夾具類外文文獻(xiàn)翻譯-集成和信息輔助夾具設(shè)計與制造

1、附錄附錄1：外文翻譯集成和信息輔助夾具設(shè)計與制造F.MERVYN,A.SENTHILKUMAR*andA.Y.CNEE雖然大量的研究已應(yīng)用于開發(fā)計算機(jī)輔助夾具設(shè)計系統(tǒng)，但夾具設(shè)計制造領(lǐng)域和其他領(lǐng)域之間的信息交換并沒有徹底處理。本文針對這一差距，在夾具設(shè)計中通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)男畔⒛Ｐ脱芯坑嬎銠C(jī)輔助夾具設(shè)計系統(tǒng)和集成支持制造業(yè)。夾具設(shè)計的模型主要是介紹有關(guān)夾具設(shè)計，以及其他設(shè)計和制造活動。對應(yīng)用在XML的信息模型和信息交流中的一個基于XML的消息傳遞模型的方法進(jìn)行了討論。關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計，綜合設(shè)計和制造;信息建模;1.介紹在一個旨在降低產(chǎn)品交貨時間和成本以及提高產(chǎn)品質(zhì)量的過程中，企業(yè)尋求各種工程所涉及

2、的一體化進(jìn)程設(shè)計和制造產(chǎn)品。適當(dāng)?shù)恼蠈⒃试S在一個產(chǎn)品實現(xiàn)涉及領(lǐng)域作出的決定適用于其他領(lǐng)域的需要，導(dǎo)致整體的最優(yōu)解設(shè)計和制造產(chǎn)品。計算機(jī)輔助系統(tǒng)發(fā)揮了關(guān)鍵作用在于協(xié)助不同領(lǐng)域開展工作。開發(fā)集成設(shè)計和制造系統(tǒng)的一個關(guān)鍵成功因素在于能在各種電腦輔助系統(tǒng)的信息進(jìn)行交流。夾具設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展已出現(xiàn)大量的電腦輔助系統(tǒng)的應(yīng)用。在制造過程設(shè)備服務(wù)于持有目的工件和保持一個安全方面的一致關(guān)系的工具。已通過各種辦法發(fā)展半自動化，自動化夾具設(shè)計系統(tǒng)。張畢（2001）努力提出的這些最新成果。盡管通過大量的研究，適應(yīng)各域之間的信息和其他制造業(yè)領(lǐng)域的交流，但是需求并沒有得到徹底處理。適當(dāng)?shù)膴A具設(shè)計信息模型描述知識和技術(shù)規(guī)格

3、將有助于大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短產(chǎn)品交貨時間。本文的目的是要為解決通過對相應(yīng)的信息化輔助模式的夾具設(shè)計系統(tǒng)，并支持集成設(shè)計和制造。該這項工作的范圍只限于加工裝置本文組織如下：第2條的有關(guān)研究進(jìn)行討論在發(fā)展生產(chǎn)的信息模型;第3條提出了一個活動模型夾具設(shè)計;第4給出了不同的夾具設(shè)計信息模式，以支持集成設(shè)計和制造，而第5條提出了一個使用XML的例子，實現(xiàn)了信息模型。第6節(jié)介紹交流信息的夾具設(shè)計方法為基礎(chǔ)上的信息模型和第7條最后的文件。2.相關(guān)研究制造業(yè)的信息交流的重要性已經(jīng)發(fā)展了發(fā)展各種信息模型為代表的加工過程。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織10303部分（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，1997）是一個應(yīng)用協(xié)議的存儲和交換（美聯(lián)社

4、）進(jìn)程之間的數(shù)控加工零件計劃的資料不同的計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP系統(tǒng)）系統(tǒng)。對AP213的范圍包括規(guī)劃信息的數(shù)控加工計劃，生產(chǎn)任務(wù)的指示利用數(shù)控機(jī)床的一部分，數(shù)控編程和過程檢驗資料。Wysk等。（1995年）制定了工藝方案和正式代表模式聯(lián)營工廠資源模型。他們的工作范圍是就如何處理計劃可以用在車間控制環(huán)境，從而提供整合工藝規(guī)劃和生產(chǎn)之間的執(zhí)行。性等。（1998）開發(fā)了一個信息模型的CAPP系統(tǒng)。采用面向?qū)ο蟮慕：推⒎址匠贪l(fā)展數(shù)據(jù)技術(shù)。該模型包括零件信息模型，計劃信息模型的過程和生產(chǎn)資源信息模型。該工藝方案模型包含制造業(yè)活動的資料，例如程序，設(shè)置和制造業(yè)務(wù)。在制造工程工具包（METK）項目

5、，標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所（NIST）的在美國開發(fā)的一個過程計劃（李1999年）作為信息模型在整合過程中的規(guī)劃和NC驗證的應(yīng)用程序的手段，這個過程計劃規(guī)定對每個產(chǎn)品的流程順序指示。Ryou和Jerard（2001）最近開發(fā)的基于XML的一個代表性數(shù)值稱為控制標(biāo)記語言（NCML之）作為一個有利的技術(shù)，允許買家和自定義加工零件賣方通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行電子商貿(mào)。在代表性，資料工件，設(shè)置，工具和信息寬容是提供讓用戶判斷一個零件的可制造。很明顯從文獻(xiàn)回顧，信息的加工過程發(fā)展模式要么不提供或只提供信息裝置固定裝置的信息作為車間執(zhí)行系統(tǒng)資源。原因這是因為在集成設(shè)計和制造設(shè)備的作用已被忽視，不經(jīng)過深入的探討。通過模式的發(fā)展

6、，活動模型通常是先發(fā)展。活動模式設(shè)置在其中的作用是不同的域之間的交換方面設(shè)計和制造，從而確定捕獲的信息類型在信息模型。這些活動的模型的一些審查中可以找到（1996）?；顒幽Ｊ桨l(fā)展至今，裝置只能被視為一個制造系統(tǒng)的資源。對裝置的影響一個產(chǎn)品的設(shè)計仍沒有得到處理。在確定一個產(chǎn)品的關(guān)鍵作用，準(zhǔn)確度也高，一個制造系統(tǒng)的靈活性、夾具的能力，有效的產(chǎn)品，因此應(yīng)在設(shè)計關(guān)注一個產(chǎn)品。本文針對這在當(dāng)前制造業(yè)信息化差距模型提出一個模型，夾具設(shè)計活動的需要考慮作用在產(chǎn)品設(shè)計和制造設(shè)備。適當(dāng)?shù)膴A具設(shè)計信息模型，然后發(fā)展到支持集成的設(shè)計和制造業(yè)。該信息模型的開發(fā)利用作為一個XML的文件格式和交換信息的基礎(chǔ)上的做法。3.

7、夾具設(shè)計活動模型擬議的夾具設(shè)計活動的模型如圖1所示。該活動已使用IDEF0方法描述，并且只有在一個描述抽象的層面，使信息模型是獨(dú)立的執(zhí)行這些活動的。在圖1可以看出，一為綜合設(shè)計夾具設(shè)計系統(tǒng)與制造執(zhí)行兩個主要活動，格A1-夾具概念設(shè)計和A2-詳細(xì)夾具設(shè)計。夾具設(shè)計活動的概念是一個規(guī)劃過程的一部分活動，在那里他們討論了需要概念工藝規(guī)劃的活動，支持產(chǎn)品設(shè)計的概念確定生產(chǎn)過程，選擇資源和設(shè)備，從制造成本估算的概念活動輸出發(fā)送反饋到產(chǎn)品概念設(shè)計活動。作為活動的一部分概念工藝規(guī)劃，通過對活動支持的困難分析概念產(chǎn)品設(shè)計夾具設(shè)計的概念夾具在該產(chǎn)品的特點(diǎn)，估計該產(chǎn)品的加工成本所采取的固定裝置和夾具的制造時間。到

8、投入活動是概念產(chǎn)品設(shè)計，產(chǎn)品的數(shù)量的估計是生產(chǎn)和當(dāng)前夾具清單。該任務(wù)的概念夾具設(shè)計活動有：確定要使用夾具的類型為基礎(chǔ)的估計量該產(chǎn)品被制造。2在加工過程中的部分限制的基礎(chǔ)上確定的困難概念產(chǎn)品的幾何形狀。3估計的時間和新設(shè)備的設(shè)計和制造成本如果目前的庫存設(shè)備不能使用。夾具的概念設(shè)計活動的關(guān)鍵是信息模型和概念設(shè)計的反饋。這將提供產(chǎn)品信息模型與問題反饋設(shè)計，并提供了夾具上一個度量產(chǎn)品設(shè)計人員比較關(guān)注的不同的初始設(shè)計。ConceptualproductdesignkiinaledquarutilyFiaLure?iiivenluQFixture：knowledge圖1.夾具設(shè)計活動模型。夾具的概念設(shè)計活

9、動的輸出是信息模型與概念設(shè)計反饋。這將提供產(chǎn)品信息模型與問題的反饋設(shè)計，并提供了一個度量產(chǎn)品設(shè)計人員比較關(guān)注的夾具上有不同的初始設(shè)計。該夾具的詳細(xì)設(shè)計活動的投入是固定的類型從概念夾具設(shè)計活動的信息，中間部分模型將被加工和夾具庫存信息。中間部分模型零件的幾何關(guān)系設(shè)置。作為一個例子，圖2顯示了一個部分，需要3設(shè)置機(jī)器的特點(diǎn)。中間部分是固定式模式，在每個安裝圖中顯示。中間部分模型可以得出一旦制造業(yè)序列測定。應(yīng)當(dāng)指出，該夾具設(shè)計活動作為輸入接收信息控制整個零件模型。該圖提供了對現(xiàn)有夾具元件所需資料，以便夾具設(shè)計中使用。Slot圖2.例如部分，中間部分的模型。夾具的詳細(xì)設(shè)計活動的任務(wù)是：設(shè)計為每個安裝夾

10、具。這包括進(jìn)行夾具布局夾具的設(shè)計和配置設(shè)計。評估所設(shè)計的夾具以及如何履行其職能的準(zhǔn)確定位，限制和支持工件生成的鋪地板的固定裝置處理必要的指示。這包括在夾緊工件和正確的到達(dá)的每個夾緊力應(yīng)驅(qū)動。順序夾具的詳細(xì)設(shè)計活動的輸出是信息模型，中間部分模型反饋，夾具配置和組裝工件裝載指示。中間部分模型提供反饋信息反饋的過程以及如何規(guī)劃師每個零件模型之間的中間可以設(shè)置固定式。反饋將使這個進(jìn)程規(guī)劃達(dá)到夾具最佳工藝方案。夾具裝配模型的配置信息有兩個目的。首先，它提供有關(guān)的信息工具的夾具裝配路徑規(guī)劃配置。這些信息可以被用來生成夾具裝配的檢查刀具路徑之間的干擾和夾具元件。其次，它使車間人員構(gòu)建基于組件的夾具提供信息。

11、工件裝載指示信息模型提供車間工件如何適用于于人員的指示和信號燈。4夾具設(shè)計信息模型本節(jié)描述了各種夾具設(shè)計信息模型的細(xì)節(jié)將要生成的夾具設(shè)計活動。該信息模型已使用XML實現(xiàn)。兩種方法可以用來表示數(shù)據(jù)時使用XML,第一是使用一個文檔類型定義（DTD）,第二個是使用一個XML架構(gòu)。在這項工作中，我們代表的數(shù)據(jù)使用一個DTD。一個DTD定義該元素可以出現(xiàn)在一個XML文件和辦法，使他們能夠出現(xiàn)。對每個DTD的結(jié)構(gòu)信息模型解釋了部分。這些文件是由一個開發(fā)計算機(jī)輔助夾具設(shè)計產(chǎn)生系統(tǒng)（默文等，2003）。4.1概念設(shè)計和反饋該概念設(shè)計反饋XML文件的DTD列于圖3是由四個組的信息了：（一）產(chǎn)品設(shè)計的評價是進(jìn)行了

12、身份,（二）固定式的使用，（三）該概念設(shè)計的幾何評價，并（四）預(yù)計成本和時間，制造燈具。TypeuffixtureProducidesignIDGeometricCostandtimeestimationConceptualdesignCosttomanufacturefixtureTimetakent-omanufaciiirefixturePreseaiceoffaces.Acceissih-ilityoffacesPresenceoffacesAccessibilityoffacesPresenceuffacejjAcsssib-ilityoffacesNuinbcjuf謝uikpim粘

13、perfixluie圖3.概念設(shè)計反饋DTD的XML文件。在該夾具類型的基礎(chǔ)上加以確定的估計量產(chǎn)品被生產(chǎn)。該夾具類型要么是專用或彈性。一般來說，一個專一個靈活的夾具用于小批量的生產(chǎn)。用夾具用于大批量的生產(chǎn)和幾何直觀的評價應(yīng)該是對產(chǎn)品設(shè)計人員認(rèn)識上的夾具設(shè)計產(chǎn)品的幾何效應(yīng)。有關(guān)資料也應(yīng)可解釋為電腦自動化環(huán)境中使用。為了要做到這一點(diǎn)，幾何評價已經(jīng)被映射到該產(chǎn)品的特點(diǎn)設(shè)計。每個產(chǎn)品的功能，被加工有三個屬性，定位，克制和支持。這些屬性是一個代表的職責(zé)夾具。因此，他們描述的能力，夾具加工過程中的一部分功能。雖然有幾個功能可以在一次裝夾加工，這個映射已經(jīng)被采納，使產(chǎn)品設(shè)計師能夠輕松地認(rèn)識到這一問題的該產(chǎn)品

14、的幾何形狀。三個屬性的每個有兩個子屬性，存在人臉和臉獲取。這兩個屬性的集體描述能否完成特定功能的燈具。面對存在的屬性指的是尋找緩解面臨的定位，夾緊工件和支持在加工的功能。此屬性將一個整數(shù)的數(shù)值范圍從1至5,1個非常容易和非常困難的5。輔助功能屬性的臉指的是在公司目前的庫存夾具能夠訪問夾具的臉。這可能是一兩個值，標(biāo)準(zhǔn)或特殊。如果臉難以進(jìn)入，一個可能需要特殊的夾具和值將是特殊。標(biāo)準(zhǔn)裝置是可以買現(xiàn)成的，現(xiàn)成的或現(xiàn)有的裝置元素在可用于裝夾部分用于公司。這個屬性允許產(chǎn)品設(shè)計人員了解有關(guān)產(chǎn)品的成本影響幾何夾具及采取的制造夾具的時間。例如，如果類型的夾具是一個靈活的夾具，但面臨的無障礙特殊，它意味著由于該產(chǎn)

15、品幾何，專用夾具需要一個靈活的，雖然夾具的基礎(chǔ)上更適合需要的產(chǎn)品數(shù)量。這將使產(chǎn)品設(shè)計師，了解了產(chǎn)品的增加導(dǎo)致時間和成本。在成本和時間估算屬性有三個子屬性，估計費(fèi)用制造夾具，預(yù)計需時多久制造的，可以在一夾具加工工件夾具蔚，數(shù)量。這些屬性使產(chǎn)品設(shè)計師1夾具的成本和效果的估計的夾具在產(chǎn)品交貨時間。總體而言，這一信息模型提供了難易程度反饋夾具概念設(shè)計。該fixturability據(jù)分析映射以該產(chǎn)品的模型功能允許直觀地了解產(chǎn)品設(shè)計師其特點(diǎn)將構(gòu)成裝夾加工過程中的問題。產(chǎn)品設(shè)計人員可以使用這些信息來作出評估的概念設(shè)計或改變之間關(guān)于fixturability關(guān)注的幾個概念設(shè)計。4.2中間部分模型fixtura

16、bility反饋LocationInlermedlidilemodelllxlurahillilyfeedbduLIntermediatepartmodelID該模型的中間部分的XML文件的DTDfixturability反饋需要的結(jié)構(gòu)如圖4所示。Locatingface1dampingface1RestraintFciLtIDLocatingelementIElementIDLocatingfaoc2Locatingdement2DtULiinarkm1eslimationFaueIDClampingelementIEtemenlIDRestrajfnEanalysisClampingfac

17、e2lampingelement2FaceIDSuppuitSuppcrthgpT亦LEIilDDeformationajiiaJvsisSupponingfate2uppculingekment2圖4中間部分模型fixturability反饋DTD的XML文件。在這個信息模型中，模型的中間部分評價是基于三個屬性，定位，克制和支持。如前面提到的，這些屬性是一個固定的職能的代表。不過，相對的概念產(chǎn)品設(shè)計評價，中間部分模型的詳細(xì)信息可在這個階段。因此，在履行職能的能力上更徹底的代表性在此提供的信息模型。對位置屬性的孔來定位和信息的一部分建立一個基準(zhǔn)誤差估計。每個定位孔上有定位元素限制?；鶞?zhǔn)誤差估計

18、屬性從工件位置的理想位置提供的信息可能偏差。這一信息是提供6個自由度，翻譯從X-,y軸和z軸和旋轉(zhuǎn)攻方的X,Y型和Z-軸。屬性的限制和支持也包含的信息用于工件夾緊和支持。屬性的限制有進(jìn)一步的約束分析屬性。此屬性描述的能力夾具以制止在加工過程中工件的議案。這可能需要一兩個值,限制或無限制。類似屬性的約束分析,支持屬性具有變形分析子屬性。此屬性介紹了夾具在機(jī)械加工能力,以支持和工件防止變形。此屬性將一個整數(shù)的值從1至5,1對應(yīng)非常差和5對應(yīng)非常好?；鶞?zhǔn)誤差估計,約束分析和變形分析屬性提供反饋的進(jìn)程以及如何規(guī)劃每個可以是固定的中間部分模型。附錄2：英文原文Fixturedesigninformati

19、onsupportforintegrateddesignandmanufacturingF.MERVYN,A.SENTHILKUMAR*andA.Y.CNEEAlthoughavastamountofresearchhasbeenconductedondevelopingcomputer-aidedfixturedesignsystems,theneedforinformationexchangebetweenthefixturedesigndomainandothermanufacturingdomainshasnotbeenthoroughlydealtwith.Thispaperaddr

20、essesthisgapinfixturedesignresearchthroughthedevelopmentofappropriateinformationmodelsforcomputer-aidedfixturedesignsystemstosupportintegrateddesignandmanufacturing.Afixturedesignactivitymodelispresentedthatrelatesfixturedesigntootherdesignandmanufacturingactivities.Theimplementationoftheinformation

21、modelsinXMLandtheexchangeoftheinformationmodelsbasedonanXMLmessagingapproacharealsodiscussed.Keywords:Fixturedesign;Integrateddesignandmanufacturing;Informationmodelling;XMLIntroductionInanaimtoreduceproductlead-timeandcostaswellasimproveproductquality,enterprisesseektheintegrationofthevariousengine

22、eringprocessesinvolvedinthedesignandmanufactureofaproduct.Properintegrationwillallowthedifferentdomainsinvolvedintherealizationofaproducttomakedecisionstakingintoaccounttherequirementsofotherdomains,resultinginoveralloptimalsolutionsforthedesignandmanufactureofaproduct.Computer-aidedsystemsplayakeyr

23、oletodayinaidingthedifferentdomainscarryouttheirtasks.Acrucialfactorinthesuccessofdevelopingintegrateddesignandmanufacturingsystemsliesintheabilitytoexchangeinformationamongthevariouscomputer-aidedsystems.Thefixturedesigndomainhasseenavastamountofresearchindevelopingcomputer-aidedsystems.Fixturesare

24、devicesthatservethepurposeofholdingaworkpiecesecurelyandmaintainingaconsistentrelationshipwithrespecttothetoolsduringamanufacturingprocess(Neeetal.1995).Variousapproacheshavebeenadoptedindevelopinginteractive,semi-automatedandautomatedfixturedesignsystems.BiandZhang(2001)presentarecentreviewofthesee

25、fforts.Despitethevastamountofresearch,theneedforinformationexchangebetweenthefixture*Correspondingauthor.Email: HYPERLINK mailto:mpeask.sg mpeask.sgInternationalJournalofProductionResearchISSN0020-7543print/ISSN1366-588Xonline2006Taylor&Francis HYPERLINK http:/www.tandf.co.uk/journals http:/www.tand

26、f.co.uk/journalsDOI:10.1080/00207540500465303designdomainandothermanufacturingdomainshasnotbeenthoroughlydealtwith(Mervynetal.2003a).Appropriateinformationmodelsdescribingfixturedesignknowledgeandspecificationscouldhelptosignificantlyimproveproductqualityandreduceproductlead-time.Theaimofthispaperis

27、totakeasteptowardsaddressingthisneedthroughthedevelopmentofappropriateinformationmodelsforcomputeraidedfixturedesignsystemstosupportintegrateddesignandmanufacturing.Thescopeofthisworkislimitedtomachiningfixtures.Thispaperisorganizedasfollows:section2discussestherelatedresearchcarriedoutindevelopingm

28、anufacturinginformationmodels;section3presentsanactivitymodelforfixturedesign;section4presentsthedifferentfixturedesigninformationmodelstosupportintegrateddesignandmanufacturing,whilesection5presentsanexampleoftheinformationmodelsimplementedusingXML.Section6describestheexchangeofthefixturedesigninfo

29、rmationmodelsbasedonamessagingapproachandsection7concludesthepaper.RelatedresearchTheimportanceofinformationexchangeinmanufacturinghasseenthedevelopmentofvariousinformationmodelsforrepresentingthemachiningprocess.ISO10303Part213(ISO,1997)isaSTEPapplicationprotocol(AP)forstoringandexchangingprocesspl

30、aninformationfornumericallycontrolledmachinedpartsbetweendissimilarcomputer-aidedprocessplanning(CAPP)systems.ThescopeofAP213includesplanninginformationofNCprocessplans,taskinstructionstomanufactureapartusingNCmachines,NCprogrammingandin-processinspectioninformation.Wysketal.(1995)developedaformalre

31、presentationschemaforprocessplansandanassociatedfactoryresourcemodel.Thescopeoftheirworkwasonhowprocessplanscanbeusedinashopfloorcontrolenvironment,thusprovidingintegrationbetweenprocessplanningandproductionexecution.Xingetal.(1998)developedaninformationmodelforCAPPbyusingobject-orientedmodellingand

32、thePDES/STEPdatatechniques.Themodelconsistsofthepartinformationmodel,theprocessplaninformationmodelandtheproductionresourceinformationmodel.Theprocessplanmodelcontainsinformationonmanufacturingactivitiessuchasprocesses,setupsandmanufacturingoperations.Themanufacturingengineeringtoolkit(METK)projecta

33、ttheNationalInstituteofStandardsandTechnology(NIST)intheUSAdevelopedaninformationmodelforaprocessplan(Lee1999)asameansofintegratingprocessplanningandNCvalidationapplications.Theprocessplanprovidesinstructionsonthesequenceofprocessesforeachproduct.RyouandJerard(2001)recentlydevelopedarepresentationba

34、sedonXMLcallednumericalcontrolmarkuplanguage(NCML)asanenablingtechnologytopermitbuyersandsellersofcustommachinedpartstoconducte-commerceviatheInternet.Intherepresentation,informationregardingworkpiece,setups,toolinformationandtoleranceisprovidedtoallowuserstojudgethemanufacturabilityofapart.Fromthel

35、iteraturereview,itwasevidentthatthemachiningprocessinformationmodelsdevelopedeitherdonotprovideinformationonfixturesoronlyprovideinformationonfixturesasaresourceforshopfloorexecutionsystems.Thereasonforthisisthattheroleoffixturesinintegrateddesignandmanufacturinghasbeenoverlookedandnotthoroughlyexpl

36、ored.Inthedevelopmentofstandard2F.Mrmationmodels,anactivitymodelisnormallydevelopedfirst.Activitymodelssetthecontextinwhichinformationisexchangedbetweenthedifferentdomainsindesignandmanufacturing,andthusdeterminethetypeofinformationcapturedininformationmodels.Areviewofsomeoftheseactivitymodelscanbef

37、oundinFeng(1996).Intheactivitymodelsdevelopedthusfar,fixtureshaveonlybeenconsideredasaresourceformanufacturingsystems.Theeffectoffixturesonthedesignofaproducthasnotbeendealtwith.Fixturesplayakeyroleindeterminingtheaccuracyofaproductandalso,theflexibilityofamanufacturingsystem.Theabilitytoeffectively

38、fixtureaproductshouldthereforebeaconcerninthedesignofaproduct.Thispaperaddressesthisgapincurrentmanufacturinginformationmodelsbypresentingafixturedesignactivitymodelthattakesintoaccounttheroleoffixturesinproductdesignandmanufacturing.Appropriatefixturedesigninformationmodelsarethendevelopedtosupport

39、integrateddesignandmanufacturing.TheinformationmodelsaredevelopedusingXMLasafileformatandexchangedbasedonamessagingapproach.FixturedesignactivitymodelTheproposedfixturedesignactivitymodelisasshowninfigure1.TheactivitieshavebeendescribedusingIDEF0andareonlydescribedatanabstractlevelsothattheinformati

40、onmodelsareindependentoftheimplementationoftheseactivities.Asseeninfigure1,afixturedesignsystemforintegrateddesignandmanufacturingperformstwomainactivities,A1ConceptualFixtureDesignandA2DetailedFixtureDesign.Theconceptualfixturedesignactivityispartofaconceptualprocessplanningactivity,describedinFeng

41、andZhang(1999),wheretheydiscusstheneedforaconceptualprocessplanningactivitythatsupportsconceptualproductdesignbydeterminingthemanufacturingprocesses,selectingresourcesandequipment,andestimatingmanufacturingcostsroughly.TheoutputfromtheconceptualprocessFigure1.Fixturedesignactivitymodel.planningactiv

42、ityissentasfeedbacktotheconceptualproductdesignactivity.Aspartoftheconceptualprocessplanningactivity,theconceptualfixturedesignactivitysupportsconceptualproductdesignthroughananalysisofthedifficultiesinfixturingtheproductduringthemachiningoftheproductfeatures,estimationofthecostofthefixturesandtheti

43、metakentomanufacturethefixture.Theinputstotheactivityaretheconceptualproductdesign,theestimatedquantityoftheproducttobemanufacturedandthecurrentfixtureinventory.Thetasksoftheconceptualfixturedesignactivityare:.Determinethetypeoffixturetobeusedbasedontheestimatedquantityoftheproducttobemanufactured.D

44、eterminedifficultiesinrestrainingapartduringmachiningbasedontheconceptualproductgeometry.Estimatethetimeandcostofdesigningandmanufacturingnewfixturesifthecurrentinventoryoffixturescannotbeused.Theoutputoftheconceptualfixturedesignactivityistheinformationmodel,conceptualdesignfixturabilityfeedback.Th

45、isinformationmodelwillprovideproductdesignerswithfeedbackonfixturabilityproblemsandalsoprovidesametricforproductdesignerstocomparedifferentinitialdesignsintermsoffixturingconcerns.Theinputstothedetailedfixturedesignactivityarethetypeoffixtureinformationfromtheconceptualfixturedesignactivity,theinter

46、mediatepartmodel,thefacesoftheintermediatepartmodelthatwillbemachinedandthefixtureinventoryinformation.Theintermediatepartmodelisthegeometryofthepartinbetweensetups.Asanexample,figure2showsapartthatrequiresthreesetupstomachinethefeatures.Theintermediatepartmodelstobefixturedateachsetupareshowninthef

47、igure.Theintermediatepartmodelcanbederivedoncethemanufacturingsequencesaredetermined.Itshouldbenotedthattheconceptualfixturedesignactivityreceivestheentirepartmodelasaninput.ThefixtureFigure2.Examplepartandintermediatepartmodels.inventoryprovidesthenecessaryinformationontheavailablefixtureelementsto

48、beusedinfixturedesign.Thetasksofthedetailedfixturedesignactivityare:.Designthefixtureforeachsetup.Thisincludescarryingoutfixturelayoutdesignandfixtureconfigurationdesign.Evaluatehowwellthedesignedfixturefulfilsitsfunctionsofaccuratelylocating,restrainingandsupportingaworkpiece.Generatethenecessaryin

49、structionsforshopfloorhandlingoffixtures.Thisincludesarrivingatapropersequenceforclampingtheworkpieceandtheforcethateachclampshouldbeactuatedwith.Theoutputsofthedetailedfixturedesignactivityaretheinformationmodels,intermediatepartmodelfixturabilityfeedback,fixtureassemblyconfigurationandworkpieceloa

50、dinginstructions.Theintermediatepartmodelfixturabilityfeedbackinformationmodelprovidesfeedbacktotheprocessplanneronhowwelleachintermediatepartmodelbetweensetupscanbefixtured.Thefeedbackwillallowtheprocessplannertoarriveattheoptimalprocessplantakingintoaccountfixturingconsiderations.Thefixtureassembl

51、yconfigurationinformationmodelservestwopurposes.Firstly,itprovidestoolpathplannerswithinformationonthefixtureassemblyconfiguration.Thisinformationcanthenbeusedtogeneratethefixtureassemblyforcheckingofinterferencebetweenthetoolpathandfixtureelements.Secondly,itallowsshopfloorpersonneltoconstructthefi

52、xtureassembliesbasedontheprovidedinformation.Theworkpieceloadinginstructionsinformationmodelprovidesshopfloorpersonnelinstructionsonhowtheworkpieceshouldbelocatedandrestrainedonthefixture.FixturedesigninformationmodelsThissectiondescribesthedetailsofthevariousfixturedesigninformationmodelstobegenera

53、tedbythefixturedesignactivities.TheinformationmodelshavebeenimplementedusingXML.TwoapproachescanbeusedwhenrepresentingdatausingXML;thefirstistouseadocumenttypedefinition(DTD)andthesecondistouseanXMLschema.Inthiswork,werepresentthedatausingaDTD.ADTDdefinestheelementsthatcanappearinanXMLdocumentandthe

54、wayinwhichtheycanappear.ThestructureoftheDTDofeachinformationmodelisexplainedinthissection.Thesefilesaretobegeneratedbyadevelopedcomputer-aidedfixturedesignsystem(Mervynetal.2003b).4.1ConceptualdesignfixturabilityfeedbackTheDTDoftheconceptualdesignfixturabilityfeedbackXMLfileisshowninfigure3andismad

55、eupoffourgroupsofinformation:theidentityoftheproductdesignthattheevaluationiscarriedoutfor,thetypeoffixturetobeused,thegeometricevaluationoftheconceptualdesign,andtheestimatedcostandtimetomanufacturethefixture.Figure3.DTDofconceptualdesignfixturabilityfeedbackXMLfile.Thetypeoffixtureistobedetermined

56、basedontheestimatedquantityofproductstobemanufactured.Thetypeoffixturecouldeitherbededicatedorflexible.Generally,adedicatedfixtureisusedforhighvolumeproductionandaflexiblefixtureisusedforlowvolumeproduction.Thegeometricevaluationshouldbeintuitivetotheproductdesignertounderstandtheeffectoftheproductg

57、eometryonthefixturedesign.Theinformationshouldalsobecomputerinterpretableforuseinanautomatedenvironment.Inordertodothis,thegeometricevaluationhasbeenmappedtothefeaturesoftheproductdesign.Eachfeatureoftheproducttobemachinedhasthreeattributes,location,restraintandsupport.Theseattributesarerepresentati

58、veofthefunctionsofafixture.Theythusdescribetheabilitytofixturethepartduringthemachiningofthefeature.Althoughseveralfeaturescanbemachinedinasinglesetup,thismappinghasbeenadoptedtoallowtheproductdesignertoeasilyrecognizetheproblemwiththeproductgeometry.Eachofthethreeattributeshastwosub-attributes,pres

59、enceoffacesandaccessibilityoffaces.Thesetwoattributescollectivelydescribetheabilitytofulfiltheparticularfunctionofthefixture.Thepresenceoffacesattributereferstotheeaseoffindingfacesforlocating,clampingandsupportingtheworkpieceduringthemachiningofthefeature.Thisattributetakesanintegervaluerangingfrom

60、1to5,1forveryeasyand5forverydifficult.Theaccessibilityoffacesattributereferstotheabilityofafixtureinthecompanyscurrentinventorytoaccessthefixturingface.Thiscouldbeoneoftwovalues,standardorspecial.Ifafaceisdifficulttoaccess,aspecialfixturemightberequiredandthevaluewouldbespecial.Standardfixturesareel