1前言
随着我国企业对信息化建设的重视,PDM产品数据管理系统越来越得到制造企业的青睐,但是在模具行业以PDM产品数据管理系统为平台,进行模具制造全过程数据管理的还非常少。由于模具产品的特殊性,模具设计制造周期长,加工工艺复杂。北汽福田潍坊模具厂在应用PDM产品数据管理系统的基础上,进行三维实体设计、三维实体加工,可以极大的提高设计和制造效率。
2内容
北汽福田潍坊模具厂从1997年开始应用二维cad软件进行模具设计和编程,2003年,工厂承接了国家863项目,成功实施了PDM系统,经过几年的应用,工厂积累了大量应用经验,逐步将PDM系统建设成为企业整个设计、制造的核心平台。同时,该平台为后续capp、erp、mes等系统提供了源头数据,在此基础上的三维实体设计、三维实体加工应用更给企业带来的非常高的经济效益。
2.1 PDM产品数据管理平台
模具产品具有非常鲜明的特点:
模具开发方式大都沿用顺序设计,遵循“概念设计→详细设计→工艺设计→加工制造→试验验证→设计修改”大循环,为了使最大限度的缩短 模具开发周期,我们把设计全部基于产品数据管理PDM系统平台,此平台提供了一个协同、并行的开发环境。
以teamcenter engineering系统作为协同设计的集成框架软件,建立统一的产品信息模型,实现数据、信息共享,与分布应用工具实现集成,并提供一个项目的环境。它集数据库的数据管理能力、网络的通讯能力以及过程的控制能力于一体,实现了在分布式环境中设计和制造活动的信息交换与共享,并对设计和制造过程进行动态的调整和监控,支持各子系统的协同工作,支持资源的优化配置。
图1:PDM产品数据管理平台
PDM产品数据管理平台在模具开发应用的创新点:
2.2 基于PDM平台的三维实体设计
在实施PDM产品数据系统之前,潍坊模具厂先后两次推进三维实体设计应用,但最后都无疾而终。随着PDM产品数据管理平台的搭建,三维实体设计技术有了依托,企业模具设计轻松实现了全面三维实体建模技术。基于PDM平台的三维实体设计,提高了设计制造技术,极大缩短了制造周期。
图2:三维实体建模
标准件库依照日本三住和三协标准,利用ug/part familily快速建立,使用excel进行控制相近拓扑关系的标准件模型,确保模具所需要的标准件全部纳入管理,并且标准件库的维护工作非常简单方便,标准件参数的修改或者标准件规格的增加,直接修改excel表格数据或者增加行,通过数据驱动,就可以添加新的标准件。
?通过使用完全参数化的标准模架数据库,模具外形关键参数长、宽、高尺寸由模具装配prt文件控制,当改变数学表达式中有关变量的取值时,与之相关零件模型中的相应尺寸标注值亦发生变化,通过尺寸驱动模块处理后即可生成新的模型。
?在模具开发之初,我们就针对性的设计了几种类别的三维实体模板,在设计过程中,通过更改模板的相关参数、更换点面,就可以快速的设计出规范、标准的模具,大大提高设计效率。
?使用PDM对模具数据进行管理,自动生成模具明细表
2.3 基于PDM平台的三维实体加工
基于PDM系统,潍坊模具厂开展的三维实体编程,模具泡沫实型实现了全型面数控加工,一套模具实型制作由10天减少到4天,降低实型制作成本40%以上,提高实型工作效率50%。
图3:三维实体加工编程
泡沫实型三维实体加工的核心在于数控编程,三维实体加工编程的基本思路是实体剖切分层,翻转加工。模具泡沫实型编程第一步是先膨胀,将铸件的膨胀余量考虑在内,然后审查其可加工性,接着分层、编程、下料、编制程序单。通过固定编程操作顺序,极大减少编程的出错率。
在模具泡沫实型加工过程中,我们在先进的宝丽隆专业泡沫加工机床上应用三维实体无图化加工,制做的泡沫实型效率高、周期短、成本低。
2.4 基于PDM平台实施capp系统
模具厂工艺编制工作原来由每位设计人员进行,设计人员既是设计者又是工艺编制者,不仅工艺标准不统一,还时常耽误车间工艺,多样的工作也严重影响设计进度。实施完成PDM系统之后,产品设计数据得到了有效管理,在此基础上,我们在模具工艺编制实现了wit-capp软件,通过典型工艺等模块的应用,工艺编制规范、准确,工艺编制人员也减少到一名。
图4:wit-capp
2.5 基于PDM平台推进erp应用
在成功实施完成PDM和capp系统之后,潍坊模具厂在设计实现了有效的管理,为了提高企业管理水平,工厂果断推进erp系统。由于源头数据全部从PDM管理平台,整个模具项目从合同签订、主生产计划编制、物料需求计划运算、标准件与物资的采购管理、模具多工序与单工序外协管理、库存管理、生产车间管理全部在erp系统中实现。
图5:erp主界面
工厂接到模具订单以后,首先录入erp系统,有生产计划人员编制生产计划,等设计完成以后,PDM平台将设计bom发布到erp,erp系统根据生产计划和设计bom,自动的计算出采购计划、外协计划和自制计划,计划准确、迅速。
2.6 系统集成
企业在实施不同的信息化项目时,非常容易出现信息孤岛,在模具设计制造的整个过程中,由于潍坊模具厂各个信息系统完全以PDM系统为平台,避免了信息孤岛的出现。
由于系统全部以大型数据库oracle为底层平台,PDM、capp、erp、mes完全集成在一起,采用java语言,利用jdbc技术实现对数据库的操作,完全集成的信息系统,保证了模具在整个设计制造过程中信息流转准确、迅速,制造周期缩短,成本降低。
3结论
潍坊模具厂以PDM平台为基础,先后完成了capp、三维实体应用、erp、mes等系统的实施,企业逐步积累了大量的经验。但是模具制作是一个非常复杂的过程,我们仍不能将全部的数据全部在此平台上管理、数据的继承仍然存在小的瑕疵,但是我们相信,依托这么一个功能前大的管理平台为基础,逐步细化,深入应用,一定可以模具设计、制造的整个过程管理起来,形成知识库,最终提高模具开发水平,提升企业竞争力。