CN110516283A - 零件的机加工工艺文件生成方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零件的机加工工艺文件生成方法和装置，属于三维工艺设计领域。该方法包括获取零件模型及毛坯模型，零件模型和毛坯模型均具有尺寸标注信息；根据零件模型确定结构特征，结构特征包括平面、曲面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹中的至少一种；从工艺知识库中确定加工每个结构特征的工艺链，工艺链包括加工出结构特征的有序排列的多个加工步骤；确定各个结构特征的加工顺序；根据毛坯模型、加工顺序和所确定的每个结构特征的工艺链，生成每个加工步骤完成后的多个模型；根据多个模型生成三维工艺文件，三维工艺文件包括按加工进度排列的多个模型。三维工艺文件相比传统的工艺卡片更直观，而且生成方式简单，工作量小，提高了生产效率。

Description

零件的机加工工艺文件生成方法和装置

技术领域

本发明涉及三维工艺设计领域，特别涉及一种零件的机加工工艺文件生成方法和装置。

背景技术

工艺设计作为连接产品设计和生产制造的桥梁，对产品的质量起着至关重要的作用。

在进行实际的机加工之前，通常都需要先进行工艺设计，得到机加工工艺文件，例如传统的纸质二维工艺卡片。工艺卡片在下发到车间后，车间就可以根据工艺卡片给出的信息进行加工，最终得到加工完成的零件。

由于一个零件从毛坯到成品通常需要经过很多次加工，因此需要设计大量的二维工艺卡片，效率低，工作量大。

发明内容

本发明实施例提供了一种零件的机加工工艺文件生成方法和装置，能够减小设计工艺文件的工作量，提高效率。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种零件的机加工工艺文件生成方法，所述方法包括：

获取零件模型及毛坯模型，所述零件模型和所述毛坯模型均具有尺寸标注信息；

根据所述零件模型确定结构特征，所述结构特征包括平面、曲面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹中的至少一种；

从工艺知识库中确定加工每个所述结构特征的工艺链，所述工艺链包括加工出所述结构特征的有序排列的多个加工步骤，所述工艺知识库为各种所述结构特征的工艺链的集合，每种所述结构特征具有至少一条工艺链；

确定各个所述结构特征的加工顺序；

根据所述毛坯模型、所述加工顺序和所确定的每个所述结构特征的工艺链，生成每个所述加工步骤完成后的多个模型；

根据所述多个模型生成三维工艺文件，所述三维工艺文件包括按加工进度排列的所述多个模型。

可选地，所述从工艺知识库中确定加工每个所述结构特征的工艺链，包括以下至少一种：

对于仅具有一条工艺链的所述结构特征，将所述一条工艺链确定为加工所述结构特征的工艺链；

对于具有至少两条工艺链的所述结构特征，接收第一用户指令，将所述第一用户指令所指示的工艺链确定为加工所述结构特征的工艺链。

可选地，所述方法还包括：

在确定各个所述结构特征的加工顺序之前，接收第二用户指令，根据所述第二用户指令对确定出的至少一个所述结构特征的工艺链中的至少一个加工步骤进行修改，将修改后的工艺链作为加工所述结构特征的工艺链。

可选地，所述方法还包括：

在确定各个所述结构特征的加工顺序之前，将修改后的工艺链录入所述工艺知识库，作为所述结构特征的一条工艺链。

可选地，所述方法还包括：

将所述三维工艺文件上传至产品数据管理系统。

另一方面，本发明实施例还提供了一种零件的机加工工艺文件生成装置，包括：

模型获取模块，用于获取零件模型及毛坯模型，所述零件模型和所述毛坯模型均具有尺寸标注信息；

特征确定模块，用于根据所述零件模型确定结构特征，所述结构特征包括平面、曲面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹中的至少一种；

工艺链确定模块，用于从工艺知识库中确定加工每个所述结构特征的工艺链，所述工艺链包括加工出所述结构特征的有序排列的多个加工步骤，所述工艺知识库为各种所述结构特征的工艺链的集合，每种所述结构特征具有至少一条工艺链；

顺序确定模块，用于确定各个所述结构特征的加工顺序；

模型生成模块，用于根据所述毛坯模型、所述加工顺序和所确定的每个所述结构特征的工艺链，生成每个所述加工步骤完成后的多个模型；

文件生成模块，用于根据所述多个模型生成三维工艺文件，所述三维工艺文件包括按加工进度排列的所述多个模型。

可选地，所述工艺链确定模块采用以下两种方式中的至少一种确定加工每个所述结构特征的工艺链：

对于仅具有一条工艺链的所述结构特征，将所述一条工艺链确定为加工所述结构特征的工艺链；

对于具有至少两条工艺链的所述结构特征，接收第一用户指令，将所述第一用户指令所指示的工艺链确定为加工所述结构特征的工艺链。

可选地，所述工艺链确定模块还用于在确定各个所述结构特征的加工顺序之前，接收第二用户指令，根据所述第二用户指令对确定出的至少一个所述结构特征的工艺链中的至少一个加工步骤进行修改，将修改后的工艺链作为加工所述结构特征的工艺链。

可选地，还包括数据更新模块，用于在确定各个所述结构特征的加工顺序之前，将修改后的工艺链录入所述工艺知识库，作为所述结构特征的一条工艺链。

可选地，还包括发送模块，用于将所述三维工艺文件上传至产品数据管理系统。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过获取零件模型及毛坯模型，可以得到毛坯的尺寸形状以及成品零件的尺寸形状。根据零件模型确定出结构特征，从而可以确定出需要加工出哪些结构特征。通过从工艺知识库中确定加工每个结构特征的工艺链，从而可以得到加工每个结构特征时的所有加工步骤。通过确定各个结构特征的加工顺序，从而能够将所有的加工步骤进行排序，确定出完整的加工过程。通过生成每个加工步骤完成后的多个模型，可以便于准确获知每一个加工步骤所进行的加工，通过根据多个模型生成三维工艺文件，由于三维工艺文件包括按加工进度排列的多个模型，这样就可以依次参照多个模型逐步完成所有的加工步骤，得到最终的零件，三维工艺文件相比传统的工艺卡片更直观，而且生成方式简单，工作量小，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种零件的机加工工艺文件生成方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种零件的机加工工艺文件生成方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种零件的机加工工艺文件生成装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种零件的机加工工艺文件生成方法的流程图，如图1所示，该工艺文件生成方法包括：

S11：获取零件模型及毛坯模型。

其中，零件模型和毛坯模型均具有尺寸标注信息。

S12：根据零件模型确定结构特征。

其中，结构特征包括平面、曲面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹中的至少一种。

S13：从工艺知识库中确定加工每个结构特征的工艺链。

其中，工艺链包括加工出结构特征的有序排列的多个加工步骤，工艺知识库为各种结构特征的工艺链的集合，每种结构特征具有至少一条工艺链。

S14：确定各个结构特征的加工顺序。

S15：根据毛坯模型、加工顺序和所确定的每个结构特征的工艺链，生成每个加工步骤完成后的多个模型。

S16：根据多个模型生成三维工艺文件，三维工艺文件包括按加工进度排列的多个模型。

本发明实施例提供通过获取零件模型及毛坯模型，可以得到毛坯的尺寸形状以及成品零件的尺寸形状。根据零件模型确定出结构特征，从而可以确定出需要加工出哪些结构特征。通过从工艺知识库中确定加工每个结构特征的工艺链，从而可以得到加工每个结构特征时的所有加工步骤。通过确定各个结构特征的加工顺序，从而能够将所有的加工步骤进行排序，确定出完整的加工过程。通过生成每个加工步骤完成后的多个模型，可以便于准确获知每一个加工步骤所进行的加工，通过根据多个模型生成三维工艺文件，由于三维工艺文件包括按加工进度排列的多个模型，这样就可以依次参照多个模型逐步完成所有的加工步骤，得到最终的零件，三维工艺文件相比传统的工艺卡片更直观，而且生成方式简单，工作量小，提高了生产效率。

图2是本发明实施例提供的另一种零件的机加工工艺文件生成方法的流程图，如图2所示，该工艺文件生成方法包括：

S21：获取零件模型及毛坯模型。

零件模型和毛坯模型均具有尺寸标注信息。零件模型和毛坯模型可以是通过制图软件制作的三维模型，制图软件可以为Proe、SolidWorks、UG等。此外，零件模型和毛坯模型还可以包括零件信息，零件信息包括零件名称、零件图号、材料牌号、批次、毛坯类型中的至少一种。其中，毛坯类型可以包括铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件、粉末冶金件、冷挤件、塑料压制件中的至少一种。

S22：根据零件模型确定结构特征。

其中，结构特征包括平面、曲面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹中的至少一种。

示例性地，结构特征可以根据用户的输入指令确定。例如用户输入指令以选取槽作为结构特征。这里的槽可以是环形槽、U形槽、V形槽、L形槽、扇形槽、沟槽、燕尾槽等。

此外，对于孔、倒角、倒圆、螺纹等，也可以默认确定为结构特征，而无需用户输入指令。

S23：从工艺知识库中确定加工每个结构特征的工艺链。

其中，工艺链包括加工出结构特征的有序排列的多个加工步骤。工艺知识库为各种结构特征的工艺链的集合。每种结构特征具有至少一条工艺链。

工艺知识库可以预先设置。对于每一种结构特征，通常都具有至少一种加工方法，一个完整的加工方法通常包括多个加工步骤，每个加工步骤具有先后顺序。按加工的先后顺序，多个加工步骤即构成了一条工艺链。例如加工一个孔，通常需要依次经过钻孔、扩孔、粗铰、精铰四个加工步骤，这四个加工步骤即构成了一条工艺链。

可选地，对于仅具有一条工艺链的结构特征，可以将一条工艺链确定为加工结构特征的工艺链。

对于具有至少两条工艺链的结构特征，可以接收第一用户指令，将第一用户指令所指示的工艺链确定为加工结构特征的工艺链。

由于同一结构特征可能存在多种加工方法，因此一部分结构特征在工艺知识库中可能只收录有一条工艺链，而另一部分结构特征在工艺知识库中可能收录有两个甚至两个以上的工艺链。对于仅收录有一条工艺链的结构特征，可以直接以该条工艺链作为该结构特征的工艺链。而对于具有两条或两条以上工艺链的结构特征，可以由用户进行选择。这里的第一用户指令可以由用户触发，第一用户指令用以指示至少两条工艺链中的一条。

可选地，还可以接收第二用户指令，根据第二用户指令对确定出的至少一个结构特征的工艺链中的至少一个加工步骤进行修改，将修改后的工艺链作为加工结构特征的工艺链。这里的修改可以包括切削量的增减、部分加工步骤之间的顺序、部分加工步骤重复的次数、增添加工步骤、删减加工步骤中的至少一种。修改时可以只对部分加工步骤进行修改，也可以对一条工艺链中的所有加工步骤进行修改。在不同的零件上，即使结构特征相同，有可能实际加工时某些加工步骤会有些许不同，存在一定的差异，通过对工艺链中的加工步骤进行修改，可以使确定出的工艺链更加适应具体的零件，有利于提高加工的精度。

可选地，还可以将修改后的工艺链录入工艺知识库，作为该结构特征的一条工艺链。这样可以对工艺知识库不断进行扩容，在以后再次进行零件的机加工工艺文件生成时，对该结构特征就可以有更多可供选择的工艺链，降低后续修改工艺链的工作量。

S24：确定各个结构特征的加工顺序。

一个零件通常具有多个结构特征，不同的结构特征之间需要按照先后顺序进行加工，在确定出各个结构特征的加工顺序后，就可以将加工零件的所有加工步骤按照先后顺序排列出来。

S25：根据毛坯模型、加工顺序和所确定的每个结构特征的工艺链，生成每个加工步骤完成后的多个模型。

毛坯模型在经过第一个加工步骤后，会产生一定的变化，从而可以得到一个新的模型，在经过第二个加工步骤后，又会产生一定的变化，从而又得到一个新的模型。每个加工步骤之后都会对应有一个模型，最后一个加工步骤完成后得到的模型即为零件模型。由于最初获取的毛坯模型和零件模型均具有尺寸标注信息，因此在每一个加工步骤后生产的模型均可以具有相应的尺寸标注信息，通过尺寸标注信息就可以直观地知晓每个加工步骤中的加工量。

此外，每个模型中还可以包括工艺信息和前述的零件信息，这里的工艺信息可以包括工装的装夹方式、编程原点等。

S26：根据多个模型生成三维工艺文件。

其中，三维工艺文件包括按加工进度排列的多个模型。

三维工艺文件可以是三维的PDF格式文件。在该三维工艺文件中可以对模型进行平移、旋转、缩放等操作，方便查看模型的各个细节，方便对零件进行加工。

S27：将三维工艺文件上传至产品数据管理系统。

PDM(Product Data Management，产品数据管理)系统能够有效组织企业生产工艺卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件和数控程序等生产作业文档，实现车间无纸化生产。通过将三维工艺文件上传至PDM系统，可以方便对三维工艺文件进行管理，方便签审、查阅等。并且PDM系统可以与MES(Manufacturing Execution System，制造执行系统)、智能装配管控系统相连，将三维工艺文件发送至车间，以指导车间进行生产，通过三维工艺文件中的模型直接指导生产制造，便于直观地知晓结构特征所对应的尺寸标注信息、工艺信息以及零件信息，将尺寸标注信息、工艺信息以及零件信息直接显示在模型上，取代纸质的二维工艺卡片，表达更直观、完整、形式多样、便于管理。

图3是本发明实施例提供的一种零件的机加工工艺文件生成装置的结构框图。如图3所示，该机加工工艺文件生成装置包括模型获取模块21、特征确定模块22、工艺链确定模块23、顺序确定模块24、模型生成模块25和文件生成模块26。

模型获取模块21用于获取零件模型及毛坯模型，零件模型和毛坯模型均具有尺寸标注信息。特征确定模块22用于根据零件模型确定结构特征，结构特征包括平面、曲面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹中的至少一种。工艺链确定模块23用于从工艺知识库中确定加工每个结构特征的工艺链，工艺链包括加工出结构特征的有序排列的多个加工步骤，工艺知识库为各种结构特征的工艺链的集合，每种结构特征具有至少一条工艺链。顺序确定模块24用于确定各个结构特征的加工顺序。模型生成模块25用于根据毛坯模型、加工顺序和所确定的每个结构特征的工艺链，生成每个加工步骤完成后的多个模型。文件生成模块26用于根据多个模型生成三维工艺文件，三维工艺文件包括按加工进度排列的多个模型。

本发明实施例提供通过获取零件模型及毛坯模型，可以得到毛坯的尺寸形状以及成品零件的尺寸形状。根据零件模型确定出结构特征，从而可以确定出需要加工出哪些结构特征。通过从工艺知识库中确定加工每个结构特征的工艺链，从而可以得到加工每个结构特征时的所有加工步骤。通过确定各个结构特征的加工顺序，从而能够将所有的加工步骤进行排序，确定出完整的加工过程。通过生成每个加工步骤完成后的多个模型，可以便于准确获知每一个加工步骤所进行的加工，通过根据多个模型生成三维工艺文件，由于三维工艺文件包括按加工进度排列的多个模型，这样就可以依次参照多个模型逐步完成所有的加工步骤，得到最终的零件，三维工艺文件相比传统的工艺卡片更直观，而且生成方式简单，工作量小，提高了生产效率。

可选地，工艺链确定模块23可以采用以下两种方式中的至少一种确定加工每个结构特征的工艺链：

对于仅具有一条工艺链的结构特征，将一条工艺链确定为加工结构特征的工艺链。

对于具有至少两条工艺链的结构特征，接收第一用户指令，将第一用户指令所指示的工艺链确定为加工结构特征的工艺链。

由于同一结构特征可能存在多种加工方法，因此一部分结构特征在工艺知识库中可能只收录有一条工艺链，而另一部分结构特征在工艺知识库中可能收录有两个甚至两个以上的工艺链。对于仅收录有一条工艺链的结构特征，可以直接以该条工艺链作为该结构特征的工艺链。而对于具有两条或两条以上工艺链的结构特征，可以由用户进行选择。这里的第一用户指令可以由用户触发，第一用户指令用以指示至少两条工艺链中的一条。对于工艺知识库的说明可以参见前文的相关内容，此处不赘述。

可选地，工艺链确定模块23还可以用于在确定各个结构特征的加工顺序之前，接收第二用户指令，根据第二用户指令对确定出的至少一个结构特征的工艺链中的至少一个加工步骤进行修改，将修改后的工艺链作为加工结构特征的工艺链。这里的修改可以包括切削量的增减、部分加工步骤之间的顺序、部分加工步骤重复的次数、增添加工步骤、删减加工步骤中的至少一种。修改时可以只对部分加工步骤进行修改，也可以对一条工艺链中的所有加工步骤进行修改。在不同的零件上，即使结构特征相同，有可能实际加工时某些加工步骤会有些许不同，存在一定的差异，通过对工艺链中的加工步骤进行修改，可以使确定出的工艺链更加适应具体的零件，有利于提高加工的精度。

如图3所示，该工艺文件生成装置还可以包括数据更新模块27。数据更新模块27用于在确定各个结构特征的加工顺序之前，将修改后的工艺链录入工艺知识库，作为结构特征的一条工艺链。这样可以对工艺知识库不断进行扩容，在以后再次进行零件的机加工工艺文件生成时，对该结构特征就可以有更多可供选择的工艺链，降低后续修改工艺链的工作量。

如图3所示，该工艺文件生成装置还可以包括发送模块28。发送模块28用于将三维工艺文件上传至PDM系统。PDM系统能够有效组织企业生产工艺卡片、零件蓝图、三维数模、刀具清单、质量文件和数控程序等生产作业文档，实现车间无纸化生产。通过将三维工艺文件上传至PDM系统，可以方便对三维工艺文件进行管理，方便签审、查阅等。并且PDM系统可以与MES、智能装配管控系统相连，将三维工艺文件发送至车间，以指导车间进行生产，通过三维工艺文件中的模型直接指导生产制造，便于直观地知晓结构特征所对应的尺寸标注信息以及工艺信息，同时将尺寸标注信息和工艺信息直接显示在模型上，取代纸质的二维工艺卡片，表达更直观、完整、形式多样、便于管理。

需要说明的是：上述实施例提供的零件的机加工工艺文件生成装置在生成零件的机加工工艺文件时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的零件的机加工工艺文件生成装置与零件的机加工工艺文件生成方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种零件的机加工工艺文件生成方法，其特征在于，所述方法包括：

获取零件模型及毛坯模型，所述零件模型和所述毛坯模型均具有尺寸标注信息；

根据所述零件模型确定结构特征，所述结构特征包括平面、曲面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹中的至少一种；

从工艺知识库中确定加工每个所述结构特征的工艺链，所述工艺链包括加工出所述结构特征的有序排列的多个加工步骤，所述工艺知识库为各种所述结构特征的工艺链的集合，每种所述结构特征具有至少一条工艺链；

确定各个所述结构特征的加工顺序；

根据所述毛坯模型、所述加工顺序和所确定的每个所述结构特征的工艺链，生成每个所述加工步骤完成后的多个模型；

根据所述多个模型生成三维工艺文件，所述三维工艺文件包括按加工进度排列的所述多个模型。

2.根据权利要求1所述的工艺文件生成方法，其特征在于，所述从工艺知识库中确定加工每个所述结构特征的工艺链，包括以下至少一种：

对于仅具有一条工艺链的所述结构特征，将所述一条工艺链确定为加工所述结构特征的工艺链；

对于具有至少两条工艺链的所述结构特征，接收第一用户指令，将所述第一用户指令所指示的工艺链确定为加工所述结构特征的工艺链。

3.根据权利要求2所述的工艺文件生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定各个所述结构特征的加工顺序之前，接收第二用户指令，根据所述第二用户指令对确定出的至少一个所述结构特征的工艺链中的至少一个加工步骤进行修改，将修改后的工艺链作为加工所述结构特征的工艺链。

4.根据权利要求3所述的工艺文件生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定各个所述结构特征的加工顺序之前，将修改后的工艺链录入所述工艺知识库，作为所述结构特征的一条工艺链。

5.根据权利要求1～4任一项所述的工艺文件生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述三维工艺文件上传至产品数据管理系统。

6.一种零件的机加工工艺文件生成装置，其特征在于，包括：

模型获取模块，用于获取零件模型及毛坯模型，所述零件模型和所述毛坯模型均具有尺寸标注信息；

特征确定模块，用于根据所述零件模型确定结构特征，所述结构特征包括平面、曲面、孔、槽、倒角、倒圆、螺纹中的至少一种；

工艺链确定模块，用于从工艺知识库中确定加工每个所述结构特征的工艺链，所述工艺链包括加工出所述结构特征的有序排列的多个加工步骤，所述工艺知识库为各种所述结构特征的工艺链的集合，每种所述结构特征具有至少一条工艺链；

顺序确定模块，用于确定各个所述结构特征的加工顺序；

模型生成模块，用于根据所述毛坯模型、所述加工顺序和所确定的每个所述结构特征的工艺链，生成每个所述加工步骤完成后的多个模型；

文件生成模块，用于根据所述多个模型生成三维工艺文件，所述三维工艺文件包括按加工进度排列的所述多个模型。

7.根据权利要求6所述的工艺文件生成装置，其特征在于，所述工艺链确定模块采用以下两种方式中的至少一种确定加工每个所述结构特征的工艺链：

对于仅具有一条工艺链的所述结构特征，将所述一条工艺链确定为加工所述结构特征的工艺链；

对于具有至少两条工艺链的所述结构特征，接收第一用户指令，将所述第一用户指令所指示的工艺链确定为加工所述结构特征的工艺链。

8.根据权利要求7所述的工艺文件生成装置，其特征在于，所述工艺链确定模块还用于在确定各个所述结构特征的加工顺序之前，接收第二用户指令，根据所述第二用户指令对确定出的至少一个所述结构特征的工艺链中的至少一个加工步骤进行修改，将修改后的工艺链作为加工所述结构特征的工艺链。

9.根据权利要求8所述的工艺文件生成装置，其特征在于，还包括数据更新模块，用于在确定各个所述结构特征的加工顺序之前，将修改后的工艺链录入所述工艺知识库，作为所述结构特征的一条工艺链。

10.根据权利要求6～9任一项所述的工艺文件生成装置，其特征在于，还包括发送模块，用于将所述三维工艺文件上传至产品数据管理系统。