專利名稱：一種鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈑金件套料的設(shè)計(jì)以及管理領(lǐng)域，具體地來(lái)說(shuō)為一種鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)，以及包括采用鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)進(jìn)行套料的方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)套料集成系統(tǒng)應(yīng)用范圍涵蓋船舶、汽車、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械等眾多重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域， 主要用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門以及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、制造工廠等單位的鈑金件套料設(shè)計(jì)和制造，套料設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品大部分的制造成本，上述行業(yè)的企業(yè)單位所承擔(dān)重大工程建設(shè)往往離不開套料設(shè)計(jì)，料設(shè)計(jì)技術(shù)難度不高但是具有工作量大的特點(diǎn)，在人工成本越來(lái)越高的今天，由計(jì)算機(jī)代替人工作套料設(shè)計(jì)和管理，能夠大大降低成本。此外，為了保證產(chǎn)品性能和質(zhì)量，也需要進(jìn)入自動(dòng)化程序控制，降低人為因素導(dǎo)致失誤所帶來(lái)的重大經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。例如在船舶市場(chǎng)目前，我國(guó)已躍升為世界第二大船舶制造國(guó)，船舶產(chǎn)品制造需要消耗大量的鋼板來(lái)制造船體和舾裝中間產(chǎn)品。隨著源材料價(jià)格的上漲，船廠對(duì)套料設(shè)計(jì)的精度和質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越重視，迫切需要從設(shè)計(jì)到制造對(duì)鈑金件制造的成本、質(zhì)量、周期進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控和管理的信息化一攬子解決方案；鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)近幾十年，建筑、交通等基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目如雨后春筍般在全國(guó)各地陸續(xù)上馬，這些項(xiàng)目的建設(shè)特別依賴鋼鐵材料，通過(guò)對(duì)鋼鐵的切割和裝焊，制造成產(chǎn)品中的各式各樣的零部件，隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)套料軟件集成產(chǎn)品應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)，是科技發(fā)展的方向，也是傳統(tǒng)工業(yè)集約化轉(zhuǎn)變的必然和要求。在機(jī)械市場(chǎng)2010年，我國(guó)成為超越美國(guó)后的汽車產(chǎn)銷量第一大國(guó)，汽車和相關(guān)重型裝備需求旺盛。作為占成本重要比重的鋼材，是制造汽車及相關(guān)設(shè)備的重要源材料。板材的利用率和切割質(zhì)量直接影響到最終產(chǎn)品的成本和質(zhì)量。自動(dòng)套料集成系統(tǒng)迎合了當(dāng)前企業(yè)大力開展信息化建設(shè)的趨勢(shì)，解決企業(yè)設(shè)計(jì)和制造信息化建設(shè)脫節(jié)的問(wèn)題，改變?cè)O(shè)計(jì)和制造各自為政，信息溝通不暢的問(wèn)題，具有操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)文件數(shù)據(jù)傳遞的方式相比，各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳遞自動(dòng)化控制，不需要專人做大量機(jī)械重復(fù)勞動(dòng)，提高了工作效率，是一種在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，具有很好應(yīng)用前景的產(chǎn)品。然而，目前國(guó)內(nèi)公開報(bào)道的文獻(xiàn)范圍內(nèi)，計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)套料集成設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，但未見基于數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)套料設(shè)計(jì)和制造集成的文獻(xiàn)報(bào)道；也未見在三維設(shè)計(jì)軟件CADDS5、自動(dòng)套料軟件SigmaNest、物料管理系統(tǒng)、車間作業(yè)控制系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)一體化集成的文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)及方法，解決目前船舶、汽車、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械制造行業(yè)套料設(shè)計(jì)與制造數(shù)據(jù)以及板料庫(kù)存在不同步的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供了一種鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)，通過(guò)接受生產(chǎn)管理部門提供的中間產(chǎn)品的零件模型和工藝信息對(duì)套料進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理，其特征在于，包括
一采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)所采購(gòu)板材物資的結(jié)構(gòu)化信息； 第一存儲(chǔ)服務(wù)器，用于存儲(chǔ)采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)的信息； 一零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)待套零件模型和工藝信息； 第二存儲(chǔ)服務(wù)器，用于存儲(chǔ)零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)的信息； 套料處理器，與第一存儲(chǔ)服務(wù)器和第二存儲(chǔ)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通訊連接，包括 套料任務(wù)管理模塊，用于從第二存儲(chǔ)服務(wù)器中讀取待套零件模型及工藝信息，分組選擇創(chuàng)建套料任務(wù)；
板材庫(kù)管理模塊，讀取第一存儲(chǔ)服務(wù)器中的采購(gòu)清單，根據(jù)套料任務(wù)材料的物資代碼從采購(gòu)清單中過(guò)濾出所需板材數(shù)據(jù)并輸出至套料任務(wù)管理模塊；套料任務(wù)管理模塊接受板材庫(kù)管理模塊的板材數(shù)據(jù)，對(duì)套料任務(wù)中材質(zhì)、板厚相同的零件和板材配對(duì)創(chuàng)建多個(gè)內(nèi)部套料任務(wù)；
套料設(shè)計(jì)模塊，讀取套料任務(wù)管理模塊中的套料任務(wù)，根據(jù)套料任務(wù)，將待套零件布置在板材上，并對(duì)布置好的板材定義零件切割路徑，模擬切割場(chǎng)景，生成數(shù)控切割指令，發(fā)送至數(shù)控機(jī)床。所述零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)是基于CADDS5三維生產(chǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)所設(shè)計(jì)的零件模型數(shù)據(jù)。套料任務(wù)管理模塊包括
一數(shù)據(jù)讀取集成中間體，用于獲取并還原零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)中CADDS5格式的三維零件模型和工藝數(shù)據(jù)；
一待套零件選擇模塊，根據(jù)工藝數(shù)據(jù)和還原的零件模型，將待套零件按照工程編號(hào)、零件名稱、分段號(hào)、厚度、材質(zhì)、備注、批次號(hào)分組選擇并創(chuàng)建多個(gè)套料任務(wù)；
一自動(dòng)配對(duì)模塊，用于將套料任務(wù)中同材質(zhì)、厚度的零件和板材自動(dòng)配對(duì)成為多個(gè)內(nèi)部套料任務(wù)。板材庫(kù)管理模塊包括
一板材庫(kù)集成中間件，用于將從采購(gòu)清單中篩選出的板材數(shù)據(jù)從板材規(guī)格模式轉(zhuǎn)換為板材的厚度、寬度和長(zhǎng)度，計(jì)算出板材的面積；
一被套板材統(tǒng)計(jì)模塊，用于統(tǒng)計(jì)被套的板材數(shù)目，計(jì)算采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)中所剩板材。進(jìn)一步本發(fā)明系統(tǒng)還包括余料設(shè)計(jì)模塊，用于生成余料，輸入余料命令裁剪余料， 并將裁剪后的余料信息輸出至板材庫(kù)管理模塊作為下一次可利用板材。進(jìn)一步本發(fā)明還包括套料信息發(fā)布模塊，套料信息發(fā)布模塊接受存儲(chǔ)套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)并通過(guò)套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件，將套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳送至車間作業(yè)控制系統(tǒng)，所述套料信息包括套料圖批次信息、套料板清單、套料零件清單、余料清單和NC代碼清單。本發(fā)明還提供一種鈑金件自動(dòng)集成套料方法，根據(jù)生產(chǎn)管理部門提供的中間產(chǎn)品以及零件模型和工藝信息對(duì)套料進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理，其特征在于包括如下步驟
1)根據(jù)客戶需求，基于三維設(shè)計(jì)軟件建立產(chǎn)品的零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)；
2)讀取零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的零件模型和工藝信息，分組選擇創(chuàng)建套料任務(wù)；
3)讀取采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)套料任務(wù)材料的物資代碼從采購(gòu)清單中過(guò)濾出所需板材數(shù)據(jù)；
4)根據(jù)所篩選的板材數(shù)據(jù)，對(duì)套料任務(wù)中材質(zhì)、板厚相同的零件和板材配對(duì)創(chuàng)建內(nèi)部套料任務(wù)；
5)按照板材使用數(shù)量最少的原則，將內(nèi)部套料任務(wù)中的待套零件按互不重疊的布局要求，依次布置在板材上；
6)對(duì)步驟5)布置零件的板材定義零件的切割路線，并對(duì)切割進(jìn)行模擬，生成數(shù)控切割指令，發(fā)送至數(shù)控機(jī)床。步驟3)還包括
將采購(gòu)清單的板材規(guī)格轉(zhuǎn)換為板材的厚度、寬度、長(zhǎng)度，計(jì)算出板材面積的步驟； 統(tǒng)計(jì)所用板材并計(jì)算采購(gòu)清單中所剩板材的步驟。進(jìn)一步本發(fā)明方法還包括在生成數(shù)控切割指令前，對(duì)余料進(jìn)行管理的步驟，具體為根據(jù)余料的最小長(zhǎng)、寬度、與零件的間隔距離裁剪余料，并將裁剪后的余料進(jìn)行信息化歸類作為下一次套料使用。本發(fā)明方法還包括將套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳送至車間作業(yè)控制系統(tǒng)，指導(dǎo)車間排產(chǎn)、切害ι]、加工的步驟，其中套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包括下料車間需要的套料圖批次信息、套料板清單、套料零件清單、余料清單和NC代碼清單。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1、套料設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)同步原有的套料設(shè)計(jì)采用手工轉(zhuǎn)換模式，每次讀取套料零件都需要作大量的手工轉(zhuǎn)換工作，本發(fā)明系統(tǒng)可以從零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)讀取零件模型和零件的重要工藝參數(shù)，就可以達(dá)到同樣的目的，操作簡(jiǎn)單，時(shí)間周期縮短，產(chǎn)品質(zhì)量得到保障。2、板料庫(kù)存和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的同步原有的套料設(shè)計(jì)采用手工導(dǎo)入模式，對(duì)倉(cāng)庫(kù)里的板料庫(kù)存情況不能同步更新，本發(fā)明系統(tǒng)可以從倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)獲取最新的板料庫(kù)存，避免了板料重復(fù)導(dǎo)入，套料板和庫(kù)存板料不一致的情況出現(xiàn)。3、套料設(shè)計(jì)快速出圖原有的手工出圖模式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要設(shè)計(jì)人員花費(fèi)大量時(shí)間繪制底圖，填寫零件表。本發(fā)明系統(tǒng)根據(jù)用戶定制的模板，從套料系統(tǒng)中抽取套料數(shù)據(jù)， 自動(dòng)生成封面、零件表、材料表、排版圖，極大的簡(jiǎn)化了編制套料圖的工作，縮短了套料設(shè)計(jì)的周期，提高設(shè)計(jì)效率。4、過(guò)去的套料圖設(shè)計(jì)雖然采用計(jì)算機(jī)輔助生成，但是對(duì)于數(shù)控設(shè)計(jì)仍沿用人工讀坐標(biāo)，人工輸入數(shù)據(jù)的方法，因此容易發(fā)生差錯(cuò)，從而影響了零件的套料周期，延誤了生產(chǎn)。 采用了本系統(tǒng)提供了數(shù)控設(shè)計(jì)、模擬切割、NC代碼生成等功能，不僅大大加快了套料的進(jìn)度，而且能有效地保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。5.在剩余板料的基礎(chǔ)上裁減掉部分狹長(zhǎng)或尺寸很小的邊角部分，留下尺寸較大， 且比較規(guī)整的部分，裁減后的部分作為設(shè)計(jì)余料待下一次套料使用。在套料設(shè)計(jì)階段，對(duì)于最后一塊板材往往會(huì)剩余部分區(qū)域沒(méi)有套完，這部分剩余板料并不一定都能再利用上。通常套料設(shè)計(jì)人員需要在剩余板料的基礎(chǔ)上裁減掉部分狹長(zhǎng)或尺寸很小的邊角部分，留下尺寸較大，且比較規(guī)整的部分，裁減后的部分稱為設(shè)計(jì)余料。系統(tǒng)提供了手動(dòng)生成余料功能， 套料設(shè)計(jì)人員沿著套料零件的邊緣截取出可以再利用的余料。6.原有的手工出圖模式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要設(shè)計(jì)人員花費(fèi)大量時(shí)間繪制底圖，填寫零件表。采用套料配置技術(shù)，系統(tǒng)根據(jù)用戶定制的模板，從套料軟件中抽取套料數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成封面、零件表、材料表、排版圖，極大的簡(jiǎn)化了編制套料圖的工作，縮短了套料設(shè)計(jì)的周期，提高設(shè)計(jì)效率。7.針對(duì)制造、管理部門的ERP/MRP對(duì)套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的需求，提供了套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)化發(fā)布功能，使得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)能夠在第一時(shí)間提交出去。發(fā)布的數(shù)據(jù)包括套料圖批次信息、套料板清單、套料零件清單、余料清單、NC代碼清單。通過(guò)套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布接口，發(fā)布結(jié)構(gòu)化電子數(shù)據(jù)給下游制造、管理部門，打通了設(shè)計(jì)部門和ERP/ MRP系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享的信息化通道。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖2為本發(fā)明套料處理器的功能模塊圖； 圖3為本發(fā)明套料任務(wù)管理模塊的功能模塊圖； 圖4為本發(fā)明板材庫(kù)管理模塊的功能模塊圖； 圖5為本發(fā)明套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件的功能模塊圖； 圖6為本發(fā)明鈑金件自動(dòng)集成套料方法的流程圖； 圖7為本發(fā)明套料設(shè)計(jì)信息發(fā)布流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所示，為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，本發(fā)明主要包括一套料處理器，套料處理器連接有用戶端計(jì)算機(jī)，用于與套料處理器之間的人際交互，在本發(fā)明中，用戶可通過(guò)用戶端計(jì)算機(jī)輸入操作信息，以及監(jiān)控套料處理進(jìn)程。套料處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊連接有用于存儲(chǔ)采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)的信息的第一存儲(chǔ)服務(wù)器和用于存儲(chǔ)待套零件模型和工藝信息的第二存儲(chǔ)服務(wù)器。其中零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)里存儲(chǔ)的為根據(jù)客戶需求采用三維設(shè)計(jì)軟件所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品零部件三維模型以及工藝參數(shù)，套料處理器從零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)提取產(chǎn)品零部件三維模型以及工藝參數(shù)。套料處理器處理后的數(shù)據(jù)傳送給車間作業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)而指導(dǎo)車間加工的工作。如圖2所示，為本發(fā)明套料處理器的功能模塊圖，套料處理器1包括套料任務(wù)管理模塊11、板材庫(kù)管理模塊12和套料設(shè)計(jì)模塊13，進(jìn)一步還包括有余料設(shè)計(jì)模塊14和套料信息發(fā)布模塊15。如圖3所示，套料任務(wù)管理模塊11，用于從第二存儲(chǔ)服務(wù)器中讀取待套零件模型及工藝信息，本實(shí)施例中，待套零件模型為Winchill的工作流程管控下，在CADDS5中創(chuàng)建零件模型，套料任務(wù)管理模塊11通過(guò)板材庫(kù)集成中間件111快速獲得CADDS5的零件工藝數(shù)據(jù)，無(wú)損的還原CADDS5零件輪廓，使得零件設(shè)計(jì)和零件套料工作形成一個(gè)有機(jī)的整體， 數(shù)據(jù)讀取集成中間件111為一種CADDS5數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模塊，通過(guò)轉(zhuǎn)化模塊將CADDS5數(shù)據(jù)還原在套料處理器中。套料任務(wù)管理模塊11還包括有待套零件選擇模塊112，根據(jù)數(shù)據(jù)讀取集成中間件111獲取的工藝數(shù)據(jù)和還原的零件模型，待套零件選擇模塊112將待套零件根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度需要，按照工程編號(hào)、零件名稱、分段號(hào)、厚度、材質(zhì)、備注、批次號(hào)分組選擇，打包成為套料任務(wù)，在一個(gè)套料任務(wù)中可以包含不同材質(zhì)和厚度的待套零件，但不同材質(zhì)、厚度的零件是不能在一張板材上排版的，套料任務(wù)管理模塊11中的自動(dòng)配對(duì)模塊113對(duì)將套料任務(wù)中同材質(zhì)、厚度的零件和相應(yīng)的板材自動(dòng)配對(duì)成為多個(gè)內(nèi)部套料任務(wù)，內(nèi)部套料任務(wù)作為下一步的排版設(shè)計(jì)的前提。如圖2和圖4所示，套料處理器1中的板材庫(kù)管理模塊12用于讀取第一存儲(chǔ)服務(wù)器中的采購(gòu)清單，根據(jù)套料任務(wù)材料的物資代碼從采購(gòu)清單中過(guò)濾出所需板材數(shù)據(jù)并輸出至套料任務(wù)管理模塊11 ；套料任務(wù)管理模塊11接受板材庫(kù)管理模塊12的板材數(shù)據(jù)，對(duì)套料任務(wù)中材質(zhì)、板厚相同的零件和板材配對(duì)創(chuàng)建內(nèi)部套料任務(wù)。板材庫(kù)管理模塊11包括板材庫(kù)集成中間件121和被套板材統(tǒng)計(jì)模塊122，其中板材庫(kù)集成中間件121將從采購(gòu)清單中篩選出的板材數(shù)據(jù)從板材規(guī)格模式轉(zhuǎn)換為板材的厚度、寬度、長(zhǎng)度，計(jì)算出板材的面積；被套板材統(tǒng)計(jì)模塊122，用于統(tǒng)計(jì)被套的板材數(shù)目，用板材總數(shù)減去已套數(shù)量計(jì)算采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)中所剩板材，通過(guò)判斷可套數(shù)量是否大于零，控制套料板材，避免同一張板材被反復(fù)套料。套料處理器1中的套料設(shè)計(jì)模塊13，用于讀取套料任務(wù)管理模塊11中的套料任務(wù)，根據(jù)套料任務(wù)中待套零件信息，將待套零件布置在板材上，并對(duì)布置好的板材定義零件切割路徑，模擬切割場(chǎng)景，生成數(shù)控切割指令，發(fā)送至數(shù)控機(jī)床。套料設(shè)計(jì)模塊13將待套零件布置圖，零件切割路徑信息等存儲(chǔ)并發(fā)送至套料信息發(fā)布模塊15。將待套零件布置在板材上，采用其實(shí)質(zhì)就是將若干個(gè)不同形狀的零件，按其互不重疊的布局要求，依次布置在一組矩形的鋼板上，并要求所使用的板材數(shù)量最少，利用率最高的原則。根據(jù)待套零件的不同形狀類型，可以采用不同的套料算法。套料設(shè)計(jì)模塊提供了實(shí)際形、矩形、自動(dòng)選擇等多種自動(dòng)套料策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)任意形狀無(wú)孔零件包絡(luò)的算法；根據(jù)優(yōu)先級(jí)決定零件的排放次序?qū)崿F(xiàn)正交的方法對(duì)包絡(luò)的零件進(jìn)行排放。根據(jù)零件類型的差異，由用戶端計(jì)算機(jī)上選擇合適的套料策略，套料設(shè)計(jì)模塊通過(guò)模擬實(shí)際排放過(guò)程中的鋼板和零件，零件在套料板中的自動(dòng)平移、旋轉(zhuǎn)與鏡像。套料設(shè)計(jì)模塊通軟件編程設(shè)置為自動(dòng)選擇套料算法，在一個(gè)算法選擇集中嘗試幾種不同的策略，并自動(dòng)選出最佳的結(jié)果。套料設(shè)計(jì)模塊還包含有零件次序選擇功能模塊，零件次序的選擇范圍設(shè)置為
a)Area (面積)具有最大面積的零件被最先套料。b)Perimeter (周長(zhǎng))具有最大周長(zhǎng)的零件被最先套料。c)WO Sort (工作指令)按照零件在工作指令中出現(xiàn)的順序來(lái)進(jìn)行套料。d)Rect. Area (矩形區(qū)域)具有最大矩形面積的零件被最先套料。e)Length (長(zhǎng)度)X軸方向具有最大尺寸的零件被最先套料。套料設(shè)計(jì)模塊還包含有距離設(shè)置功能模塊，可以根據(jù)刀具的寬度，綜合考慮熱變形因素，動(dòng)態(tài)調(diào)整零件間距，使得零件之間保持一定合適的相互間隔距離。如圖2所示，套料處理器1，進(jìn)一步還包括余料設(shè)計(jì)模塊14和套料信息發(fā)布模塊 15，余料設(shè)計(jì)模塊14用于生成余料，工作人員通過(guò)用戶計(jì)算機(jī)對(duì)余料設(shè)計(jì)模塊輸入的余料命令裁剪余料，其中余料命令為輸入余料的最小長(zhǎng)、寬度、與零件的間隔距離等參數(shù)，余料設(shè)計(jì)模塊將裁剪后的余料信息輸出至板材庫(kù)管理模塊作為下一次可利用板材，同時(shí)存儲(chǔ)在為余料清單作為套料數(shù)據(jù)的一部分發(fā)送至套料信息發(fā)布模塊15。套料信息發(fā)布模塊15，用于將上述所套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳送至車間作業(yè)控制系統(tǒng)，套料信息發(fā)布模塊15與車間作業(yè)控制系統(tǒng)通過(guò)套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件將套料處理器中設(shè)計(jì)好的套料數(shù)據(jù)發(fā)送至車間作業(yè)控制系統(tǒng)，車間作業(yè)控制系統(tǒng)中具有AUTOCAD軟件，用于輸出套料圖，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化發(fā)布功能，套料信息包括套料圖批次信息、套料板清單、
套料零件清單、余料清單、NC代碼清單。如圖5所示，為本發(fā)明套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件的功能模塊圖，包括存儲(chǔ)模塊，變更模塊和發(fā)布模塊，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可能因?yàn)槟承┮馔饣蛉藶橐蛩?，?dǎo)致零件廢返，或設(shè)計(jì)本身就存在錯(cuò)誤，致使套料圖需要作局部修改。為了保證紙質(zhì)套料圖在修改后，套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和圖紙同步變更。并且，變更的原因、歷史數(shù)據(jù)可追溯，需要信息發(fā)布模塊52能夠描述歷史修改狀態(tài)、發(fā)布中間件在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下，實(shí)時(shí)更新變更數(shù)據(jù)至變更模塊53 里。套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件具有存儲(chǔ)模塊51為具有存儲(chǔ)功能用于存儲(chǔ)歷史修改狀態(tài)。針對(duì)變更所引起的一系列需求，本發(fā)明系統(tǒng)在套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件變更接口中加入了 “是否有效”狀態(tài)字段，在套料設(shè)計(jì)變更發(fā)布確認(rèn)后，套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件自動(dòng)將歷史數(shù)據(jù)置位為無(wú)效狀態(tài)，導(dǎo)入最新的數(shù)據(jù)替換歷史數(shù)據(jù)。在變更數(shù)據(jù)發(fā)布的同時(shí)，在工藝文件序號(hào)中標(biāo)識(shí)出套料變更數(shù)據(jù)，記錄變更的批次序號(hào)，技術(shù)通知單中關(guān)聯(lián)變更的依據(jù)文件。并且，在每張接口表中，都寫入“下達(dá)時(shí)間”，標(biāo)識(shí)一個(gè)變更批次中明細(xì)項(xiàng)，使得設(shè)計(jì)、制造管理部門能夠在的質(zhì)量、成本分析時(shí)，追蹤到套料設(shè)計(jì)變更發(fā)生的次數(shù)，變更的原因，以及變更所導(dǎo)致的額外成本付出。本發(fā)明還提供了一種鈑金件自動(dòng)集成套料方法，如圖6所示，為鈑金件自動(dòng)集成套料方法的流程圖，首先根據(jù)客戶需求，基于三維設(shè)計(jì)軟件建立產(chǎn)品的零件模型數(shù)據(jù)庫(kù) (對(duì)應(yīng)步驟S71)；讀取零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的零件模型和工藝信息，分組選擇創(chuàng)建套料任務(wù)； 讀取采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)(對(duì)應(yīng)步驟S7》，根據(jù)套料任務(wù)材料的物資代碼從采購(gòu)清單中過(guò)濾出所需板材數(shù)據(jù)，包括將采購(gòu)清單的板材規(guī)格轉(zhuǎn)換為板材的厚度、寬度、長(zhǎng)度，計(jì)算出板材的面積，并統(tǒng)計(jì)所用板材并計(jì)算采購(gòu)清單中所剩板材；然后根據(jù)所篩選的板材數(shù)據(jù)，對(duì)套料任務(wù)中材質(zhì)、板厚相同的零件和板材配對(duì)創(chuàng)建內(nèi)部套料任務(wù)(對(duì)應(yīng)步驟S73)。上述創(chuàng)建套料任務(wù)是對(duì)分段下零件按材質(zhì)，板厚分類打包的一個(gè)過(guò)程。對(duì)相同類型的中間產(chǎn)品成組套料，可有效提高板材的利用率。套料時(shí)，一個(gè)批次中的多個(gè)中間產(chǎn)品中的零件可以在一起套料，以提高板材利用率。在產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)中，最小的套料數(shù)據(jù)發(fā)布單元是分段或截段，按批次同時(shí)發(fā)布多個(gè)分段的套料圖和板材信息。按批次來(lái)組織套料任務(wù)。同批次中的各分段零件可以一起套料，以提高材料利用率。對(duì)于成組后仍無(wú)法套完，或船體上的少量散裝鐵舾件，在套完船體分段零件后，可在工程BOM上對(duì)全船零件套料。創(chuàng)建完套料任務(wù)后，按照板材使用數(shù)量最少的原則，將內(nèi)部套料任務(wù)中的待套零件按互不重疊的布局要求，依次布置在板材上，為套料排版設(shè)計(jì)(對(duì)應(yīng)步驟S74)，現(xiàn)實(shí)人工套料的模擬，即將套料任務(wù)中的一批待套零件對(duì)應(yīng)的圖形在給定規(guī)格大小的鋼板上自動(dòng)排版好。對(duì)排版圖進(jìn)行檢查(對(duì)應(yīng)步驟S7Q，如有問(wèn)題返回套料排版設(shè)計(jì)步驟(對(duì)應(yīng)步驟 S74)，如果沒(méi)有問(wèn)題則可對(duì)排版進(jìn)行瀏覽。將排版好的待套零件的板材，確定零件的切割路線，并對(duì)切割進(jìn)行模擬，生成數(shù)控切割指令，發(fā)送至數(shù)控機(jī)床(對(duì)應(yīng)步驟S78)。本發(fā)明中零件的切割路線采用公共線切削技術(shù)和搭橋技術(shù)。本發(fā)明方法還包括在生成數(shù)控切割指令前，對(duì)余料進(jìn)行管理的步驟(對(duì)應(yīng)步驟S76)，具體為根據(jù)余料的最小長(zhǎng)、寬度、與零件的間隔距離裁剪余料，并將裁剪后的余料進(jìn)行信息化歸類作為下一次套料使用。最后上述的步驟所涉及的套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳送至車間作業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)套料數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布(對(duì)應(yīng)步驟S77)，指導(dǎo)車間排產(chǎn)、切割、加工的步驟，其中套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包括下料車間需要的套料圖批次信息、套料板清單、套料零件清單、余料清單、NC代碼清單。如圖7所示，本發(fā)明方法套料設(shè)計(jì)信息發(fā)布流程示意圖，顯示了主要模塊之間是如何進(jìn)行信息的傳遞和發(fā)布的，首先采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)了采購(gòu)清單、余料倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)里的數(shù)據(jù)，并將板材庫(kù)和余料庫(kù)信息發(fā)送至套料處理器匯總，同樣，零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)與 CADDS5軟件互通信息存儲(chǔ)了待套零件的模型，并將數(shù)據(jù)傳送至套料處理器中，套料處理器通過(guò)套料設(shè)計(jì)模塊完成套料的設(shè)計(jì)，同時(shí)將套料數(shù)據(jù)傳送至車間作業(yè)控制系統(tǒng)用于指導(dǎo)作業(yè)，車間作業(yè)控制系統(tǒng)將套料數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在制造數(shù)據(jù)庫(kù)中。完成數(shù)據(jù)的傳送與公布。本發(fā)明系統(tǒng)和方法為套料設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域提供一整套數(shù)字化集成產(chǎn)品及服務(wù)方案，在船舶、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)械制造行業(yè)都有著廣闊的市場(chǎng)空間。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)，通過(guò)接受生產(chǎn)管理部門提供的中間產(chǎn)品的零件模型和工藝信息對(duì)套料進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理，其特征在于，包括一采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)所采購(gòu)板材物資的結(jié)構(gòu)化信息； 第一存儲(chǔ)服務(wù)器，用于存儲(chǔ)所述采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)的信息； 一零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)待套零件模型和工藝信息； 第二存儲(chǔ)服務(wù)器，用于存儲(chǔ)所述零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)的信息；套料處理器，與所述第一存儲(chǔ)服務(wù)器和所述第二存儲(chǔ)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通訊連接，包括 套料任務(wù)管理模塊，用于從所述第二存儲(chǔ)服務(wù)器中讀取待套零件模型及工藝信息，分組選擇創(chuàng)建套料任務(wù)；板材庫(kù)管理模塊，讀取所述第一存儲(chǔ)服務(wù)器中的采購(gòu)清單，根據(jù)套料任務(wù)材料的物資代碼從采購(gòu)清單中過(guò)濾出所需板材數(shù)據(jù)并輸出至套料任務(wù)管理模塊；所述套料任務(wù)管理模塊接受板材庫(kù)管理模塊的板材數(shù)據(jù)，對(duì)套料任務(wù)中材質(zhì)、板厚相同的零件和板材配對(duì)創(chuàng)建多個(gè)內(nèi)部套料任務(wù)；套料設(shè)計(jì)模塊，讀取所述套料任務(wù)管理模塊中的套料任務(wù)，根據(jù)套料任務(wù)，將待套零件布置在板材上，并對(duì)布置好的板材定義零件切割路徑，模擬切割場(chǎng)景，生成數(shù)控切割指令， 發(fā)送至數(shù)控機(jī)床。
2.按照權(quán)利要求1所述的鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)，其特征在于，所述零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)是基于CADDS5三維生產(chǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)所設(shè)計(jì)的零件模型數(shù)據(jù)。
3.按照權(quán)利要求1所述的鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)，其特征在于，所述套料任務(wù)管理模塊包括一數(shù)據(jù)讀取集成中間體，用于獲取并還原零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)中CADDS5格式的三維零件模型和工藝數(shù)據(jù)；一待套零件選擇模塊，根據(jù)工藝數(shù)據(jù)和還原的零件模型，將待套零件按照工程編號(hào)、零件名稱、分段號(hào)、厚度、材質(zhì)、備注、批次號(hào)分組選擇并創(chuàng)建多個(gè)套料任務(wù)；一自動(dòng)配對(duì)模塊，用于將套料任務(wù)中同材質(zhì)、厚度的零件和板材自動(dòng)配對(duì)成為多個(gè)內(nèi)部套料任務(wù)。
4.按照權(quán)利要求1所述的鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)，其特征在于，所述板材庫(kù)管理模塊包括一板材庫(kù)集成中間件，用于將從采購(gòu)清單中篩選出的板材數(shù)據(jù)從板材規(guī)格模式轉(zhuǎn)換為板材的厚度、寬度和長(zhǎng)度，計(jì)算出板材的面積；一被套板材統(tǒng)計(jì)模塊，用于統(tǒng)計(jì)被套的板材數(shù)目，計(jì)算采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)中所剩板材。
5.按照權(quán)利要求1所述的鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)，其特征在于，還包括余料設(shè)計(jì)模塊，用于生成余料，輸入余料命令裁剪余料，并將裁剪后的余料信息輸出至板材庫(kù)管理模塊作為下一次可利用板材。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)，其特征在于，還包括套料信息發(fā)布模塊，所述套料信息發(fā)布模塊接受存儲(chǔ)套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)并通過(guò)套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中間件，將套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳送至車間作業(yè)控制系統(tǒng)，所述套料信息包括套料圖批次信息、套料板清單、套料零件清單、余料清單和NC代碼清單。
7.一種鈑金件自動(dòng)集成套料方法，根據(jù)生產(chǎn)管理部門提供的中間產(chǎn)品以及零件模型和工藝信息對(duì)套料進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理，其特征在于包括如下步驟1)根據(jù)客戶需求，基于三維設(shè)計(jì)軟件建立產(chǎn)品的零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)；2)讀取零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的零件模型和工藝信息，分組選擇創(chuàng)建套料任務(wù)；3)讀取采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)套料任務(wù)材料的物資代碼從采購(gòu)清單中過(guò)濾出所需板材數(shù)據(jù)；4)根據(jù)所篩選的板材數(shù)據(jù)，對(duì)套料任務(wù)中材質(zhì)、板厚相同的零件和板材配對(duì)創(chuàng)建內(nèi)部套料任務(wù)；5)按照板材使用數(shù)量最少的原則，將內(nèi)部套料任務(wù)中的待套零件按互不重疊的布局要求，依次布置在板材上；6)對(duì)步驟5)布置零件的板材定義零件的切割路線，并對(duì)切割進(jìn)行模擬，生成數(shù)控切割指令，發(fā)送至數(shù)控機(jī)床。
8.按照權(quán)利要求7所述的鈑金件自動(dòng)集成套料方法，其特征在于，所述步驟3)還包括將采購(gòu)清單的板材規(guī)格轉(zhuǎn)換為板材的厚度、寬度、長(zhǎng)度，計(jì)算出板材面積的步驟； 統(tǒng)計(jì)所用板材并計(jì)算采購(gòu)清單中所剩板材的步驟。
9.按照權(quán)利要求7所述的鈑金件自動(dòng)集成套料方法，其特征在于，還包括在生成數(shù)控切割指令前，對(duì)余料進(jìn)行管理的步驟，具體為根據(jù)余料的最小長(zhǎng)、寬度、與零件的間隔距離裁剪余料，并將裁剪后的余料進(jìn)行信息化歸類作為下一次套料使用。
10.按照權(quán)利要求7所述的鈑金件自動(dòng)集成套料方法，其特征在于，還包括將套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳送至車間作業(yè)控制系統(tǒng)，指導(dǎo)車間排產(chǎn)、切割、加工的步驟，其中套料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包括下料車間需要的套料圖批次信息、套料板清單、套料零件清單、余料清單和NC代碼清單。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鈑金件自動(dòng)集成套料系統(tǒng)以及方法，具體地根據(jù)客戶需求，基于三維設(shè)計(jì)軟件建立產(chǎn)品的零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)；通過(guò)讀取零件模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的零件模型和工藝信息，分組選擇創(chuàng)建套料任務(wù)；讀取采購(gòu)清單數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)套料任務(wù)材料的物資代碼從采購(gòu)清單中過(guò)濾出所需板材數(shù)據(jù)根據(jù)所篩選的板材數(shù)據(jù)，對(duì)套料任務(wù)中材質(zhì)、板厚相同的零件和板材配對(duì)創(chuàng)建內(nèi)部套料任務(wù)；按照板材使用數(shù)量最少的原則，將內(nèi)部套料任務(wù)中的待套零件按互不重疊的布局要求，依次布置在板材上；定義零件的切割路線，并對(duì)切割進(jìn)行模擬，生成數(shù)控切割指令，發(fā)送至數(shù)控機(jī)床。解決了目前套料設(shè)計(jì)與制造數(shù)據(jù)以及板料庫(kù)存在不同步的問(wèn)題，具有數(shù)據(jù)同步，提高工作效率等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102521459SQ201110424288
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者侯木, 馮翼, 楊科城, 游宇, 王君, 賀思凱 申請(qǐng)人:武漢武船信息集成有限公司