使用刀具命令來(lái)進(jìn)行人工刀具選擇,。

    SS-Punch包含有多種優(yōu)化刀具路徑的方法和刀具路徑預(yù)覽工具.不論是完全靠自動(dòng)操作還是完全靠手工選擇刀具和定位方法,，都可以準(zhǔn)確地得到期望的優(yōu)化刀具路徑 。當(dāng)鈑材超出沖床加工范圍時(shí) SS-Punch支持重定位,，并且在做重定位時(shí)會(huì)考慮到使用模壓模具時(shí)的情況;當(dāng)需要翻面或旋轉(zhuǎn)材料時(shí),，SS-Punch會(huì)給出提示。

    很多時(shí)候,，某個(gè)零件可能需要在多個(gè)不同的沖床,，甚至是不同型號(hào)的沖床上進(jìn)行加工;SS-Punch的交叉后處理系統(tǒng)就會(huì)分析已加工零件的刀具，并且為另一個(gè)不同的沖床重新選刀,，極大地減少用戶的編程時(shí)間,。在機(jī)床驅(qū)動(dòng)方面，SS-Punch含有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows對(duì)話框式配置系統(tǒng)進(jìn)行企業(yè)機(jī)床設(shè)置,，可以方便快捷地調(diào)整工時(shí)計(jì)算變量,、夾鉗位置、重定位變量,，以及其他各種機(jī)床參數(shù)信息,。系統(tǒng)生成的NC代碼可以直接傳愉到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工。

    為了支持集成有激光或等離子切割頭的機(jī)床,，SS-Punch可以將SS-Porfile作為可選模塊集成到一起,。用戶從幾種算法中預(yù)先選擇一種方法來(lái)自動(dòng)決定哪些地方需要沖裁,，哪些地方需要進(jìn)行切割;同時(shí),，也可以通過(guò)手工方法決定如何進(jìn)行加工。而 SS-Share也可以作為可選模塊集成于SS-Punch中,，以此來(lái)支持那些帶來(lái)三角剪功能的機(jī)床;所有的沖操作或剪操作都是自動(dòng)地排序以適用特殊機(jī)床需要,。

    三、鈑金CAD/CAM完整解決方案

    這套鈑金設(shè)計(jì)制造一體化解決方案主要由MDT,SPI,SS-Punch等軟件組成，可以提供業(yè)界最優(yōu)秀的鈑金零件的設(shè)計(jì),、展開(kāi),、數(shù)控加工等完整的解決方案，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造的一體化過(guò)程,。其基本流程圖見(jiàn)圖1所示,。該方案廣泛用于通訊、電子,、開(kāi)關(guān),、電器、高低壓成套設(shè)備,、控制柜等鈑金件需求較多的設(shè)計(jì)制造行業(yè),，在國(guó)內(nèi)與世界范圍內(nèi)具有大量的用戶群;并且在實(shí)際應(yīng)用