一、鈑金件的設(shè)計(jì)與展開

    目前，在一些三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，都或多或少具有一些鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能模塊，但是，因?yàn)榇嬖诋a(chǎn)品主要功能定位的不同，開發(fā)商本身的鈑金工程背景的不足，很難做到鈑金設(shè)計(jì)的專業(yè)化和高效性，同時(shí)在展開計(jì)算的靈活性和準(zhǔn)確性方面存在一些問題，設(shè)計(jì)階段對于鈑金工藝性能難以全面考慮和處理。

    作為Autodesk公司的MAI戰(zhàn)略聯(lián)盟伙伴，德國SPI公司專業(yè)從事鈑金設(shè)計(jì)和工藝軟件開發(fā)已經(jīng)20多年，為客戶提供了世界上最好的參數(shù)化鈑金設(shè)計(jì)和展開系統(tǒng)SPI-Sheetmetal。通過與獨(dú)特的專家技術(shù)的完美組合，使板金生產(chǎn)在設(shè)計(jì)過程中達(dá)到智能化，生產(chǎn)效率得到極大地提高，節(jié)約了鈑金零件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的費(fèi)用。SPI顯著縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間及生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，使產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到試制的時(shí)間大大減少，明顯提前了產(chǎn)品上市的時(shí)間。在板金產(chǎn)品投產(chǎn)前使設(shè)計(jì)師和制造商的設(shè)計(jì)過程得到極大改進(jìn)，使系統(tǒng)獲得了貫穿設(shè)計(jì)過程始終的獨(dú)一無二的特殊鈑金設(shè)計(jì)能力，對于成本節(jié)省具有重要意義。

    SPI提供了大量智能化的功能強(qiáng)大的專業(yè)化鈑金特征結(jié)構(gòu)造型工具。SPI可以通過多種方式創(chuàng)建鈑金零件；可以添加各種特殊類型的折邊特征(如“標(biāo)準(zhǔn)唇邊”、“簡易唇邊”、“傾角唇邊”、“Z型嚙合唇邊”、“摺形包邊”等)，同時(shí)折邊時(shí)可以自動(dòng)成尖角或團(tuán)角過渡，自動(dòng)開用戶化的工藝槽；可以自動(dòng)進(jìn)行不同角度特征的生成并斌予角部切縫屬性；快速生成箱體類、折彎類、放樣類、蓋板類等多種典型零件。

    SPI與世界領(lǐng)先的模具生產(chǎn)廠商有著很好的合作關(guān)系，提供了大量流行的沖模和壓模結(jié)構(gòu)刀具庫，各種新的標(biāo)準(zhǔn)刀具種類還在不斷增加。同時(shí)，SPI5.0開始提供了用戶化刀具庫的創(chuàng)建和維護(hù)工具，這些自定義刀具可以同標(biāo)準(zhǔn)刀具一樣進(jìn)行選擇和調(diào)用。用戶可以高效地進(jìn)行各種沖、模壓板金結(jié)構(gòu)繪制，減少大量重復(fù)性勞動(dòng)。

    在鈑金折彎過程中，鈑金零件產(chǎn)生變形，展開圖的尺寸與幾何方式計(jì)算的尺寸不一致，需要進(jìn)行專門的展開計(jì)算。SPI利用專家技術(shù)進(jìn)行展開圖的分析計(jì)算，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地生成用戶需要的平面展開圖。

    展開時(shí)用到的材料定義和折彎縮短量系數(shù)等可以很方便地輸人到SPI材料管理模塊中的專用表格中，根據(jù)設(shè)計(jì)者的需要計(jì)算出精確的展開尺寸。系統(tǒng)提供3種展開方法：修正系數(shù)、縮短量表或縮短量公式。當(dāng)設(shè)計(jì)者為所設(shè)計(jì)的零件選擇一種材料后，在折彎過程中不必再考慮模型的特性。軟件檢查操作過程并將存在矛盾或沖突的地方顯示出來(例如“材料產(chǎn)生重登”，“折彎半徑小于最小圓角半徑”等信息)。SPI這種預(yù)先選擇制造加工特性的功能保證了設(shè)計(jì)者使用現(xiàn)有的材料、刀具和加工過程，避免零件因不能加工造成返工 。

    在展開過程中，SPI可以對于封閉輪廓、角部區(qū)域、非直線邊的區(qū)域自動(dòng)賦予虛擬的切縫屬性，然后按照實(shí)況展開。對這些特征的展開在很多系統(tǒng)中是難以實(shí)現(xiàn)的功能。對于零件中部分倒圓特征或工藝孔結(jié)構(gòu)特征，在SPI中可以省略繪制，提高造型速度，系統(tǒng)也能夠直接進(jìn)行展開并自動(dòng)添加用戶希望的折彎區(qū)域和工藝孔、槽結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)甚至對于曲線狀角部、放樣類零件、自由曲面等同樣可以進(jìn)行展開并賦予角部展開屬性。

    在SPI中對于實(shí)體和展開圖的編輯修改十分方便簡捷，提供了全面的鈑金特征自動(dòng)修改工具。同時(shí)，當(dāng)鈑金實(shí)體修改后，展開圖可以自動(dòng)更新。在SPI中，可以自動(dòng)對展開圖進(jìn)行尺寸標(biāo)注，顯示折彎線、折彎區(qū)城，自動(dòng)生成刀具參數(shù)表、折彎參數(shù)表，進(jìn)行干涉檢查和成本估算；同時(shí)SPI的材料和展開數(shù)據(jù)可以添加到BOM中。

    可選的最新SPI-VBEMD模塊可以直接對各種鈑金零件確定切實(shí)可行的折彎順序，支持刀具選擇和干涉檢查，進(jìn)行折彎過程的仿真。系統(tǒng)使整個(gè)折彎流程的完全的虛擬動(dòng)態(tài)仿真成為可能，使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段就可以看到實(shí)際的折彎過程和效果，避免可能的設(shè)計(jì)失誤，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

    同時(shí)，作為可選模塊，SPI公司具有專門的異形管道設(shè)計(jì)展開系統(tǒng)，可以幫助用戶方便高效地進(jìn)行特殊形狀鈑金管道零件的設(shè)計(jì)。

二、板金類零件的數(shù)控加工

    在原型機(jī)制造或生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中，SPI只需點(diǎn)擊一次實(shí)體就能在幾秒內(nèi)生成準(zhǔn)確的展開圖。然后可以將展開數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)控沖床、線切割、激光或火焰切割等CAM程序，也可以傳箱到其他折彎控制系統(tǒng)(包括Delemand Cybelec等系統(tǒng)的專門接口)進(jìn)行數(shù)控加工。作為與MDT,SPl完全集成的數(shù)控鈑金制造系統(tǒng)，SS-FAB Professional可以針對用戶提供全面的鈑金CAM解決方案，具有進(jìn)行鈑金沖裁加工的獨(dú)特優(yōu)勢，極大地提高工作效率。其適用于數(shù)控沖裁加工、數(shù)控徽光切割加工、數(shù)控等離子切割、數(shù)控火焰切割等多種教控切割加工設(shè)備的自動(dòng) NC編程切割，并且通過其開放靈活的后處理可以使SS-FAB Porfessional適用于各種數(shù)控系統(tǒng)。同樣作為 Autodesk公司MAI合作伙伴的美國Striker Systen公司，長期致力于國際范圍內(nèi)金屬成型和制造軟件解決方案的開發(fā)工作。其產(chǎn)品FAB Porfessiamal主要有SS-Nest和SS-Punch等核心模塊。SS-Nest是一個(gè)功能強(qiáng)大的針對真實(shí)形狀的多個(gè)零件的排樣軟件系統(tǒng)。它將用戶需要加工的零件放人排樣數(shù)據(jù)庫中，然后從排樣數(shù)據(jù)庫中選擇當(dāng)前排樣任務(wù)中要使用的零件，指定每種零件的具體數(shù)目，系統(tǒng)將自動(dòng)生成形狀各異的系列零件的優(yōu)化排樣圖。排樣任務(wù)可以自動(dòng)考慮不同零件的材料和板厚，從而將排樣任務(wù)細(xì)分為子排樣。系統(tǒng)也可以使用填充模式，實(shí)現(xiàn)在一張板料上盡可能多地放置零件口SS-Punch是一個(gè)全面的、用于各種CNC轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床的數(shù)控編程系統(tǒng)，其可以直接讀人和識別 AutoCAD環(huán)境下的圖形文件，也可以通過DXF，IGFS，STEP等轉(zhuǎn)移格式輸人和處理其他系統(tǒng)的圖形文件，對于SPI生成的平面展開圖，在SS-Punch中可以直接利用，進(jìn)行優(yōu)化排樣和數(shù)控編程，生成加工需要的NC代碼文件。SS-Punch含有一個(gè)轉(zhuǎn)塔控制系統(tǒng)進(jìn)行刀具選擇，可以將不同的刀具組合成不同的文件備用。可以只用轉(zhuǎn)塔中的刀具來進(jìn)行加工，也可以從刀具庫中搜索選刀，支持子工位和特殊刀具工位。同時(shí)，SS-Punch支持自動(dòng)選刀，只要簡單地選取要進(jìn)行加工處理的零件，SS-Punch會(huì)自動(dòng)選取合適的刀具；當(dāng)然，也可以交互地使用刀具命令來進(jìn)行人工刀具選擇。

    SS-Punch包含有多種優(yōu)化刀具路徑的方法和刀具路徑預(yù)覽工具，不論是完全靠自動(dòng)操作還是完全靠手工選擇刀具和定位方法，都可以準(zhǔn)確地得到期望的優(yōu)化刀具路徑 。當(dāng)鈑材超出沖床加工范圍時(shí)SS-Punch支持重定位，并且在做重定位時(shí)會(huì)考慮到使用模壓模具時(shí)的情況；當(dāng)需要翻面或旋轉(zhuǎn)材料時(shí)，SS-Punch會(huì)給出提示。

    很多時(shí)候，某個(gè)零件可能需要在多個(gè)不同的沖床，甚至是不同型號的沖床上進(jìn)行加工；SS-Punch的交叉后處理系統(tǒng)就會(huì)分析已加工零件的刀具，并且為另一個(gè)不同的沖床重新選刀，極大地減少用戶的編程時(shí)間。在機(jī)床驅(qū)動(dòng)方面，SS-Punch含有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows對話框式配置系統(tǒng)進(jìn)行企業(yè)機(jī)床設(shè)置，可以方便快捷地調(diào)整工時(shí)計(jì)算變量、夾鉗位置、重定位變量，以及其他各種機(jī)床參數(shù)信息。系統(tǒng)生成的NC代碼可以直接傳愉到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工。

    為了支持集成有激光或等離子切割頭的機(jī)床，SS-Punch可以將SS-Porfile作為可選模塊集成到一起。用戶從幾種算法中預(yù)先選擇一種方法來自動(dòng)決定哪些地方需要沖裁，哪些地方需要進(jìn)行切割；同時(shí)，也可以通過手工方法決定如何進(jìn)行加工。而SS-Share也可以作為可選模塊集成于SS-Punch中，以此來支持那些帶來三角剪功能的機(jī)床;所有的沖操作或剪操作都是自動(dòng)地排序以適用特殊機(jī)床需要。

三、鈑金CAD/CAM完整解決方案

    這套鈑金設(shè)計(jì)制造一體化解決方案主要由MDT，SPI，SS-Punch等軟件組成，可以提供業(yè)界最優(yōu)秀的鈑金零件的設(shè)計(jì)、展開、數(shù)控加工等完整的解決方案，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造的一體化過程。其基本流程圖見圖1所示。該方案廣泛用于通訊、電子、開關(guān)、電器、高低壓成套設(shè)備、控制柜等鈑金件需求較多的設(shè)計(jì)制造行業(yè)，在國內(nèi)與世界范圍內(nèi)具有大量的用戶群；并且在實(shí)際應(yīng)用中顯著提高了企業(yè)效益，增強(qiáng)了企業(yè)的競爭能力。

圖1 鈑金從設(shè)計(jì)到制造一體化流程