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1、本科毕业设计（论文）外文翻译题 目 并行模具设计中的合作向导系统学 院 机电工程学院 专业 机械工程及自动化班级 10 机自本一 学号 10113003336学生姓名 徐石明 指导教师 孙树峰外文资料来源及题目（注：含作者、书名、杂志名或外文数据库名等，英文文章或段落标题，原文附后）作者：Wen-Ren Jong.Chun-Hsien Wu.Hung Hsun Liu.Ming-yan Li刊名：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 题目：A collaborative navigation system
2、for concurrent mold design译成中文后题目（译文附后）并行模具设计中的合作向导系统指导教师审阅意见：签名：年 月 日并行模具设计中的合作向导系统Wen-Ren Jong.Chun-Hsien Wu.Hung Hsun Liu.Ming-yan Li摘要：随着产品越来越多样化，他们的生命周期也变的越来越短。为了降低生产成本，加快自动化进程和并发设计就显得尤其重要了。因此，一个整体并发的设计体系在模具设计和制造过程中起到了关键性的作用。CAD 的界面中使用了 Pro /Web.Link 作为核心工具的这项研究促进了并行模具设计向导系统的发展。在标准零件库和设计决策系统的帮助
3、下，向导系统很适合帮助设计人员高效率和准确的完成三维模具的发展，同时提供了并行工程和协作设计的功能。这项结果表明，有效的节省时间是超过其他模具设计过程的方法。关键词：模具设计 向导系统 基于网络的 知识管理 Pro/Web.Link1. 序言在当今以知识为基础的多元化和竞争激烈的制造产业，为了增强竞争力， 人们意识到模具设计和生产决定了产品的上市时间和质量，缩短产品的开发时间就成了他们的目标。在当前环境下产品的使用周期迅速缩短，单独完成模具开发不能适时保证成功。合作和并行设计是满足当今市场需要的一个相对较好的方法。并行软件目前在市场上主要是建立在项目管理模式，并只为开发、设计和制造过程中生成的
4、管理信息提供工具。它不仅不能指导设计师，同样缩短产品开发时间也非常有限。在以前的研究中，以知识为基础的系统，如 IMOLD、ESMOLD、IKMOULD 和IKB-MOLD 都在注塑模具设计中相对成熟。IMOLD 模具设计主要分为四个步骤：分型面设计，型芯和型腔设计，流道系统设计和模架设计。它同样提供了控制和管理项目的能力，帮助设计师准确完成项目。KIB-MOLD 是由产品设计和模具制造商的经验和知识构成的。它使用基于知识的计算机设计辅助系统(CAD)从而提供一个互动环境，帮助设计者快速完成模具的设计，并且推进了模具设计标准化的过程。Britton G 等人和 Huang GQ 等人提出了产品
5、设计和生产之间的关系有这种增长趋势，下单在 A 地生产在 B 地。它为全体参与并发设计的人员提供了资源。产品分类系统适用目前多种方式的资源，为产品制造从产品造型到模具设计这个过程提供了大量参考，并通过互联网进行决定。除了 Ye XG 等提出过一种初始模具设计的算法，没有做过多少关于最初(概念)注塑模设计的研究。研究人员首先确定注塑零件的分型面，紧接着计算型腔的数量。型腔布局是根据型腔排布的情况和每个型腔的方向进行创建的。模架随着布局而自动进行加载。另外，Low 和 Lee 提出了注塑模具型腔布局设计的一套标准，因此作为唯一的模具型腔布局标准而被使用。当只使用标准进行布局，他们的布局方案可以很容
6、易地存储在数据库中并能在模具设计的阶段很快的检索出来。在三维固体技术讨论的清单上 Low 和 Lee 进一步提出了一种快速实现初始设计，将起到了一个标准模板的作用。信息从数据库提取出来并和顾客的基本信息耦合；这个信息将输入到技术讨论的清单上。提供并行设计系统的这项研究建立在 Jong WR 和 Wu CH 的成熟的模具设计向导系统上，出自零件标准库，并用 CAD 软件提高并发模具设计效率的决定系统。我们的系统解决并发设计和合作环境通信方面的困难。在之前的工作基础上，并发模具设计向导系统的主要贡献在于构建这项能够使设计团队在线同时快速完成模具设计的网络通信系统的研究。这个基于网络的系统使用 Pr
7、o/Web.Link 作为核心工具和传送与连接的网络实现瞬时共享上游和下游的设计信息资源。我们的并发设计系统采用并发过程和体系结构去克服这个缓慢和阻碍方便通信的排序进程的问题。标准零件库不仅能够节省时间和节省在制定标准零件库上所需的生产花费，同样这也保证了模具开发的一致性。决策系统帮助项目负责人派遣任务给模具设计师和为后续的流程做关键的决定。图 1：传统的模具设计过程2. 并发模具的设计如图 1 所示，传统模具开发是模具设计者采用一个连续的过程进行概念设计，模具分割、模架和绘图，一步一步进行，每一个过程都是耗费时间的，设计者必须等前一个设计师完成了相关工作才能开始自己的部分，这个过程会消耗大量
8、的时间。并发模具向导系统的是由五大模块组成：造型设计，模具分割，模架，绘图和更改设计，在第一个模块造型设计和模具设计起到了重要作用(图 2)。模具设计模块有几个子模块，包括模具分割，模架和绘图，他们依次又能分成子模块，称为第二层模块。例如，模具分割的第二层模块包括分型面、模具分割和其他第二层模块。向导系统允许子模块同时工作。因此设计师能够完成 1 级并发设计。有必要时设计师能将第二层模块分成第三层模块进行 2 级并发设计。此外，模块的“层”和“序列”是完全可以定制的。基于在并行设计系统上显示的进步水平，并使用数据库和项目管理系统的规则，每个设计师能准确和并发完成工作。图 2:5 个主要的模块整
9、合成第一层模块3. 标准零件库在模具的开发中，构建模具零件库是缩短模具设计周期的一种有效的方法。使用模具零件库的优点包括确保模具开发一致性和减少制造成本和时间的能力。我们三维标准零件库的首要目的是帮助设计师准确和高效的管理和使用标准零件库。目前，商品产品数据管理系统并没有紧密跟踪设计过程。从专业模具工厂例如台湾绿点企业估计的数据得出，设计者仍然大概使用他们 25%的设计时间去寻找想要的零件。标准库通过种类、样式和订单号三个等级对零件进行分类管理。通过使用标准零件库，设计师可以浏览所需要的零件，节省在搜索上浪费掉的宝贵时间。标准零件库包括构件模型三种技术：一般类型、大纲类型和标准零件类型。一般类
10、型零件以复杂的和变化不大作为代表。设计者只需要列举需要的零件，不需要列举它的规模，例如斜滑块。大纲类型的零件有相同的形状但产品特点不一样，例如型芯嵌件。标准零件类型零件，例如顶针，大小常常变化。基于网络的标准零件库将数据库分为两个进入通道。文档服务器控制标准零件库的 CAD 文档。数据、规模和零件的图像是由 SQL 服务器进行控制的。当远程联系到标准零件库时，用户能通过网络浏览信息并通过图像服务器获得CAD 模型的形状。本地局域网连接后，模具开发过程中设计者选择他们想要的尺寸和零件并装配零件。图 3：决策系统的工作过程4. 设计决策系统如图 3 所示，在并发模具开发中，项目负责人在分析客户产品
11、和拟定造型设计的报告。同时，项目负责人给每个个体设计师分配任务，通过决策系统做出重要决定，选择技术资料和在标准零件库的零件存储量的信息。这个潜在的无纸化过程相比传统的纸质交流表现出了一个很大的提高。由项目负责人和开发过程中产生的数据做出决定并且记录在数据库中，便于跟踪之后的更改设计和制造阶段所需要的数据。5. 结果分析在本节中，展示了一个并发向导系统。手机外壳的前翻盖和后翻盖作为案例研究，对并行模具设计向导系统，模具设计向导系统和没有使用模具向导系统进行设计上所花费的时间对比。5.1 参数化设计在模具开发过程中，参数化设计缩短了花费的时间。使用 Pro/Web.Link 函数库和向导系统 CA
12、D 模具很容易在 Pro/ENGINEER 表现出来。如果设计师要修改CAD 模型的参数值，反过来，通过修改向导系统的相关参数将很容易运用到最终输出的图形。图 4：并发设计系统5.2 并发设计系统第二层模块如分型面和零件图纸，第三层模块也可以并发并发执行(图 4)。5.3 标准零件库图 5：分类查找零件图 6：连接标准零件库在标准零件库中，有两种方法找到零件；种类和样式，或者直接联系所在零件设计的页码。(图 5 和图 6)。在标准零件库标记为“订单号”的页码上，设计师可以获得供应商的信息和订单号码，按照规定尺寸进行装配。标准零件库的“信息”页显示选定零件的不同视图。此外，它通过图像服务器将三维
13、实体模型显示出来。5.4 设计决策系统在创建模具设计项目之后，项目负责人通过设计决策系统和标准零件库做出重要决定。项目负责人浏览标准型腔库，获得标准模块的尺寸和冷却水道的位置。最终项目负责人决定型腔块和材料。项目负责人浏览标准模架库，获得压板的厚度数据并通过供应商了解模架的信息，项目负责人就可以定制模架了。图 7 描述了设计人员怎么通过设计决策系统从项目负责人那边获得说明，他们能够修改工作区域的尺寸然后通过 Pro/Web.Link 对模具自动进行再装配。为了让其尺寸符合标准块和减少制造时间，这个体系通过执行Pro/Web.Link 的功能自动地修改型腔和型芯的尺寸(图 8)。这个系统同样通过
14、指定模架的外形尺寸计算型芯底部到相连底板之间的距离。图 7：修改参考模型元件使其能够与其他模具装配图 8：调节型芯尺寸使其能配合标准件图 9：项目状态和任务分配当设计者完成清单上的选取，项目负责人从任务清单上选择任务并分配给设计者(图 9)。 “交通灯”系统通知设计师们发展进程，绿灯提示进程已经完成，黄灯提示有一个进程正在进行，灰色表示还没有开始，蓝色表示有一个进程不能运行。一个人状图标显示委托任务，而“禁止”图标显示未分配工作5.5 案例研究三个设计团队分别进行模具开发的三种环境，分别是普通 CAD 环境、模具设计向导系统和系统设计模具向导系统。每个设计团队都有这三名设计师组成。在 CAD
15、环境下，他们必须花时间创建零件和组织每个工作。因为运用了标准操作程序模具设计向导系统比普通 CAD 环境下较快些，但是并发模具设计向导系统更加快。在决策系统下负责人分配不同的任务给设计师。在模具分割阶段(图 10-11)和机械结构阶段(图 12-13)他们能够同时工作。并发模具设计向导系统能够将所以的零碎表面整合成一个单个的表面，将所有的零件整合成一个新的组合零件。图 14-15 描述了一个完成的三维模架模型。图 10：分型面的并发和合作设计（案例 1） 图 11：分型面的并发和合作设计（案例 2）图 12：模具组件的并发和合作设计（案例 1） 图 13：模具组件的并发和合作设计（案例 2）图
16、 14：完成 3 维模座（案例 1） 图 15：完成 3 维模座（案例 2）在表 1.2.3 和 4 上都是每个案例在三种环境下的花费时间。在整个过程中，使用模具设计向导系统节约 39%46%的时间，使用并发模具设计向导系统的结果是至少节省 73%75%。分模 (h) 模座 (h) 画图 (h) 总耗时 (h)无向导系统模具设计 20 8 20 48导向系统模具设计 9 6 11 26合作导向系统模具设计 - - - 12表 1：比较不同的设计过程（案例 1）总耗时 (h) 总的时间 (天数 ) 节省时间 (%)无向导系统模具设计 48 6.00 -导向系统模具设计 26 3.25 46合作导向系统模具设计 12 1.5 75表 2：比较总的设计时间（案例 1）分模 (h) 模座 (h) 画图 (h) 总耗时 (h)无向导系统模具设计 22 9 25 56导向系统模具设计 14 7 13 34合
