浅谈信息技术在汽车纵梁制造中的应用

张雨薇　门晓娜

【摘 要】技术的不断进步和发展推动了汽车行业的迅速发展，同时人们对汽车的发展提出了更高的要求，特别是纵梁是汽车的关键部件，需要加强对纵梁制造的技术改进，进而推动汽车纵梁制造的信息化。本文对汽车的纵梁集成化制造中信息技术，特别是参数提取、数字建模和网络技术的应用方法进行了探讨，目的是为汽车行业的健康发展提供指导和借鉴，进而实现汽车行业的可持续发展。

【关键词】汽车行业；纵梁制造；信息技术

汽车行业为了应对激烈的市场竞争，需要加强对信息技术的应用，从产品的设计到制造实现数字化、网络化和集成化，进而增强整个行业的竞争力和综合实力。对于汽车行业而言，需要在纵梁的制造中采用先进的技术和工艺，提高制造水平，实现对零件的设计、NC的编程以及生产任务的安排等各个环节的有效控制和管理，进而在提高纵梁制造水平的基础上，最大限度实现资源的优化配置，进而推动整个汽车行业的可持续发展和进步。

1.纵梁平面图纸参数提取技术

在汽车纵梁生产过程中，加工图纸主要通过AutoCAD绘制，它准确的设计和描述了实体的各项参数。AutoCAD当前使用最为广泛的辅助设计行业软件，被广泛地应用于机械加工、建筑、土木工程等行业。

汽车纵梁结构复杂，装配孔众多且精度要求很高。传统的人工看图方式需要大量工时，并且很可能存在加工失误，甚至加工成废品的可能。数字车床的使用很好的解决了这一问题，但是纵梁图纸参数的输入成为了关键。由于汽车纵梁圆孔常常上千个，人工输入的方式远远比不上计算机自动数据。因此，基于纵梁图纸的参数提取技术及自动输入技术具有很高的适用价值。

AutoCAD为了实现三方软件系统的数据交换，提供了DXF格式，可以通过计算机编程获得DXF格式中的纵梁实体参数，通过网络连接数控车床，进而实现数据车床加工参数的自动录入。

DXF格式包括Header段、Classes段、Tables段、Block段、Entities段、Objects段和EOF结束标识。其中，Header段包含图形文件的一般信息，如AutoCAD的版本号等；Classes段用语存储系统定义的类，它们将在其它段中得到引用；Tables段存储了各种样式信息，如标注样式、图层、线型、文字样式、用户坐标系等；Blocks段包含了块的定义和结构图形中每个引用的图形实体；Entities包含了构成和图形文件的所有图形对象；Objects段中存储了组成图形文件的非图形对象。

2.纵梁3D模型构建技术

为了实现汽车纵梁制造的数字化的逼真程度，可以采用3D设计软件建立纵梁的3D产品模型，然后进一步的细化和进行参数计算，并呈现给制造部门作为纵梁制造的依据。

随着汽车纵梁制作工艺的改进和进步，纵梁的制造已经由原先的钣金件发展为厚钢板件，纵梁的展开件是带孔进行展开的，这就需要对纵梁的外形尺寸以及孔进行相应的处理，进而保证展开后的纵梁板符合规定的要求。鉴于在对变形区的孔进行展开后会发生变形，影响到了空的尺寸，因此需要在展开图中加入孔的标准状态，进而满足各种加工的需要。

为了实现产品设计满足规范的要求和逻辑严密性的要求，需要借助公理设计理论对纵梁的制造进行指导，进而指导设计人员作出更加合理的设计，并借助一定的计算方法对各个参数进行计算，其中起着重要作用的便是CAE有限元求解方法，可以实现对产品的结构强度、刚度以及弹塑性的分析计算。

3.基于Agent的网络集成技术

在汽车纵梁的制造中，为了实现其数字网络集成化，需要采用分布式数控方式实现系统的集成，即用一台计算机对多台数控机床进行控制和管理，同时还可以借助多串口卡、双向转化器以及通信电缆等，便于提高工控机的端口数量拓展和信息的传输距离延伸，最终实现与CNC系统的接口连接。

在实际的操作中，还存在一定的难题，即设备之间的距离较远同时设备端的功能较差，进而无法使机床的操作者实现对各个机床工作的管理，这样就导致在对纵梁板的孔进行加工时，难以利用实时的数据编程图，对放孔的位置难以进行正确的把握，同时现出工作人员无法对生产计划的变化，并难以向上级反映现场的信息和技术情况等，这样就导致了纵梁制造各个环节之间信息交流受阻，难以满足生产的需要。

为了实现制造环节的信息共享和交流，可以借助Agent的集成方式。Agent具有开放性、分布式合作以及适应环境变化的特点，并能在网络协作环境下独立完成一定的特定任务。对于汽车纵梁的制造而言，制造环节是有多个需要独立完成任务的功能实体组成的，即实质就是一个由多个Agent协同求解的过程，在网络的连接作用下，汽车纵梁制造逐渐构建了以分布式网络化为基础的集成系统。

在该集成系统中，可以实现对各个环节工作的管理和控制，如设计的编制、NC编程、生产调度、数据服务和数控机床的加工等，在这一系统内实现了对各个环节的信息获取和反馈，进而在各个环节独立完成任务的同时，实现了相互之间的协作和交流，真正的实现了资源的共享，进而促进了纵梁制造任务的完成。

在Agent系统的每一个环节点单元都具有自身的功能和不同的构建结构，都在系统中通过其他单元的配合，完成纵梁的生产任务。对于数控切割机而言，属于工控机，按照了DOS操作系统，在网络协议的帮助下，实现了与服务器的连接，并可以对产品的工艺进行查询，接收到生产的技术信息，并用于现场的生产管理。在数控冲生产单元中，借助数控机床和计算机进行工作的，这些数控设备提供RS.232接口或数据信道接口，用屏蔽电缆与现场计算机联接，从现场计算机获得NC程序进行生产。现场计算机采用TCP/IP协议，屏蔽网线联接制造数据服务器，从服务器中取得NC程序，使用特定通信软件，为数控冲床提供双向数据通信，并提供查看包括非矩形板材在机床上放置位置的产品数控编程图，产品工艺等信息，以及用于生产和技术信息的查询、反馈、管理等。

可见，利用多Agent 的系统结构实现了对信息技术的充分应用，并实现了企业各个生产环节的有效的协同和配合，实现了信息的交流和共享，这样可使整个生产流程的信息和加工过程透明，有利于生产监控、调度和任务的完成。

4.结束语

为了实现汽车纵梁制造工作的有效开展，信息化技术的应用具有良好的前景。本文通过对平面图纸参数提取技术、3D模型构建技术和基于Agent的网络集成技术的介绍，阐述了它们为汽车纵梁的加工提供了先进的模式，可以提高生产水平，降低失误，有助于实现整个生产流程设计、制造和管理的数字化、网络化和集成化。

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