對基于Teamcenter的數控加工工藝設計分析

鄭 旭 秦玉京

（西安煤礦機械有限公司，西安 710032）

程序人員在建立Teamcenter平臺時，需要遵循Teamcenter平臺的基本層級分配，通過客戶端層、網絡層、資源層和企業層進行劃分，并在各個層級之間利用通信手段實現整合。層級的分配可以使整個系統更加具有針對性，并通過系統內部的協同完成整合。Teamcenter平臺的設置在很多具體的工程設計當中都有著突出的應用效果。而數控加工所面對的復雜加工、異型加工等，也可以通過Teamcenter平臺來實現加工設計。

1 基于數控加工工藝需求的Teamcenter平臺的建設

1.1 數控加工工藝對于平臺的要求

數控加工工藝是技術發展狀態下必須進行統一數據管理的工藝，從而滿足各個方面的加工要求。在現階段的技術發展之下，越來越多的加工企業開始提升自身的加工能力，在復雜加工和異型零件加工方面都表現出一定的技術水平。但是縱觀整個生產加工行業，可以看到，大部分加工企業在數據管理方面仍然存在較大問題，其中最為顯著的問題體現在數據管理無法形成統一管控，以至于數控技術在開展加工設計時容易形成信息孤島。由此可以看出，在未來的數控加工設計發展中，實現信息交流和統一管控，是實現加工設計能力提升的主要途徑。

本文所選用的Teamcenter系統是德國著名生產企業西門子集團研發的一項數字化制造技術，這項技術通過平臺系統的方式對管理內容進行模塊化規劃，最終實現數控加工工藝的信息交流和管控。本文在進行應用于數控加工技術的Teamcenter平臺搭建時，將眼光放置在當前數控加工技術的短板上，為了能夠實現管理能力和信息交流能力的提升，運用先進的UG集成來建造工藝信息模型，完成先進的三維數控。

1.2 Teamcenter平臺的搭建方法

在平臺結構方面，Teamcenter平臺所強調的人機交互能力是數控加工工藝所必備的能力。因此，在進行結構搭建時，本文將TC客戶端與TC數據庫服務器相互連接，并直接與操作人員進行結合，操作人員通過TC客戶端對服務器提供操作指令，調用服務器內部的管理系統，管理系統由主要的數據采集存儲、計劃管理、過程管理、文檔管理等模塊組成。另外，數控加工試驗臺則與管理系統中數據采集模塊所對應的數采系統相互連接，形成點表數據，傳輸到opc server接口中，實現對管理系統數據的回傳，完成整個數控過程的優化[1]。

在系統集成方面，Teamcenter平臺主要的目標在于通過三維模型的方式對數控加工內容進行分析。因此，平臺的系統應當對管理系統和信息系統進行集成，集成內容主要包括數采系統、數據分析工具以及PDM系統等重要組成部分。

在數據采集系統方面，本文選用了opc server作為數據采集的主要技術手段，opc server的使用，能夠將數控加工臺的數據信息更加精準地導入平臺管理系統中。數據分析工具方面，本文主要采取的分析思路為利用中間文件的方式將數據分析工具進行集成，數據分析工具對已經提供的數據文件進行識別，再利用數據庫日志等記錄方式完成對數據的分析。PDM系統是Teamcenter平臺中的基礎系統，主要負責文件管理和工作流程的設定，實現平臺中的并行協作環境的搭建，避免信息孤島問題的出現。在平臺設計中，本文依據計算機系統的控制和開發過程，通過集成CAX信息化孤島的方式，對數控加工設計流程和生產控制數據進行整合，形成信息系統。隨后再通過CIMS技術，建立起虛擬的產品模型，使數控加工產品的數字化信息更加直觀明了。

2 數控加工工藝設計的信息模型應用

2.1 模塊化應用

在完成系統平臺搭建后，需要針對數控加工工藝的特征，進行零件規劃模擬和UG制造兩個方面的使用。在系統平臺下，這兩個部分可以由工藝路線、加工特征識別、加工操作定義、刀位文件以及后置處理等模塊部分完成。

2.1.1 工藝設計路線模塊

工藝設計路線模塊主要通過操作人員對工藝設計的零件設計模型桉樹進行系統錄入的方式，使零件加工的工序可以被定義，從而確定每一道加工工序的具體內容。隨后，操作人員依據系統所提供的模塊提示，分別設置工序名稱、工序機床設備使用等內容，從而使零件加工的工藝路線更加完備。

2.1.2 加工特征識別模塊

加工特征識別模塊主要針對數控加工過程中的加工工具進行認定[2]。一般來說，由TC服務器中的數據庫進行加工特征數據信息的整理，并根據不同加工工具參數的錄入，對加工工藝路線中的加工特征進行信息歸納，從而獲得加工工藝的具體特點。

2.1.3 加工操作定義模塊

加工操作定義模塊是指在完成特征識別和特征分析后，操作人員依據平臺系統所提供的加工信息，對加工特征的具體信息內容進行設定。其中包括諸如幾何信息、走刀方式信息、刀具參數信息等具體內容，都可以由操作人員進行全新定義。

2.1.4 刀位文件模塊

刀位文件模塊則是由TC數據庫和數采系統共同作用，將完成的定義信息分析內容，集合整理，并調用程序處理進行文件的生成。數控加工工藝中的走刀模式、加工參數等，都需要經過刀位文件模塊生成具體的文件內容，存儲入數據庫中。

2.1.5 后置處理模塊

后置處理模塊則是對數控機床、代碼格式以及刀具補償信息進行的后續處理。在系統中，可以根據代碼的含義進行刀具作業坐標系的定位，隨后依據數據庫信息對坐標定位存在的差異進行判斷，完成對誤差的識別。

2.2 信息模型的建立和應用

在實際的數控加工作業中，數控加工過程所形成的信息類型和信息關系都十分復雜，在未進行平臺搭建之前，信息孤島現象嚴重，導致數控加工的協同性不高，最終造成工藝信息缺乏完整性。本文在面對信息協調問題時，提出通過Teamcenter平臺的搭建，形成數控加工的信息模型，通過模型實現工藝信息的彼此協調。例如，數控加工當中零件信息所表現出的零件特征十分煩瑣，其中既有零件的幾何實體，同時還包含零件的加工工序。為了使信息表現得完整、協調，在模型中，首先通過材料切除區域的方式，對零件所擁有的性狀和精度特征進行表達，包含內部的加工操作信息，而在加工特點方面，則由模型將加工工序分解為多個工作步驟，工作步驟在系統中表現為連續的切削作業，并由數采系統對整個切削過程進行數據采集，形成信息實體。

3 結論

在現代數控加工工藝技術中，隨著加工對象的復雜程度逐漸提高，數控加工工藝的信息孤島問題越發嚴重。西門子集團推出的Teamcenter工藝技術通過信息集成和數據采集方式，實現了數控加工的三維建模，解決了信息孤島問題，在數控加工工藝設計方面具有突出的應用。