VERICUT數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
——工藝定義與設(shè)計(jì)篇

撰文/王軍

VERICUT數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)
——工藝定義與設(shè)計(jì)篇

撰文/王軍

王軍，高級(jí)工程師，GE Six Sigma綠帶。長(zhǎng)期在數(shù)控加工制造領(lǐng)域工作。曾先后供職于中國(guó)南車、德?tīng)柛！⑼ㄓ秒姎饨煌ㄟ\(yùn)輸、通用電氣能源等國(guó)內(nèi)和歐美公司。歷任機(jī)加工工藝工程師和高級(jí)工程師、轎車底盤生產(chǎn)線制造工程師、軌道交通項(xiàng)目高級(jí)工程師，風(fēng)能產(chǎn)品經(jīng)理、工藝經(jīng)理等職。對(duì)數(shù)字化工藝驅(qū)動(dòng)敏捷智能制造有濃厚興趣和深入實(shí)踐。

交流郵箱:2313210880@ qq.com

作智能制造是制造業(yè)放長(zhǎng)線釣大魚(yú)的大理想。切入點(diǎn)在哪里？有沒(méi)有“能種地，打糧食”的接地氣的方法？來(lái)看看VERICUT數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)解決方案（簡(jiǎn)稱VERICUT）是怎么做的。VERICUT的最大特點(diǎn)就是讓智能制造從宏觀大處著眼的理想，變?yōu)榭梢詮奈⒂^細(xì)處著手的行動(dòng)。VERICUT可以讓一個(gè)老板從公司里現(xiàn)有制造設(shè)備做起，讓工藝工程師從當(dāng)前負(fù)責(zé)的工藝設(shè)計(jì)做起，讓操作工從手里加工的零件做起。一步耕耘，一步收獲，步步為贏。扎扎實(shí)實(shí)以明明白白的精益數(shù)字化工藝推動(dòng)實(shí)現(xiàn)一清二楚的精益數(shù)字化制造。下面以具體實(shí)例介紹VERICUT數(shù)字化工藝解決方案。

從流程角度講，VERICUT的工藝設(shè)計(jì)分為三個(gè)步驟，第一步工藝定義和設(shè)計(jì)，第二步工藝整合和驗(yàn)證，第三步輸出標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。本文介紹第一步工藝定義和設(shè)計(jì)。

做工藝的第一步是定義零件分析圖樣，根據(jù)分析結(jié)果，定義機(jī)床、刀具、夾具和量具。設(shè)計(jì)裝夾方法、加工程序和控制計(jì)劃。下面做詳細(xì)論述。

定義零件

設(shè)圖號(hào)為2345678#A，3D模型如如圖1所示。

圖1　

注意: 為闡述VERICUT工藝設(shè)計(jì)流程，本文只以下列加工工序?yàn)槔右躁U述，加工路線鉆孔→粗鏜→精鏜→車槽→倒角。如圖2所示。

圖2　

定義機(jī)床

根據(jù)零件圖樣分析確定機(jī)床為WELE UG550。圖3為WELE UG550數(shù)字化模型。

圖3　

特別要強(qiáng)調(diào)的是VERICUT工藝設(shè)計(jì)方案的最大突破是全制造過(guò)程的數(shù)字化。用數(shù)字化的虛擬機(jī)床與數(shù)字化的物理機(jī)床構(gòu)成CPS（物理信息系統(tǒng)）的一對(duì)數(shù)字化雙胞胎。在數(shù)字化的虛擬機(jī)床完成工藝整合驗(yàn)證，大幅減少在真實(shí)物理機(jī)床上的試切和打樣時(shí)間。機(jī)床試切就等于機(jī)床空轉(zhuǎn)。空轉(zhuǎn)越多，浪費(fèi)越大。

定義刀具

根據(jù)加工路徑鉆孔→粗鏜→精鏜→車槽→倒角，確定加工刀具。這里選擇的是SANDVIK Coromant 刀具。網(wǎng)頁(yè)是https://www.sandvik.coromant.com。

值得一提的是SANDVIK Coromant的數(shù)字化刀具模型符合最新的ISO13399 標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)制造2025、德國(guó)的工業(yè)4.0以及美國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略均可適應(yīng)匹配。

圖4～8所述刀具是全部工序鉆孔→粗鏜→精鏜→車槽→倒角所用刀具。可以看到SANDVIK Coromant在數(shù)字化刀具做的有多詳盡扎實(shí)。為VERICUT數(shù)字化虛擬的發(fā)揮，提供了強(qiáng)有力的數(shù)字化刀具支持。

圖4　

圖5　

圖6　

圖7　

圖8　

定義毛坯和夾具

毛坯圖號(hào)定義為WP-2345678#A.A，與機(jī)加工零件圖號(hào)2345678#A形成關(guān)聯(lián)，以方便管理。WP是工件WorkPiece的縮寫(xiě)。夾具為自制夾具，有3D模型。如圖9所示。

圖9　

程序設(shè)計(jì)

根據(jù)加工路線，選擇不同的程序設(shè)計(jì)。需要強(qiáng)調(diào)的是，VERICUT支持逆向仿真驗(yàn)證各種手工編程，包括循環(huán)加工，循環(huán)函數(shù)，條件函數(shù)，宏編程，同樣支持CAM編程。這極大地拓展了工程師的工藝創(chuàng)新能力。圖10～14中右側(cè)圖像，正是VERICUT虛擬仿真各種編程加工路徑的結(jié)果。

定義控制計(jì)劃

根據(jù)圖樣要求，對(duì)加工特征定義加工在線控制計(jì)劃。注意此處的內(nèi)孔尺寸Φ100H7 是CTQ（Critical to Quality）關(guān)鍵質(zhì)量項(xiàng)點(diǎn)。每件加工要用內(nèi)徑千分尺定量檢查，實(shí)施規(guī)定性檢查并記錄。詳細(xì)控制計(jì)劃將作為標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的一部分，寫(xiě)入標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。

圖10　

圖11　

圖12　

圖13　

圖14　

總結(jié)

至此，VERICUT的第一步工藝定義和設(shè)計(jì)完成。通過(guò)完成這一步，可以深入體會(huì)到VERICUT是一個(gè)開(kāi)放包容的數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)解決方案。應(yīng)用好VERICUT，要秉承開(kāi)放共享的“互聯(lián)網(wǎng)+”思維。機(jī)床數(shù)字化模型來(lái)自機(jī)床供應(yīng)商，刀具數(shù)字化模型來(lái)自刀具供應(yīng)商，編程方式根據(jù)需要，既可以來(lái)自手工編程，也可以來(lái)自CAM編程。做為工藝工程師不能閉門造車，一定要與外部各方面專家“喝咖啡”。對(duì)外部交流，要多連通、少構(gòu)建。充分利用外部?jī)?yōu)勢(shì)資源。抱著開(kāi)放的姿態(tài)使用VERICUT，你會(huì)發(fā)現(xiàn)新組合，產(chǎn)生新價(jià)值，創(chuàng)造新機(jī)會(huì)。