近三十年,模具制造在我國得到了迅速發展,模具的產量、產品類別迅速增加,模具企業的規模和數量也在持續擴大,模具行業的競爭變得越來越激烈。模具企業通過模具結構標準化、模具制作流程化和數字化管理來實現模具精度提高、加工周期縮短、加工成本降低的目標。UG二次開發將不斷積累的設計、編程經驗,優化的加工參數和標準化規則固化于設計、加工中,成為提高模具質量、縮短加工周期的有力工具。
1 UG二次開發的功能和應用范圍
隨著模具行業的不斷發展,UG已成為模具企業普遍應用的CAD/CAM/CAE設計、加工工具。雖然UG在CAD/CAM/CAE等方面都非常優秀,綜合性能卓越,但畢竟是一個適用于各個行業的通用工具。對于特點突出、專業化和個性化都非常強的模具行業,還有很多的約束和不便之處。考慮到這一原因,UG為用戶預留了二次開發接口——OPEN API。OPEN API涵蓋了UG幾乎所有的功能,采用C語言作為外部平臺,更可實現UG菜單和工具條所無法實現的其它功能。OPEN API還提供了與UG KBE模塊的接口,可直接調用KBE的方法、工具,實現智能化設計。OPEN API可無限地擴展、完善、用戶化UG軟件。在模具企業中,UG二次開發主要有以下幾方面的應用:
(1) 提高設計的自動化程度,提高設計效率,減少出錯率;
(2) 優化加工參數和加工工藝,提高加工質量和加工效率;
(3) 固化制作流程;
(4) 強化標準;
(5) 促進模具企業信息化管理。
2 UG二次開發在模具企業的具體應用
UG二次開發的目標是成為模具加工過程從接單、產品優化、采購、零件編碼、設計、編程、加工、庫存管理、排機、工藝、標準化到資料管理的全面綜合的模具加工輔助工具。與ERP系統無縫對接,實現模具企業真正意義的數字化管理。
2.1模具報價
模具報價是一項很復雜的工作,不但需要對產品進行分析、優化,確定模具的基本結構,還要充分考慮和分析模具的加工制作難度,加工工藝,加工周期,模具材料等諸多因素。雖然有經驗的市場工程師可憑經驗報價,但這種報價方式反應時間長,而且個別模具的報價也會出現較大的差錯。通過UG二次開發,可以為市場工程師提供友好、完善的模具報價系統:如相似模具結構參考、標準化信息查尋、產品尺寸的自動查尋、產品結構優化信息、模具材料的即時報價、報價單的自動生成等。從而提高報價的反應效率和準確性。報價系統通過ERP接口,將模具規格說明、報價單發送到ERP系統。報價系統結構如圖1所示。
2.2物料管理
物料管理分為物料采購管理和物料庫存管理。物料管理系統接收來自設計管理系統的BOM,通過自動編碼系統,將模具材料清單進行分類編碼,將零件分為標準件、庫存零件和采購物料,將零件名稱數字化、代碼化。并將編碼結果分送到采購管理系統和庫存管理系統。采購管理系統自動查尋庫存狀況,生成采購清單和領料單。通過與ERP系統數據共享,對庫存、采購狀況等進行管理。物料管理系統結構,如圖2所示。

圖2物料管理系統結構
2.3設計管理
模具設計輔助系統分三個階段開發。首先是設計工具的開發,如適用于3D圖的裝配間鉆螺絲孔,固定模肉的避空孔,落位、管位塊、標準膠圈、避空位、運水的自動生成。通過選擇體、選擇面、框選等不同方式生成包絡體,電極輔助生成系統等;適用于2D圖的點標注、孔標注,自動生成頂針排位圖、散件圖、模具結構簡圖、運水圖等。第二階段實現相似產品的模具半自動設計。這一階段的基礎是模具結構的高度標準化和產品類型的細分。通過定制標準件、標準的模具目錄樹結構、標準的模肉等,自動生成BOM表、大肉定料單、模胚定料單。以手機設計為例,不同大小的產品,根據產品的排位,即可確定標準模架。手機模具中使用的標準件,可以通過所在層的嚴格標準化,確定標準件的類型,通過標準件的關鍵尺寸,可識別標準件的型號;模架中的模框,運水,可通過預定的設計規范自動生成。模架中的避空孔,由于有了對標準件的準確識別,可以自動生成。只要設計師完成產品分型,并建立頂出系統,則其它絕大部分工作如BOM表等,完全可由計算機自動完成。第三階段實現模具設計的自動化,在這一階段中,首先要對產品進一步細分,將類似的產品歸類成組;其次是將設計師的設計經驗高度提煉,固化成標準,開成分型面的生成規則,頂出規則,利用模式識別確定產品特征,從而實現全自動模具設計。將設計數據發送到ERP系統、采購系統,實現全方位的模具自動設計與數字化管理。模具設計輔助系統結構,如圖3所示。

圖3 模具設計輔助系統結構
2.4加工管理
加工工藝、加工參數、加工設備是決定加工質量、加工效率和加工成本的主要因素。加工管理的目標就是在有限的設備、人員的情況下,以最小的成本,滿足模具加工周期、加工精度的要求。目前的現狀是加工工藝、加工參數完全靠人工經驗確定,經驗成為決定加工精度和加工效率的主要因素。不但影響了加工精度,降低了加工效率,使模具質量不穩定,還可能出現較高的廢品率。
通過UG二次開發,可將加工人員的經驗總結升華為企業規范和企業標準,形成標準化的加工工藝輔助系統、加工參數庫、自動編程系統、工時評估系統,確保加工工藝和加工參數最優化。加工管理系統結構,如圖4所示。

圖4 加工管理系統
2.5模具企業信息化管理
ERP是通用的管理軟件,為適應模具企業的管理流程和管理模式,ERP系統會做相應的調整,但由于ERP系統無法獲取模具設計和模具加工過程中的數據,因此,現有的ERP系統多數無法深入到模具設計和模具加工過程中,存在數據不全、管理不到位的現象。通過UG二次開發,可以建立ERP系統與UG系統的橋梁,將沒計數據、編程數據、物料清單、零件編碼和加工過程數據、質檢數據、排機、標準化和圖紙管理等數據全面納入ERP系統,實現模具企業真正意義的數字化管理。
3結束語
隨著模具行業的不斷發展,模具制造在行業間的細分也將不斷深化,信息化、標準化、流程化和自動化將成為模具企業的主要發展方向。隨著加工設備自動化程度的不斷提高和CAD/CAM/CAE軟件的不斷發展,二次開發在模具制造業也將發揮更大的作用。通過二次開發,對于分類后的成熟產品,實現半自動、甚至自動化設計和自動編程將成為可能。