我们正在逐步接近和实现无纸化工厂的梦想

   2022-12-01 工业品商城106
核心提示:几个世纪以来,生产人员一直通过工程图纸传递编译信息。因此,最大限度地减少信息(无论是纸传还是电脑发)对人工编制的依赖,才是无纸化工厂真正的发展前景。人们的目标不仅是取消木质纤维制成的纸张,还包括取消在计算机上进一步处理之前的许多步骤,包括人们必须智能分析和给信息分配定义的步骤。在无纸化工厂中,“无纸化

几个世纪以来,生产人员一直通过工程图纸传递编译信息。因此,最大限度地减少信息(无论是纸传还是电脑发)对人工编制的依赖,才是无纸化工厂真正的发展前景。人们的目标不仅是取消木质纤维制成的纸张,还包括取消在计算机上进一步处理之前的许多步骤,包括人们必须智能分析和给信息分配定义的步骤。

在无纸化工厂中,“无纸化”的意义得到了充分体现,无纸化工厂中零件的生产将实现无缝连接和高度自动化。有些人想象他们的零件生产就像使用一条装配线,就像在笔记本电脑或个人电脑上看到的那样,信息的副本可以立即制作出来。在电脑上制作3D“硬拷贝”就像打印文档或数码照片一样简单。当然,把材料从库存仓库里搬出来制造一个零件,比在纸上一排排打印字母或者排列彩色点阵要复杂得多。

幸运的是,这与所使用的计算机、文字处理软件或网络浏览器的品牌以及连接到电缆另一端的打印机的品牌没有多大关系。我们只需要妥善解决必要的连接、协调和兼容性问题。

但实际生产中的情况肯定会有所不同,至少对大多数公司来说是这样。设计师和车间之间几乎每一步都存在一些问题,包括数据交换、格式不兼容、缺乏协调等。这个时候,人工干预是不可避免的,涉及到一些不确定因素。多年来,人们一直在努力使生产计算机系统无缝连接,使自动化达到更高的水平。

事实上,我们正在逐步接近和实现无纸化工厂的梦想。但是进展一直很慢,经常遇到很多挫折。然而,最近的进展可能有助于为实现这一宏伟愿景带来一些动力。

一个令人鼓舞的发展是,一家CAD/CAM软件供应商完成了开发新界面的任务,该界面允许其提供的CAM读取标准化文件格式的产品数据,其中包括可加工的特征和加工所需的严格规范。Gibbs and Associates(位于加利福尼亚州穆尔帕克)是一家CAD/CAM供应商,一直在与南卡罗莱纳州研究机构(SCRA)合作开发这种接口。产品数据的格式由STEP标准应用协议224(即AP224)定义。STEP(产品模型数据交换标准)是国际标准化努力的结果。通过这个标准,可以减少不同的、不匹配的软硬件之间产品数据交换的障碍。STEP标准是20世纪80年代创建IGES标准(图像交换规范)的副产品。

STEP标准包括开发一套标准化的“生产”数据代码和开发符合数据要求的文件格式(协议)。这些要求是由产品设计和生产的主要应用领域提出的。AP224是应用领域协议之一。

AP224专门用于支持设计工程团队和生产工程团队之间产品制造信息的传递。它主要关注机械零件的生产,包括加工这些零件的必要信息。AP224可以捕获加工中所需的特性、几何尺寸和公差尺寸、材料、表面光洁度和其他零件数据。

像所有STEP标准应用协议一样,AP224可以将信息编译成代码,以便计算机系统可以直接编译和转换这些代码。编码过程独立于任何计算机系统。

BSCAM的AP224接口可以读取这些格式化信息,然后创建可加工零件特征,这些特征当然与AP224文件中的特征相对应。数控程序员和编程软件不需要对零件的几何形状进行“特殊处理”,因为有些工序会让他们创建机床加工指令和刀具轨迹数据。这是迈向无纸化工厂的重要一步,尽管在前进的道路上会有更多的挑战。

AP224是根据STEP标准为制造企业创建的一系列应用协议之一。这套“生产接口”代表了许多相关标准,可以满足生产企业对产品模型数据的特殊需求。由于离散加工零件对许多产品至关重要,包括军用飞机和战车,因此应更加关注包含加工数据的产品模型数据。AP224的正式名称是:具有加工特性的机械产品的工艺规程定义。

AP224被认为是生产过程的重要组成部分,因为它编码的信息对下游的生产任务非常关键,如工艺规划、机床调试、数控操作和检验等。这些应用程序的协议应该被进一步执行,并且用于执行的软件应该遵循它。STEP中包含的标准化方法要保证这些AP能够互相“协调”,也就是这些格式要互相兼容,这样AP准备的数据才能被别人使用。因为产品生产过程中的工序和阶段是同时进行的,所以在AP覆盖的范围内会出现重叠现象。

在开发AP224的过程中,SCRA扮演了非常重要的角色。SCRA是一个从事应用研究和商业化的机构。它在安德森、查尔斯顿和哥伦比亚、南加州等地区设有办事处。SCRA的准备与维护事业部(业务准备支持组织)设在解决方案生成研究所(solution research institute),主要负责为开发AP224的工作组提供指导服务。该机构最初成立于1991年。

AP224和其他STEP标准正在美国各地的各种军事维护和测试领域使用。这些设施对提供维修零件和备件的行业提出了挑战,因为其中许多是军事装备所需要的,它们的有效使用寿命需要延长到几十年。将这些产品的信息编码为计算机系统可以读取的产品模型数据的形式,可以帮助这些设施应对其生产挑战,并具有更高的效率和经济特性。

GibbsCAM的AP224接口是在“军用坦克与车辆研究开发与工程中心”的支持下开发成功的。在与一家私营企业的CAD/CAM供应商的合作中,立即实现了两个目标:首先,AP224接口被引入到消费者和一般商业产品生产领域,其效率和经济性得到了高度评价。同样,它还为军事供应链中的那些公司提供商业CAD/CAM系统,以满足他们的需求,并帮助平衡他们在STEP数据上的投资。

当然,在开发接口技术方面,SCRA公司渴望看到其他CAD/CAM供应商效仿Gibbs and Associate。CAD/CAM供应商不是在STEP项目上与SCRA组织合作的唯一合作伙伴。

作为“基础格式”,AP224接口有两个非常重要的方面需要所有数控机床用户了解。它适用于处理特性,而数据代码不仅用于在计算机上显示,也用于计算机编译。如前所述,大多数与数控编程相关的活动都会涉及到加工特性的确认和评估。在没有附加指令或说明的情况下,零件的几何形状仅使用其表面或体积作为实体输入数据来描述形状。有必要解释这种形状,以便识别这种几何形状的每个部分,作为特定部分的特征的代表,例如凹部、凸台、孔、圆角等。同样,这些特性也必须根据其公差进行分析,因为最关键或最困难的问题一般是确定什么样的加工工艺最合适,什么样的加工程序最好。最后,在毛坯工件上加工和产生这些特征的加工步骤和刀具轨迹需要由NC程序员组织,由CAM软件处理。

 
 
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