对基于Teamcenter的数控加工工艺设计分析

2018-02-16秦玉京

现代制造技术与装备 2018年6期

郑旭秦玉京

（西安煤矿机械有限公司，西安 710032）

程序人员在建立Teamcenter平台时，需要遵循Teamcenter平台的基本层级分配，通过客户端层、网络层、资源层和企业层进行划分，并在各个层级之间利用通信手段实现整合。层级的分配可以使整个系统更加具有针对性，并通过系统内部的协同完成整合。Teamcenter平台的设置在很多具体的工程设计当中都有着突出的应用效果。而数控加工所面对的复杂加工、异型加工等，也可以通过Teamcenter平台来实现加工设计。

1 基于数控加工工艺需求的Teamcenter平台的建设

1.1 数控加工工艺对于平台的要求

数控加工工艺是技术发展状态下必须进行统一数据管理的工艺，从而满足各个方面的加工要求。在现阶段的技术发展之下，越来越多的加工企业开始提升自身的加工能力，在复杂加工和异型零件加工方面都表现出一定的技术水平。但是纵观整个生产加工行业，可以看到，大部分加工企业在数据管理方面仍然存在较大问题，其中最为显著的问题体现在数据管理无法形成统一管控，以至于数控技术在开展加工设计时容易形成信息孤岛。由此可以看出，在未来的数控加工设计发展中，实现信息交流和统一管控，是实现加工设计能力提升的主要途径。

本文所选用的Teamcenter系统是德国著名生产企业西门子集团研发的一项数字化制造技术，这项技术通过平台系统的方式对管理内容进行模块化规划，最终实现数控加工工艺的信息交流和管控。本文在进行应用于数控加工技术的Teamcenter平台搭建时，将眼光放置在当前数控加工技术的短板上，为了能够实现管理能力和信息交流能力的提升，运用先进的UG集成来建造工艺信息模型，完成先进的三维数控。

1.2 Teamcenter平台的搭建方法

在平台结构方面，Teamcenter平台所强调的人机交互能力是数控加工工艺所必备的能力。因此，在进行结构搭建时，本文将TC客户端与TC数据库服务器相互连接，并直接与操作人员进行结合，操作人员通过TC客户端对服务器提供操作指令，调用服务器内部的管理系统，管理系统由主要的数据采集存储、计划管理、过程管理、文档管理等模块组成。另外，数控加工试验台则与管理系统中数据采集模块所对应的数采系统相互连接，形成点表数据，传输到opc server接口中，实现对管理系统数据的回传，完成整个数控过程的优化[1]。

在系统集成方面，Teamcenter平台主要的目标在于通过三维模型的方式对数控加工内容进行分析。因此，平台的系统应当对管理系统和信息系统进行集成，集成内容主要包括数采系统、数据分析工具以及PDM系统等重要组成部分。

在数据采集系统方面，本文选用了opc server作为数据采集的主要技术手段，opc server的使用，能够将数控加工台的数据信息更加精准地导入平台管理系统中。数据分析工具方面，本文主要采取的分析思路为利用中间文件的方式将数据分析工具进行集成，数据分析工具对已经提供的数据文件进行识别，再利用数据库日志等记录方式完成对数据的分析。PDM系统是Teamcenter平台中的基础系统，主要负责文件管理和工作流程的设定，实现平台中的并行协作环境的搭建，避免信息孤岛问题的出现。在平台设计中，本文依据计算机系统的控制和开发过程，通过集成CAX信息化孤岛的方式，对数控加工设计流程和生产控制数据进行整合，形成信息系统。随后再通过CIMS技术，建立起虚拟的产品模型，使数控加工产品的数字化信息更加直观明了。

2 数控加工工艺设计的信息模型应用

2.1 模块化应用

在完成系统平台搭建后，需要针对数控加工工艺的特征，进行零件规划模拟和UG制造两个方面的使用。在系统平台下，这两个部分可以由工艺路线、加工特征识别、加工操作定义、刀位文件以及后置处理等模块部分完成。

2.1.1 工艺设计路线模块

工艺设计路线模块主要通过操作人员对工艺设计的零件设计模型桉树进行系统录入的方式，使零件加工的工序可以被定义，从而确定每一道加工工序的具体内容。随后，操作人员依据系统所提供的模块提示，分别设置工序名称、工序机床设备使用等内容，从而使零件加工的工艺路线更加完备。

2.1.2 加工特征识别模块

加工特征识别模块主要针对数控加工过程中的加工工具进行认定[2]。一般来说，由TC服务器中的数据库进行加工特征数据信息的整理，并根据不同加工工具参数的录入，对加工工艺路线中的加工特征进行信息归纳，从而获得加工工艺的具体特点。

2.1.3 加工操作定义模块

加工操作定义模块是指在完成特征识别和特征分析后，操作人员依据平台系统所提供的加工信息，对加工特征的具体信息内容进行设定。其中包括诸如几何信息、走刀方式信息、刀具参数信息等具体内容，都可以由操作人员进行全新定义。

2.1.4 刀位文件模块

刀位文件模块则是由TC数据库和数采系统共同作用，将完成的定义信息分析内容，集合整理，并调用程序处理进行文件的生成。数控加工工艺中的走刀模式、加工参数等，都需要经过刀位文件模块生成具体的文件内容，存储入数据库中。

2.1.5 后置处理模块

后置处理模块则是对数控机床、代码格式以及刀具补偿信息进行的后续处理。在系统中，可以根据代码的含义进行刀具作业坐标系的定位，随后依据数据库信息对坐标定位存在的差异进行判断，完成对误差的识别。

2.2 信息模型的建立和应用

在实际的数控加工作业中，数控加工过程所形成的信息类型和信息关系都十分复杂，在未进行平台搭建之前，信息孤岛现象严重，导致数控加工的协同性不高，最终造成工艺信息缺乏完整性。本文在面对信息协调问题时，提出通过Teamcenter平台的搭建，形成数控加工的信息模型，通过模型实现工艺信息的彼此协调。例如，数控加工当中零件信息所表现出的零件特征十分烦琐，其中既有零件的几何实体，同时还包含零件的加工工序。为了使信息表现得完整、协调，在模型中，首先通过材料切除区域的方式，对零件所拥有的性状和精度特征进行表达，包含内部的加工操作信息，而在加工特点方面，则由模型将加工工序分解为多个工作步骤，工作步骤在系统中表现为连续的切削作业，并由数采系统对整个切削过程进行数据采集，形成信息实体。