一、前言
自20世紀80年代以來,模具設計制造技術得到了突飛猛進的飛速發展,這有賴于計算機技術進步和信息技術革命帶來的巨大契機。進入新世紀以來,模具設計制造技術必將又產生一場新的革命,即虛擬技術和網絡化技術在模具設計制造行業的應用。
現在流行的模具CAD/CAM技術比起傳統的模具設計制造技術已有了顯著的進步,它就是根據產品的形狀,在計算機中設計出模具的三維圖形,然后給出一定的工藝參數,對CAD模型進行仿真加工,選擇出優化的加工方法,并通過軌跡的驗證來確認加工的正確性。然后根據生成的加工代碼對實物進行加工。CAD/CAM技術的應用縮短了產品的制造周期,大大地提高了產品的質量。
二、基于B/S模式的模具遠程設計制造
隨著計算機技術的迅速發展和網絡的普及,網絡技術在模具設計制造業的廣泛應用將指日可待,有關網絡環境下遠程協同設計計算模式理論和應用的研究也就必將引起人們的重視。目前,網絡應用軟件的計算模式也由傳統的C/S模式轉向基于Internet/Intranet的B/S模式。
B/S模式簡化了客戶端軟件,只須裝上瀏覽器作為客戶端應用的運行平臺,而將所有的開發、維護和升級工作集中在服務器端。用戶使用瀏覽器上網,向Web服務器發送請求,Web服務器處理請求,查詢數據庫,執行應用程序,并將結果信息組織成HTML頁面發送給用戶,在用戶的瀏覽器上顯示,組成一個三層的B/S模式。
在文獻中建立了一個遠程協同設計與制造的系統,其體系結構圖見圖1。該系統和其它很多的系統一樣都能較好地實現遠程設計,但是如何能使遠程設計如同現場設計,這樣的問題還有待于進一步解決。筆者綜合考慮了傳統的模具設計制造技術和計算機網絡技術的現狀和未來發展,認為結合V/V技術的網絡并行設計制造將是未來模具設計制造業發展的趨勢。
圖1 遠程設計制造系統的體系結構圖
三、基于V/V技術的模具設計制造
V/V技術即VM(Virtual Manufacturing)技術和VR(Virtual Reality)技術。VM即虛擬制造技術就是在集成化的合成制造環境下基于計算機建模和仿真的設計和生產技術,即在計算機中實現制造的技術,它包括以設計為中心的VM、以加工為中心的VM和以控制為中心的VM等類別。虛擬制造強調在實際投入原材料進行產品生產之前,先完成產品設計與制造過程的相關分析,以保證制造實施的可行性,其主要目的是為了提高產品設計、工藝規劃、生產規劃以及車間控制中的決策與控制水平。工模具虛擬制造技術,不僅能夠提供產品的實體造型,生成數控加工指令,進行加工仿真,通過對仿真結果進行分析及強度計算實現優化設計,而且能在計算機上進行模擬裝配、干涉檢查及產品的性能分析,并能進行模具運動仿真,從而使模具開發一次成功率大大提高,有效地縮短了模具設計和制造周期,大大降低了模具成本,同時也能保證提高模具的加工質量,從而提高了企業的市場競爭力。VM不是單純的CAD/CAM,也不是單純的CAD/CAE/CAM,而是在CAD/CAE/CAM基礎上的進一步發展,可以看作是CAD/CAE/CAM集成化發展的更高層次。
VR即虛擬現實,就是利用計算機發展中的高科技手段構造出一個虛擬的境界,使參與者獲得與現實一樣的感覺。虛擬現實是一個在當今國際上倍受關注的課題。如果真正實現了虛擬現實,那么對整個人類的生活與發展都將引起巨大的變革。人們都知道Internet是世界上最大的互聯網絡,它將世界各地的計算機、局域網通過TCP/IP協議連接起來,人們可以通過E-mail、FTP、WAIS、Gopher、Finger、WWW等手段達到信息共享。特別是WWW利用HTML,以其優美的圖形界面和豐富的超連接可獲得直觀的效果。目前,公司、企業甚至個人都紛紛建立自己的主頁,于是產生了Intranet。但是,熟悉WWW的人們都知道,由于HTML語言的局限性,VRML之前的網頁只能是簡單的平面結構,就算Java語言能夠為WWW增色不少,但也僅僅停留在平面設計階段,而且實現環境與參與者的動態交互是非常煩瑣的。于是,虛擬現實建模語言(VRML)應運而生。將虛擬現實(VR)引入模具設計制造領域,并與虛擬制造技術(VM)進行有機結合,勢必引起一次模具設計制造業的思想變革。
四、對模具設計制造技術未來發展的探討
當今社會是以信息技術為中心的工業或后工業社會,圍繞計算機技術而產生的新技術不斷地涌現。在模具設計制造領域,首先是CAD/CAM技術,它有機地結合了人和機器各自的優點,目前已成為加速產品更新、提高產品質量和增強市場競爭力的強有力工具,有人把CAD/CAM技術及其應用水平看作是衡量一個國家的科技現代化和工業現代化程度的重要標志之一。經過多年的努力,模具CAD/CAM技術已發展到了相當高的程度,人們正沿著集成化、智能化、網絡化的方向進行著更加深入地研究。綜上所述認為,在充分發展虛擬制造技術的基礎上,結合虛擬現實的實現,建立一個基于B/S模式的智能化的網絡并行設計制造系統是制造行業發展的必由之路。
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本文標題:基于B/S模式和V/V技術的模具設計制造
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