专利名称：钣金冲压计算机辅助制造系统及方法
技术领域：
本发明是关于一种计算机辅助制造系统及方法，特别是关于一种钣金冲压计算机辅助制造系统及方法。
背景技术：
现代企业的竞争越来越激烈，为了保证企业的市场竞争地位，如何提高生产效率已成为企业的一大关注焦点。随着计算机硬件性能的提高及价格的降低，计算机在钣金冲压活动中的应用得到了普及，大大提升了钣金冲压的速度及质量。目前的钣金冲压主要通过应用CAD建立三维模型、定义加工工件、生成刀具轨迹、最终生成加工代码，再通过软盘、便携机或DNC的方式传输到加工中心进行零件实体的加工。
目前的钣金冲压所存在的不足从建立模型到最终生成加工代码需要人去管控，不能实现整个钣金冲压作业的流水化。
为解决上述缺点，需要提供一种钣金冲压计算机辅助制造系统及方法，其可根据客户图档进行自动化选刀，装刀与排刀，刀盘优化，模拟加工状态及将相关的生管资料导入生管系统并由生管系统生成一用于加工现场的报表，从而提高劳动生产率和减轻钣金冲压操作员的劳动强度及减少人为错误操作。
发明内容本发明的主要目的在于提供一种钣金冲压计算机辅助制造系统及方法，其可根据客户图档进行自动化选刀，装刀与排刀，刀盘优化，模拟加工状态。
本发明的另一目的在于提供一种钣金冲压计算机辅助制造系统及方法，根据客户图档进行加工模拟，将相关的生管资料导入生管系统并由生管系统生成一用于加工现场的报表，其中相关的生管资料包括CNC代码文件、机床型号、加工资料及材质。
本发明揭露了一种钣金冲压计算机辅助制造系统。该钣金冲压计算机辅助制造系统包括有一服务器，一数据库，多个客户端计算机。多个客户端计算机，通过网络与一服务器连接；服务器通过数据库连接与一数据库相连；客户端计算机通过网络访问服务器，查看加工状态及加工图档了解加工情况。数据库保存的内容包括有客户图档、刀具资料、刀盘资料、排刀资料、相关生管数据、加工图档、报表。其中服务器根据工件图元的特性参数及允许的加工误差范围进行选刀，装刀并排刀，刀盘优化，模拟加工状态，将CNC代码、机床型号、加工资料及材质导入生管系统由生管系统生成一报表，该报表给现场加工提供了一个实物使用清单和加工情况的报告。
本发明还提供一种钣金冲压计算机辅助制造方法，该方法包括有如下步骤(a)读取客户图档并获得工件信息；(b)根据图元形状、尺寸及客户允许加工误差范围选择刀具；(c)装刀并排刀，记录排刀资料；(d)以刀盘切换刀具时间最短为原则进行刀盘优化；(e)生成CNC代码；(f)代码模拟；(g)生成一报表，给现场加工提供实物使用清单及加工情况报告。
图1是本发明钣金冲压计算机辅助制造系统的硬件架构图。
图2是本发明服务器的功能模块图。
图3是本发明钣金冲压计算机辅助制造方法的作业流程图。
图4是本发明钣金冲压计算机辅助制造方法的选刀流程图。
图5是本发明钣金冲压计算机辅助制造方法的刀盘优化流程图。
图6是本发明钣金冲压计算机辅助制造方法的代码模拟流程图。
具体实施方式如图1所示，是本发明钣金冲压计算机辅助制造系统的硬件架构图。分布式分布的多个客户端计算机6通过网络4与一服务器1相连；该服务器1通过一连接5与一数据库2相连；一生管系统3通过一网络4与一服务器1相连。其中，网络4是为一种电子网络，其可以为企业内部网(Intranet)、国际互联网(Internet)或其它类型网络连接5是一种数据库连接，如开放式数据库连接(Open DatabaseConnectivity，ODBC)，或者Java数据库连接(Java DatabaseConnectivity，JDBC)等。客户端计算机6为客户提供交互式使用者界面，客户通过它可查看加工图档反映的加工情况及排刀情况。数据库2，用于保存客户图档、刀具资料、刀盘资料、排刀资料、相关生管数据、加工图档、报表等。其中，客户图档包含了多个工件，工件包含多个图元；所述图元为用来加工的最小单位。刀具资料记录了每一种型号刀具的规格及特性参数；刀盘资料记录了刀盘中所有刀具型号、刀位大小及分布情况；排刀资料记录了每把刀具在刀盘中的刀位及最佳加工路径(同把刀具的加工顺序)。相关生管资料包括有机床型号、材质、加工资料、CNC代码文件。服务器1，用于读入客户图档并获得工件信息，选择刀具，装刀并排刀，刀盘优化，生成CNC代码，CNC代码模拟，将CNC代码、机床型号、加工资料及材质导入生管系统由生管系统生成一报表。其中，排刀是给同一把刀具排定最佳加工路径。
如图2所示，是本发明所述服务器的功能模块图。该服务器1包括有一客户图档处理模块10、一刀具维护模块20、一选刀模块30、一排刀模块40、一刀盘优化模块50、一CNC代码生成模块60、一CNC代码模拟模块70及一生管模块80。其中客户图档处理模块10是用于通过网络4接收来自客户端计算机6的图档，保存于数据库2中，并可用于读取客户图档、获得图档中的工件信息。刀具维护模块20，是用于修改刀具的特性参数、删除或替换刀具。选刀模块30，是用于根据图元的特性参数及客户允许的加工误差范围选择最优的刀具。其中，图元的特性参数包括有图元的形状、尺寸。该模块包括有一条件维护子模块310、一匹配子模块320及一检索子模块330。其中条件维护子模块310用于根据图元的形状及尺寸计算精确条件，根据材质及客户允许的刀具加工误差范围计算模糊条件，所述精确条件及模糊条件是为用于图元与刀具之间匹配，即选定什幺样的刀具来加工图元。匹配子模块320用于根据精确条件及模糊条件对刀盘中的刀具进行匹配。当刀盘中的刀具与图元不匹配时，检索子模块330到数据库中检索相对应刀具资料。排刀模块40用于根据刀盘型号和刀具的规格找到相应的刀位把刀具装入刀盘并排定同一把刀具的最佳加工路径。刀盘优化模块50根据所有刀具的加工顺序进行刀位的优化排列。CNC代码生成模块60用于根据优化后的刀盘资料生成CNC代码并保存于数据库2中。CNC代码模拟模块70用于根据生成的CNC代码模拟出加工状态，分析CNC代码，查询刀具，修改错误CNC代码，生成一加工图档并保存于数据库2中。生管模块80用于将CNC代码、机床型号、加工资料及材质导入生管系统3由生管系统3计算加工工时及板材利用率并生成一用于现场加工的报表。
如图3所示，是本发明钣金冲压计算机辅助制造方法的作业流程图。客户图档处理模块10读取客户图档并获得工件信息(步骤S301)。选刀模块30根据客户图档中图元的形状、尺寸及允许的误差范围选择刀具(步骤S302)。排刀模块40根据刀盘型号及刀具规格找到相应的刀位把刀具装入刀盘并排定同一把刀的最佳加工路径(步骤S303)。刀盘优化模块50按照刀具的加工顺序以刀盘切换刀具时间最短为原则对刀盘上的刀具重新排列优化(步骤S304)。CNC代码生成模块60根据优化后所得的刀盘资料生成CNC代码(步骤S305)。CNC代码模拟模块70分析每行CNC代码，查询刀具无误后模拟加工状态(步骤S306)。生管模块80将CNC代码、机床型号、加工资料及材质导入生管系统3，由生管系统3计算加工工时及板材利用率并生成一用于现场加工的报表(步骤S307)。
如图4所示，是本发明钣金冲压计算机辅助制造方法的自动化选刀流程图。客户图档处理模块10读取客户图档并获得工件信息(步骤S401)。条件维护子模块310根据客户图档中图元的形状及尺寸大小计算图元的精确条件，根据加工材质及刀具加工的允许误差范围计算图元的模糊条件(步骤S402)。匹配子模块320首先判断是否之前处理过相同的图元(步骤S403)，如果之前处理过相同的图元，则选择相同的刀具(步骤S404)，如果没处理过相同的图元，则判断刀盘中是否有与图元精确条件匹配的刀具(步骤S405)，如果刀盘中有与图元精确条件匹配的刀具，则选择刀盘上相匹配的刀具(步骤S406)。如果刀盘中没有与图元精确条件匹配的刀具，则检索子模块330根据图元的精确检索条件到数据库中检索相应刀具资料(步骤S407)，判断数据库中是否有相对应的刀具资料(步骤S408)，如果有相对应的刀具资料，则依据刀盘型号、刀位大小及刀具规格判断刀盘是否能装该刀具(步骤S409)，如果没有相对应的刀具资料或刀盘不能装该刀具，则匹配子模块320判断刀盘中是否有与图元模糊条件匹配的刀具(步骤S410)，如果刀盘中有与图元的模糊条件匹配的刀具，则选择相对应的刀具(步骤S411)。如果刀盘中没有与图元的模糊条件匹配的刀具，则检索子模块330根据图元的模糊检索条件到数据库中检索相对应的刀具资料(步骤S412)。排刀模块40根据刀盘型号和刀具规格找到相应的刀位把上述选择的刀具装入刀盘，排定同一把刀的最佳加工路径(即对图元进行排刀)，并记录排刀资料(步骤S413)。
如图5所示，是本发明钣金冲压计算机辅助制造方法的刀盘优化流程图。首先由刀盘优化模块50读取储存在数据库中的排刀资料(步骤S501)。确定刀具加工顺序(步骤S502)。选择一基准刀具，为该刀具指定一个刀位(步骤S503)。依据刀具规格判断其它剩下的刀具是否为固定刀具(步骤S504)，如果是固定刀具，则把固定刀具装入固定的刀位(步骤S505)，如果不是固定刀具，则判断是否能够同径优化(步骤S506)，其中，同径优化是把两把连续的同类型刀具置于同一径上。如果能够同径优化，则把连续两把刀装在刀盘同一径上。如果不能够同径优化，则计算刀盘中未优化的刀具与前一把刀具的夹角，将当前刀具置于与前一把刀具夹角最小的刀位(步骤S507)，记录优化后的刀盘资料(步骤S509)，CNC代码生成模块60结合优化后的刀盘资料生成CNC代码并保存于数据库中(步骤S510)。
如图6所示，是本发明钣金冲压计算机辅助制造方法的CNC代码模拟流程图。CNC代码模拟模块70读取CNC代码文件(步骤S601)，依据CNC代码文件中的刀具规格建立刀具形状，结合刀具加工顺序来模拟加工状态(步骤S602)，依据加工状态判断刀具CNC代码及刀具是否正确(步骤S603)，如果不正确，则修改刀具特性参数及CNC代码(步骤S604)，如果正确，则生成加工图档，保存加工图档及CNC文件。
权利要求
1.一种钣金冲压计算机辅助制造系统，其可自动化选刀、装刀及排刀、刀盘优化、模拟加工状态，包括有一服务器及透过网络相连接之多个客户端计算机，其特征在于数据库，用于保存客户图档、刀具资料、刀盘资料、排刀资料、相关生管数据、加工图档、报表；服务器，包括有一选刀模块，用于读取客户图档，获得工件信息，并根据工件中图元的形状、尺寸大小及客户允许的加工误差范围选择最优的刀具来加工图元；一刀盘优化模块，以刀盘切换刀具时间最短为原则按照刀具加工顺序重新对刀盘上的刀具进行排列优化；一CNC代码生成模块，其可依据优化后的刀盘资料生成CNC代码文件，并保存于数据库；一CNC代码模拟模块，其可通过CNC代码文件模拟出加工状态，判断CNC代码及刀具是否正确，并生成一加工图档；客户端计算机，可查询加工图档，通过该加工图档查看刀具的排刀和加工图档。
2.如权利要求1所述的钣金冲压计算机辅助制造系统，其特征在于其中服务器还包括有一客户图档处理模块，用于接收来自客户端的图档，并保存于数据库中。
3.如权利要求1所述的钣金冲压计算机辅助制造系统，其特征在于其中服务器还包括有一刀具维护模块，用于根据加工要求修改特性参数、删除或替换刀具。
4.如权利要求1所述钣金冲压计算机辅助制造系统，其特征在于其中服务器还包括一排刀模块，用于根据图元的分布确定最佳的加工路径并记录排刀资料。
5.如权利要求1所述的钣金冲压计算机辅助制造系统，其特征在于其中服务器还包括有一生管模块，其可根据数据库提供的相关生管资料计算加工工时、板材利用率、并生成一用于现场加工的报表。
6.如权利要求1所述的钣金冲压计算机辅助制造系统，其特征在于其中选刀模块还包括一条件维护子模块，用于计算图元的精确条件及模糊条件。
7.如权利要求1所述的钣金冲压计算机辅助制造系统，其特征在于其中选刀模块还包括一匹配子模块，用于刀盘中刀具与图元的精确及模糊条件匹配。
8.如权利要求1所述的钣金冲压计算机辅助制造系统，其特征在于其中选刀模块还包括一检索子模块，其可用于当刀盘中没有刀具能与图元匹配时检索条件到数据库中检索相应的刀具资料。
9.一种钣金冲压计算机辅助制造方法，其可自动化选刀、装刀及排刀、刀盘优化、模拟加工状态，其特征在于该方法包括有如下步骤读取客户图档并获得工件信息；根据图元形状、尺寸及客户允许加工误差范围选择刀具；装刀并排定同一把刀具的最佳加工路径，记录排刀资料；以刀盘切换刀具时间最短为原则对刀盘中的刀具的刀位进行排列优化；根据优化后的刀盘资料生成CNC代码，并保存于数据库中；读取CNC代码文件，模拟加工状态，分析CNC代码并查询刀具，判断CNC代码及刀具是否正确，如果正确，则生成加工图档，保存加工图档及CNC文件。
10.如权利要求9所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于其中选择刀具步骤包括根据图元形状、尺寸及板材、客户允许的加工误差范围分别计算精确条件和模糊条件，判断是否之前处理过相同的图元，如果之前处理过相同的图元，则选择相同的刀具。
11.如权利要求10所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于其中选择刀具步骤还包括如果没有处理过相同的图元，则判断刀盘中是否有与图元精确条件匹配的刀具，如果有匹配的刀具，则选择刀盘上相匹配的刀具。
12.如权利要求11所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于其中选择刀具步骤还包括如果刀盘中没有与图元的精确条件相匹配的刀具，则利用精确条件到数据库中去检索是否有相对应的刀具资料，如果有相应的刀具资料，则判断刀盘是否能装该刀具，如果能装该刀具，则选择该刀具。
13.如权利要求11所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于其中选择刀具步骤还包括如果刀盘不能装该刀具，判断是否刀盘中有与图元模糊条件匹配的刀具，如果有与图元模糊条件匹配的刀具，则选择该刀具。
14.如权利要求12所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于其中选择刀具步骤还包括如果没有与图元模糊条件匹配的刀具，则利用模糊条件到数据库中去检索相应的刀具资料。
15.如权利要求9所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于其中对刀盘中刀具的刀位进行排列的优化步骤还包括读入排刀资料，确定加工顺序，选择基准刀具，依据刀具规格判断是否为固定刀具，如果是固定刀具，则将固定刀具装在固定刀位上。
16.如权利要求15所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于其中对刀盘中刀具的刀位进行排列的优化步骤还包括如果不是固定刀具，则判断是否能同径优化，如果能够同径优化，则同径优化。
17.如权利要求15所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于其中对刀盘中刀具的刀位进行排列优化步骤还包括如果不能同径优化，则计算未优化刀具与前一把刀的夹角，将当前刀具置于与前一把刀具夹角最小的刀位，记录刀盘资料，生成CNC代码并保存。
18.如权利要求9所述的钣金冲压计算机辅助制造方法，其特征在于模拟加工状态步骤后还包括有一将相关生管数据导入生管系统，并由生管系统计算加工工时及板材利用率，生成一用于现场加工报表的步骤。
全文摘要
本发明揭露了一种钣金冲压计算机辅助制造系统及方法。该系统包括有一服务器，一数据库，多个客户端计算机，同时该系统通过一网络与一生管系统相连接。服务器是用于根据工件图元的特性参数及允许的加工误差范围自动化选刀，装刀并排刀，刀盘优化，模拟加工状态，判断排刀和CNC代码是否正确，将CNC代码、机床型号、加工资料及材质导入生管系统由生管系统生成一报表，并保存于数据库中。所述服务器包括有一客户图档处理模块，一刀具维护模块，一选刀模块，一排刀模块，一刀盘优化模块，一CNC代码生成模块，一CNC代码模拟模块及一生管模块。所述系统及方法可提高劳动生产率、减轻钣金冲压操作员的劳动强度及减少人为错误操作。
文档编号G06F17/50GK1577338SQ0314002
公开日2005年2月9日 申请日期2003年7月28日 优先权日2003年7月28日
发明者戴则军, 高小兵, 李劲松, 王之辉, 邵伟, 易胜中 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司