1 引言

    組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度很高的工藝裝備，它是工裝柔性化的重點(diǎn)。航天零件多品種、小批量的特點(diǎn)，決定了對(duì)夾具的需求量日益增大。而型號(hào)任務(wù)數(shù)量的急劇增加和產(chǎn)品性能指標(biāo)的日益提高，又對(duì)夾具的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。目前組合夾具設(shè)計(jì)和組裝仍采用落后的人工組裝和管理方法，效率低、周期長(zhǎng)，在型號(hào)研制過(guò)程中，組合夾具設(shè)計(jì)的大量時(shí)間都消耗在了繁瑣重復(fù)的基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)工作上；設(shè)計(jì)員缺乏足夠的時(shí)間來(lái)從事設(shè)計(jì)優(yōu)化和創(chuàng)新；另外，當(dāng)前夾具標(biāo)準(zhǔn)化程度差，夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量參差不齊，也不能滿(mǎn)足快速設(shè)計(jì)的目的；再者，隨著新老員工更替，夾具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)容易流失。為了提高組合夾具設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，使夾具設(shè)計(jì)規(guī)范化并減輕設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性工作，有必要在三維CAD集成環(huán)境下開(kāi)發(fā)組合夾具設(shè)計(jì)管理柔性化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)夾具標(biāo)準(zhǔn)件及組件的設(shè)計(jì)和管理。

2 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

    2.1 平臺(tái)架構(gòu)

    組合夾具設(shè)計(jì)管理柔性化定制平臺(tái)要具備很好的適應(yīng)性、靈活性、擴(kuò)展性、維護(hù)性和復(fù)用性，才能滿(mǎn)足具體系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需求。本系統(tǒng)在現(xiàn)有企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)支撐平臺(tái)以及企業(yè)工位現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化、企業(yè)計(jì)算機(jī)與安全等網(wǎng)絡(luò)以及服務(wù)的支撐作用下，系統(tǒng)采用C/S和B/S混合結(jié)構(gòu)，服務(wù)端在A(yíng)VIDM新底層平臺(tái)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)使用Oracle。

    該平臺(tái)框架整體分為四個(gè)層次，即：支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和功能應(yīng)用層。四個(gè)層次由下至上起到了支撐作用，上層逐層應(yīng)用底層提供的服務(wù)。層次型的服務(wù)模式可以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的可擴(kuò)展性、功能的易維護(hù)性，因此用戶(hù)可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)平臺(tái)進(jìn)行擴(kuò)充，增加新的服務(wù)。平臺(tái)架構(gòu)如圖1。

圖1 組合夾具設(shè)計(jì)管理柔性化平臺(tái)架構(gòu)

    首先，最底層的支撐層是對(duì)企業(yè)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)服務(wù)軟件以及硬件的簡(jiǎn)要描述。

    數(shù)據(jù)層對(duì)平臺(tái)粗粒度數(shù)據(jù)模型進(jìn)行簡(jiǎn)要描述，主要為了表達(dá)系統(tǒng)中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類(lèi)型。

    服務(wù)層是平臺(tái)的核心層次，在支撐層以及數(shù)據(jù)層的支撐下，成為數(shù)據(jù)層與應(yīng)用層之間的紐帶，應(yīng)用層產(chǎn)生的對(duì)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求經(jīng)過(guò)服務(wù)層的多層功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理后，再對(duì)底層數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。企業(yè)的核心業(yè)務(wù)流程以及數(shù)據(jù)處理工作主要集成在服務(wù)層。

    平臺(tái)框架的最上層為功能應(yīng)用層，這一層是對(duì)底層功能的綜合性應(yīng)用，也是功能的發(fā)起與請(qǐng)求部分。根據(jù)組合夾具設(shè)計(jì)管理平臺(tái)的需求提供了庫(kù)建立、成員配置及訪(fǎng)問(wèn)控制、零組件管理、應(yīng)用集成、設(shè)計(jì)知識(shí)管理等功能模塊。

    整個(gè)平臺(tái)在四層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上能夠很好地利用企業(yè)現(xiàn)有數(shù)據(jù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等設(shè)備；在層次型服務(wù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的易維護(hù)性以及可擴(kuò)充性；在數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)對(duì)組合夾具數(shù)據(jù)完備的管理功能。

    2.2 平臺(tái)定制設(shè)計(jì)

    基于業(yè)務(wù)流程的特點(diǎn)，該平臺(tái)能夠快速地定制出一個(gè)具有基礎(chǔ)功能、個(gè)性化界面和靈活數(shù)據(jù)應(yīng)用的系統(tǒng)，并可在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展一定的業(yè)務(wù)功能，集成一定的業(yè)務(wù)模型，平臺(tái)典型應(yīng)用過(guò)程如圖2。

圖2 平臺(tái)典型應(yīng)用過(guò)程

    組合夾具管理和應(yīng)用涉及三類(lèi)用戶(hù)角色，分別是AVIDM系統(tǒng)管理員、組合夾具庫(kù)管理員、普通用戶(hù)。在應(yīng)用過(guò)程中，支持上述三類(lèi)用戶(hù)完成如下工作：

    a.支持AVIDM系統(tǒng)管理員進(jìn)行系統(tǒng)用戶(hù)的管理，進(jìn)行夾具庫(kù)的創(chuàng)建，進(jìn)行庫(kù)管理員角色及用戶(hù)的配置。

    b.支持夾具庫(kù)管理員進(jìn)行庫(kù)的配置及庫(kù)中零組件的管理。具體包括：分類(lèi)目錄的創(chuàng)建、修改、刪除、移動(dòng)，零組件的添加、修改、刪除、廢止；零組件操作（創(chuàng)建、修改、刪除等）的用戶(hù)權(quán)限設(shè)置。

    c.支持設(shè)計(jì)人員進(jìn)行夾具的查詢(xún)、調(diào)用；支持通過(guò)參數(shù)驅(qū)動(dòng)生成模型并添加到裝配環(huán)境中；支持夾具組件及標(biāo)準(zhǔn)件的添加，但是所添加的零組件需要經(jīng)過(guò)確認(rèn)后才能在夾具庫(kù)中正式發(fā)布使用。

3 平臺(tái)功能

    該平臺(tái)是集流程、界面、功能定制與配置、用戶(hù)角色權(quán)限管理等功能的人機(jī)交互定制平臺(tái)，客戶(hù)端為Solid Edge ST3集成插件及瀏覽器。瀏覽器客戶(hù)端主要供管理員使用，用以進(jìn)行夾具庫(kù)的創(chuàng)建、人員配置、權(quán)限配置；Solid Edge ST3集成插件用以進(jìn)行分類(lèi)目錄的定義，夾具的創(chuàng)建、刪除，夾具的查詢(xún)、調(diào)用，是該平臺(tái)的主要功能界面和使用界面。其功能框圖如圖3。

圖3 平臺(tái)功能框圖

    系統(tǒng)管理是管理員的主要工作范疇。管理員可進(jìn)行庫(kù)的創(chuàng)建、編輯，庫(kù)管理員的指定；庫(kù)管理員可進(jìn)行庫(kù)的成員及角色的配置，配置庫(kù)中對(duì)象的訪(fǎng)問(wèn)控制策略。

    組件及標(biāo)準(zhǔn)件管理是組合夾具設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)的主體功能集。組件及標(biāo)準(zhǔn)件管理的子功能模塊包括：分類(lèi)目錄管理、標(biāo)準(zhǔn)件管理、組件管理、組件及標(biāo)準(zhǔn)件查詢(xún)。分類(lèi)目錄管理包括分類(lèi)的新建、修改、刪除等功能，實(shí)現(xiàn)組件及標(biāo)準(zhǔn)件歸類(lèi)存儲(chǔ)的效果。標(biāo)準(zhǔn)件管理包括標(biāo)準(zhǔn)件的添加、修改、刪除和狀態(tài)管理，處理內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)件模型實(shí)體、屬性、特征參數(shù)、縮略圖文件。組件管理包括組件的添加、修改、移動(dòng)、刪除、狀態(tài)管理等功能，與標(biāo)準(zhǔn)件管理相比組件管理還包括組件結(jié)構(gòu)的管理。組件及標(biāo)準(zhǔn)件查詢(xún)可進(jìn)行對(duì)象的搜索，也可直接在分類(lèi)目錄下瀏覽查找，針對(duì)查詢(xún)的結(jié)果調(diào)用打開(kāi)。

    應(yīng)用集成管理進(jìn)行組合夾具管理與CAD軟件數(shù)據(jù)交互的處理，是組合夾具設(shè)計(jì)管理的支撐功能。應(yīng)用集成主要包括提取模型中結(jié)構(gòu)信息、屬性信息、參數(shù)信息，下載打開(kāi)庫(kù)中模型，向模型文件傳遞屬性，按相關(guān)參數(shù)及模板文件驅(qū)動(dòng)模型等。平臺(tái)典型功能界面見(jiàn)圖4。

圖4 平臺(tái)功能界面

4 系統(tǒng)應(yīng)用

    隨著載人航天事業(yè)的飛速發(fā)展，航天器的更新?lián)Q代越來(lái)越快，生產(chǎn)的零部件品種多、變化快、生產(chǎn)周期短，組合夾具的應(yīng)用范圍已經(jīng)從傳統(tǒng)的車(chē)、銑、刨、磨，擴(kuò)展到非金屬膠接、鉚接、焊接、檢驗(yàn)、裝配等工種，對(duì)組合夾具的需求越來(lái)越大。通過(guò)對(duì)本平臺(tái)的柔性定制與高效開(kāi)發(fā)，有效實(shí)現(xiàn)了組合夾具組裝的模擬性、資料的保留性、經(jīng)驗(yàn)的繼承性、使用和管理的數(shù)字化等問(wèn)題，從而提高組合夾具的生產(chǎn)效率和柔性化水平。圖5為生產(chǎn)用組合夾具實(shí)例。

圖5 夾具實(shí)例

5 結(jié)束語(yǔ)

    本文以組合夾具設(shè)計(jì)管理平臺(tái)為研究對(duì)象，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)件及規(guī)格參數(shù)的定義與配置、功能定制與配置、流程定制與配置等的研究與設(shè)計(jì)。該平臺(tái)包括權(quán)限管理、標(biāo)準(zhǔn)件與組件管理和應(yīng)用集成管理等模塊，其突出的特點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的可擴(kuò)展性、功能的易維護(hù)性，從而使用戶(hù)可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)平臺(tái)進(jìn)行擴(kuò)充，增加新的服務(wù)，體現(xiàn)了較大的靈活性和柔性。實(shí)踐表明，該平臺(tái)可以縮短設(shè)計(jì)周期，提高工作效率和工作質(zhì)量，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。

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本文標(biāo)題：基于Solid Edge的組合夾具設(shè)計(jì)管理柔性化平臺(tái)研發(fā)與應(yīng)用

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