3_3模具CADCAMCAE

模具并行设计的概念及应用
3 策略
• 动态组合分散在各地域的优势技术，利用最优 动态组合分散在各地域的优势技术， CAD/CAE/CAM组合提供技术决策支持 CAD/CAE/CAM组合提供技术决策支持，实现 组合提供技术决策支持， 最优化，赢得市场。 最优化，赢得市场。
4 可行性
• Internet互联网的广泛应用，多媒体会议，远 Internet互联网的广泛应用，多媒体会议， 互联网的广泛应用 程专家诊断等地应用使其有了技术支撑。 程专家诊断等地应用使其有了技术支撑。
3.3 CAD/CAM/CAE/PDM
随着科学技术的发展，特别是计算机技术在塑性加工技术 随着科学技术的发展， 中的应用与渗透，应用效果显著，发展迅速， 中的应用与渗透，应用效果显著，发展迅速，成为一个塑 性加工中重要的研究领域。 性加工中重要的研究领域。塑性加工中的计算机辅助技术 是一个跨学科的高技术领域， 是一个跨学科的高技术领域，对传统的生产模式产生了划 时代的变革作用，产生了巨大的技术经济效益， 时代的变革作用，产生了巨大的技术经济效益，具有巨大 的发展潜力。 的发展潜力。 在计算机辅助成形技术中，从最初的产品设计， 在计算机辅助成形技术中，从最初的产品设计，在不同塑 性成形阶段成形件形状信息的输入， 性成形阶段成形件形状信息的输入，相应的工模具结构和 形状参数的确定，模具的加工， 形状参数的确定，模具的加工，设备的选择及成形过程的 质量控制，到产品的检验无所不发挥着巨大的作用。 质量控制，到产品的检验无所不发挥着巨大的作用。
• CAD/CAE/CAM常见软件 CAD/CAE/CAM常见软件
CAD常见软件 CAD常见软件
模具并行设计的概念及应用
通用Die－making和分析软件 通用Die－making和分析软件
软件名称 AutoAuto-CAD UG－II UG－ CATIA DUCT PRO－ PRO－E MARC 公司 硬件 应用 CAD 美国 Autodesk 微机 美国EDS 工作站/ 美国EDS 工作站/微机 CAD/CAM 美国IBM 工作站/ 美国IBM 工作站/微机 CAD/CAE/CAM 英国DELCAM 工作站/ 英国DELCAM 工作站/微机 CAD/CAM 美国PTC 工作站/ 美国PTC 工作站/微机 CAD/CAE/CAM 美国Marc 工作站/ CAE 美国Marc 工作站/微机
模具并行设计的概念及应用
2 模具业的问题
• 设计科学性差，对经验依赖性强； 设计科学性差，对经验依赖性强； • 市场需求、模具设计、制造、生产独立，无全 市场需求、模具设计、制造、生产独立， 局观念，缺乏参与全球市场化； 局观念，缺乏参与全球市场化； • CAD、CAM、CAE停留在串行模式（顺序模 CAD、CAM、CAE停留在串行模式（ 停留在串行模式 式）； • 自主开发系统花时、费精力，购置硬件花费资 自主开发系统花时、费精力， 金及维护费， 金及维护费，且软件仅一方面功能
一、模具并行设计的概念及应用
1背景
• 在全球经济发展一体化的信息时代，制造业面临两大 在全球经济发展一体化的信息时代， 挑战－技术和市场，新的技术纷纷涌现， 挑战－技术和市场，新的技术纷纷涌现，如敏捷制造 AM， Manufacturing）、智能制造（IMS， ）、智能制造 （AM，Agile Manufacturing）、智能制造（IMS， Intelligent Manufacturing）、精良制造（Lean Manufacturing）、精良制造（ ）、精良制造 Production）、 Production）、Fractural Company等，反映最大的是 ）、Fractural Company等 AM。 AM。 • 模具行业响应全球市场需求，以应用C3P(CAD/CAE/ 模具行业响应全球市场需求，以应用C3P(CAD/CAE/ CAM/PDM)来实现优质 高效、 CAM/PDM)来实现优质、高效、低成本产品生产为目 来实现优质、 强调联合、协作、协同， 标，强调联合、协作、协同，互借彼此硬软件技术实 现动态技术集成，以提高市场竞争力。 现动态技术集成，以提高市场竞争力。
3.3 CAD/CAM/CAE/PDM
塑性成形过程和计算机辅助技术
• 塑性成形过程是一种直通式材料成形过程的一种重要形式， 塑性成形过程是一种直通式材料成形过程的一种重要形式， 材料一般均为固态、粉末或液态， 材料一般均为固态、粉末或液态，包括金属和非金属两种 类型，在非金属材料中以聚合物及工程陶瓷为主， 类型，在非金属材料中以聚合物及工程陶瓷为主，它以机 械能、电能及化学能作为能源，利用材料的塑性， 械能、电能及化学能作为能源，利用材料的塑性，通过工 模具（含有一定的形状信息量） 模具（含有一定的形状信息量）和材料与工模具间的相对 运动来传递信息，对材料进行深度加工。 运动来传递信息，对材料进行深度加工。 • 塑性成形过程是一种技术密集型材料加工过程，一方面塑 塑性成形过程是一种技术密集型材料加工过程， 性成形加工的产品种类与数量随着技术与经济的发展并不 断增多，对成形件在材料、形状、尺寸精度、表面粗糙度、 断增多，对成形件在材料、形状、尺寸精度、表面粗糙度、 强度、寿命和重量等方面的要求而日益多样和严格； 强度、寿命和重量等方面的要求而日益多样和严格；另一 方面，塑性成形过程本身是一个非常复杂的过程， 方面，塑性成形过程本身是一个非常复杂的过程，影响塑 性成形的因素众多，涉及到材料的性质、 性成形的因素众多，涉及到材料的性质、模具的加工质量 及状态、变形过程中的变形受力状况、摩擦与润滑状态， 及状态、变形过程中的变形受力状况、摩擦与润滑状态， 以及设备的性能及工作状态等等， 以及设备的性能及工作状态等等，均直接影响到产品的质 量与精度，且各种影响之间互相耦合， 量与精度，且各种影响之间互相耦合，更使成形过程变得 错综复杂，迄今为止， 错综复杂，迄今为止，未能建立对其进行深入研究的系统 直接观察法。 直接观察法。
模具并行设计的概念及应用
5 C3P并行设计系统环境分析 C3P并行设计系统环境分析
• 思想技术基础
AM： 竞争/合作”机制，发挥局部特长； AM：“竞争/合作”机制，发挥局部特长； 并行工程(concurrent 设计、加工、 并行工程(concurrent Engineering) ：设计、加工、 核算、管理一体化； 核算、管理一体化； ES&NN：领域知识与复杂问题求解评价与建议； ES&NN：领域知识与复杂问题求解评价与建议； 网络化技术与先进管理系统（NT－MS）； 网络化技术与先进管理系统（NT－MS）；
模具并行设计的概念及应用
名称 开发单位 应用 功能 Moldflow 澳大利亚 CAD/CAE 注塑 C-mold 美国 AC CAE 注塑 DEFORM 美国Sci. Forming挤压锻模 美国Sci. Forming挤压锻模 CAE DANAFORM美国 DANAFORM美国ETA 美国ETA CAE 冲模 FORGE3 法国 CAE 锻模 Mofap Chona CAE 锻模
模具并行设计的概念及应用
模具CAD/CAM/CAE专用软件 模具CAD/CAM/CAE专用软件
名称 开发单位 应用 功能 PDDC 美国Die－ CAD/CAM 美国Die－Com 级进模 拉深模CAD/CAM 美国Ford CAD/CAM 拉深模CAD/CAM 美国Ford 汽车 PENTEX 日本旭光学工业 冲孔弯曲模 CAD/CAM AKT 捷克Metal 捷克Metal Manuf. Inst. 冲裁模 CAD/CAM MODCON 英国伯明翰大学 CAD/CAM 锻模 BLDFORG Battele Columbus Lab叶片锻模CAD/CAM Lab叶片锻模 叶片锻模CAD/CAM CIRCON 英国CAD/CAM 轴对称零件锻CAD/CAM 英国CAD/CAM 轴对称零件锻CAD/CAM MOLD Design 美国Computer Vison 注塑 CA行设计的概念及应用
基于internet的TCP/IP网络协议及采用分层方法 基于internet的TCP/IP网络协议及采用分层方法 实现系统的通信协同
• 采用Multi—Agents智能技术，其拓扑结构可以根据需 采用Multi—Agents智能技术， 智能技术 要实时动态组建、增减和撤销， 要实时动态组建、增减和撤销，可以满足企业特别是 联盟企业并行产品开发团队快速、 联盟企业并行产品开发团队快速、动态和多变性的要 求． • 功能和目标不同的agent构成开发团队，相互协作，进 功能和目标不同的agent构成开发团队 相互协作， 构成开发团队， 行并行模具开发． 行并行模具开发． • 功能和目标相同的agent构成开发的功能部门，相互合 功能和目标相同的agent构成开发的功能部门 构成开发的功能部门， 为模具并行开发提供智能支持。 作，为模具并行开发提供智能支持。 • 每个agent为具有并行设计知识表达处理能力和通信协 每个agent为具有并行设计知识表达处理能力和通信协 同能力的智能子系统， 同能力的智能子系统，其结构如图
3.3 CAD/CAM/CAE/PDM
CAX的涵义 CAX的涵义 • CAE—计算机辅助工程(Computer Aided Engineering)。 CAE—计算机辅助工程(Computer Engineering)。 • CAD—计算机辅助制图/设计(Computer Aided CAD—计算机辅助制图/设计(Computer Drafting/Drawing /Design)。 Design)。 • CAM一计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)。 CAM一计算机辅助制造 一计算机辅助制造(Computer Manufacturing)。 • CS—计算机模拟(或仿真) (Computer Simulation)。 CS—计算机模拟(或仿真) Simulation)。 • CAT—计算机辅助测量/技术(Computer Aided Testing／ CAT—计算机辅助测量/技术(Computer Testing／ Measuring /Technique)。 /Technique)。 • CAPP－计算机辅助编制工艺(Computer Aided Process CAPP－计算机辅助编制工艺(Computer Planning)。 Planning)。 • AI－人工智能(Artificial Intelligence) AI－人工智能(Artificial • EPS－专家系统(Expert System) EPS－专家系统(Expert • CAQ－计算机辅助质量控制(Computer Aided Quality CAQ－计算机辅助质量控制(Computer Control) • FMS－柔性制造系统(Flexible Manufacture Systems) FMS－柔性制造系统(Flexible • CIMS－计算机集成制造系统(Computer Integrated CIMS－计算机集成制造系统(Computer Manufacture Systems)。 Systems)。 • IMS－智能制造系统（Intelligent Manufacture Systems） IMS－智能制造系统（ Systems）
3.3 CAD/CAM/CAE/PDM
上述术语人多易于理解：但在成形技术中， 上述术语人多易于理解：但在成形技术中， CAPP的涵义较多 板料成形工艺、 CAPP的涵义较多．板料成形工艺、体积成形工 的涵义较多． 工艺设计、 工艺设计、数控冲裁和数控弯曲的编程等等都可 归入CAPP，模具CAD中需要成形工艺设计 中需要成形工艺设计， 归入CAPP，模具CAD中需要成形工艺设计，也 CAPP，而且是很关键的部分。 是CAPP，而且是很关键的部分。在成形设备和 模具零件加工前，则需编制零件的加工工艺， 模具零件加工前，则需编制零件的加工工艺，此 工作如由计算机进行则是机械加工CAPP。 工作如由计算机进行则是机械加工CAPP。FMS CAM的延伸 的延伸， 是CAM的延伸，冲压生产利模具零件加工都有应 AI和EPS可为各种 可为各种CAX技术服务 技术服务， CAD、 用。AI和EPS可为各种CAX技术服务，如CAD、 CAPP、CAM、FMS、CIMS等等 CAPP、CAM、FMS、CIMS等等。 等等。