一种基于UG软件的模具2D加工工时评估方法技术领域
本发明涉及模具加工领域，特别是涉及一种基于UG软件的模具2D加工工时评估方法。
背景技术
UG是当今世界上最先进的CAD\CAM软件之一，其广泛应用于航空、航天、汽车、机械、模具等领域。和其他CAD\CAM软件一样，UG软件虽然功能强大，但在一些特定应用环境中却表现乏力。
汽车模具制造过程中，现场制造工艺往往需要评估模具的各工序加工时间，以指导生产管理部门进行的排产。模具各工序的加工时间如何进行有效的、准确的获取成了一个普遍的难题。传统的工时评估方式有：
1)根据工程师的经验进行填写。其缺点是，每个工程师的评估结果不一致，对使用部门的指导意义不强。
2)工程师使用UG这类CAD软件获取待加工的面积，然后查询相关的文件，最后手工计算加工时间。其缺点是：操作比较繁琐，结果不够准确。
鉴于此，本发明提供一种新的基于UG软件的模具2D加工工时评估方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种基于UG软件的模具2D加工工时评估方法，用于解决现有的加工工时评估方法操作繁琐，结果不够准确的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于UG的模具2D加工工时评估方法，该评估方法包括以下步骤：1)创建加工工艺模板文件；所述加工工艺模板文件包括面评估工艺模板文件和计数评估工艺模板文件；2)将上述加工工艺模板文件与UG匹配；3)选定工时评估方式，使得UG调用对应的加工工艺模板文件；UG自动加载加工工艺模板文件中的相关数据；4)选定待评估加工工艺后，UG根据加工工艺模板文件中提供的表达式及相关的数据进行计算并获得加工工时。
优选地，所述加工工艺模板文件包括UG_OUTPUT、PARAMETERS、END三组关键字，其中，UG_OUTPUT表示以下的参数为UG中获取到的字段值；PARAMETERS表示以下内容为工时评估中使用到的数据或表达式；END表示该加工工艺模板文件的所有数据获取结束，后续内容与加工工艺模板文件无关，视为注释。
优选地，所述步骤3)选定工时评估方式为面评估方式，具体包括以下步骤：加载面评估工艺模板文件；根据用户选择的加工面和方向；计算将要进行加工的面的面积，并根据加工方向，判断是否需要五面加工；根据用户选择的工艺参数确定待加工面以何种加工工艺方式进行加工。
优选地，所述用户选择的工艺参数包括选择刀具以获取不同刀具对应的加工进给参数。
优选地，所述步骤3)选定工时评估方式为计数评估方式，具体包括以下步骤：加载计数评估工艺模板文件：用户选择计数相关的参数模板、工艺参数以及加工的数量。
优选地，所述步骤3)中UG自动加载加工工艺模板文件中的相关数据时同时更新UG界面。
优选地，所述步骤4)之后还包括累计加工工时的步骤。
本发明降低了工程师在进行工时评估的劳动强度，提升了工时评估的效率，提升了工时评估的准确度。
附图说明
图1显示为本发明UG软件的模具2D加工工时评估工具功能流程图。
图2显示为本发明UG软件的模具2D加工工时评估方法流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图所示。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种基于UG的模具2D加工工时评估方法，该评估方法包括以下步骤：1)创建加工工艺模板文件；所述加工工艺模板文件包括面评估工艺模板文件和计数评估工艺模板文件；2)将上述加工工艺模板文件与UG匹配；3)选定工时评估方式，使得UG调用对应的加工工艺模板文件；UG自动加载加工工艺模板文件中的相关数据；4)选定待评估加工工艺后，UG根据加工工艺模板文件中提供的表达式及相关的数据进行计算并获得加工工时。
其中，图1为本发明UG软件的模具2D加工工时评估工具功能流程图。其中，虚框内的步骤为UG软件后台运行的步骤，实框中的步骤为用户界面的功能模块。用户可以根据需求在界面上点选，UG后台会根据选择的参数等相关信息自动计算加工工时。
本实施例中，所述加工工艺模板文件包括UG_OUTPUT、PARAMETERS、END三组关键字，其中，UG_OUTPUT表示以下的参数为UG中获取到的字段值；PARAMETERS表示以下内容为工时评估中使用到的数据或表达式；END表示该加工工艺模板文件的所有数据获取结束，后续内容与加工工艺模板文件无关，视为注释。
本实施例中，所述步骤3)选定工时评估方式为面评估方式，具体包括以下步骤：加载面评估工艺模板文件；根据用户选择的加工面和方向；计算将要进行加工的面的面积，并根据加工方向，判断是否需要五面加工；根据用户选择的工艺参数确定待加工面以何种加工工艺方式进行加工。
本实施例中，所述用户选择的工艺参数包括选择刀具以获取不同刀具对应的加工进给参数。所述步骤3)选定工时评估方式为计数评估方式，具体包括以下步骤：加载计数评估工艺模板文件：用户选择计数相关的参数模板、工艺参数以及加工的数量。
本实施例中，所述步骤3)中UG自动加载加工工艺模板文件中的相关数据时同时更新UG界面。所述步骤4)之后还包括累计加工工时的步骤。
本实施例中，所述面评估工艺模板文件应用于工时确定的加工区间；所述计数评估工艺模板文件应用于工时不确定的加工区间。
面评估工艺模板文件格式：
UG_OUTPUT
操作说明：
1.黄色栏内容为显示在界面上选择框中的字段，使用人员可以根据具体情况进行设置；每栏的位置顺序及字段名称不可更改。
2.红色栏为软件需要的数据，每栏的位置顺序及字段名称不可更改。
3.浅绿色栏为可变数据，使用者可根据自身的实际情况进行更改。
4.UG_OUTPUT的参数为软件输出的参数，使用者可根据这些参数进行公式编辑。
5.Use_Line_length和DeleteHoles参数只能为YES或NO；Use_Line_length表示是否使用投影线长，YES则使用投影线长；DeleteHoles表示是否删除孔洞，形成以最大轮廓而形成的面，如果为YES，则删除孔洞。
6.所有变量参数使用时，必须以<>将变量囊括其中，编辑公式时，只能使用英文状态下的小括号(),不可使用中文。
该模板中使用了3个关键字：UG_OUTPUT、PARAMETERS、END，其中，UG_OUTPUT表示以下(下一个关键字未出现之前)的参数为UG中获取到的字段值。PARAMETERS表示以下内容为工时评估中使用到的数据、表达式等。END表示该模板的所有数据获取结束，后续内容与模板无关，视为注释。
字段解释：
<Area>：表示从UG中获取到的面的面积；
<Perimeter>：表示从UG中获取到的面的周长；
<Angle>：表示选取面与刀轴加工方向的夹角；
<ProjectCurveLength>：表示面在与刀轴垂直的平面上投影线长；
<Content>表示要加工的工艺内容，用户可在其下添加；
<Technic>表示加工工艺，是对工艺内容的一个较细的划分；
<Tool>表示加工时所选择的刀具；
<Use_Line_length>表示在本次工时评估中是否使用投影线长(<ProjectCurveLength>)；
<DeleteHoles>表示在计算中是否忽略面中的孔；
<Expression>表示计算的表达式，工时评估的计算方式将根据表达式进行计算，这个字段中将对其他的字段进行组合；
<xxx>用户自定义的字段，主要是涉及切削深度、切削步距、进给速度等，用于表达式<Expression>中计算；
模板文件的使用：
用户选定相应的工时评估方式后，软件自动加载模板中的相关数据，更新软件的界面，供用户进行方便的选择。在工时评估的整个过程中，该模板文件是不需要用户进行操作的。
当用户选定待评估面和具体的工艺后，软件根据模板中提供的表达式及相关的数据进行计算。
具体的，假设铸件模具的一个待粗加工的平面，铸件毛坯通常余量(stock)为13mm。该平面可用D63R3的圆角端铣刀，刀长L＝250mm进行层切加工。刀具每层切削(cutdepth)1mm，步距(step)45mm，每分钟进给(F)3500mm，粗加工仅需(count)1次完成，现场实际加工工时与理论计算比值为(n)1。
一、设置工艺参数模板文件：
评估此粗加工平面的加工工时，除上述参数外，还需要获取平面的面积和周长，分别对应为变量Area和变量Perimeter。
根据加工切削刀路规则，工时评估公式推定为：
H＝(<Stock>*<Area>*<Count>*<n>+<Stock>*<Perimeter>*30*<Count>*<n>)/(<Step>*<CutDepth>*<F>*60)
H单位为小时。
将上述表达式及相关工艺参数录入模板文件中。
二、选择待加工面的相关参数及计算。
1、选择待加工平面；
2、选择加工相应的坐标系、加工工艺、刀具。
3、系统加载与加工工艺和刀具对应表格行的相关数据和表达式(如上述设置的参数和表达式)。
4、系统计算选择面的面积及周长。
5、系统将面积、周长和表格行的相关数据代入表达式中。
6、计算表达式，获取工时。
计数评估工艺模板文件格式：
UG_OUTPUT
CountByUser
PARAMETERS
该模板中使用了3个关键字：UG_OUTPUT、PARAMETERS、END，其中，UG_OUTPUT表示以下(下一个关键字未出现之前)的参数为UG中获取到的字段值。PARAMETERS表示以下内容为工时评估中使用到的数据、表达式等。END表示该模板的所有数据获取结束，后续内容与模板无关，视为注释。
字段解释：
<CountByUser>：表示从软件中获取到待评估工艺的加工个数；
<Content>表示要加工的工艺内容，用户可在其下添加；
<Technic>表示加工工艺，是对工艺内容的一个较细的划分；
<Expression>表示计算的表达式，工时评估的计算方式将根据表达式进行计算，这个字段中将对其他的字段进行组合；
<xxx>用户自定义的字段，主要是涉及单个数量的加工工时等，用于表达式<Expression>中计算；
模板文件的使用：
用户选定相应的工时评估方式后，软件自动加载模板中的相关数据，更新软件的界面，供用户进行方便的选择。在工时评估的整个过程中，该模板文件是不需要用户进行操作的。
当用户选定待评具体的工艺后，软件根据模板中提供的表达式及相关的数据进行计算。
具体的，假设加工模具的定位键槽，定位键槽的加工通常包含粗加工键槽、精加工键槽，钻定位键安装孔三部分组成，而这三部分可以视为一个加工整体。该加工整体所需的加工工时每次几乎一致，我们可以将键槽的加工工时视为一个固定值，设定为(TimeOfSingle)0.4小时，只需要1次即可加工完成，现场实际加工工时与理论计算比值为(n)1。
一、设置工艺参数模板文件：
评估模具的键槽加工，除上述参数外，还需要获取模具的键槽总数，对应为变量CountByUser。
根据计算规则，工时评估公式推定为：
H＝<CountByUser>*<TimeOfSingle>*<Count>*<n>
H单位为小时。
将上述表达式及相关工艺参数录入模板文件中。
二、选择待加工键槽的相关参数及计算。
1、选择待加工键槽的加工工艺。
2、系统加载与加工工艺对应表格行的相关数据和表达式(如上述设置的参数和表达式)。
3、系统获取用户输入的键槽数量。
4、系统将键槽数量及其他参数代入表达式中。
5、计算表达式，获取工时。
使用时，请参阅图2所示的本发明UG软件的模具2D加工工时评估方法流程图。用户先选择面评估还是计数评估，若选择面评估，总结为如下步骤：
1)用户选择选面评估，默认为选面评估；
2)用户选择需要进行评估的加工面；计算面属性，例如面积、周长、角度、投影线长等；
3)用户也可以选择刀轴加工方向；用户选择加工工艺内容，后续的加工工艺和刀具规格随之改变为该工艺内容所对应的可选项；用户选择加工工艺，后续刀具规格随之改变为与之对应的可选项；用户选择具体的刀具规格；
4)提取工艺对应参数及表达式；
5)根据工艺参数或面属性，替换表达式中的变量；将表达式分解成多个相互关联的简单运算式；
6)顺序计算各运算式；
7)用户点击累计，进行本次工时评估的计算。
本发明中，如果选计数评估：总结为如下步骤：
1)用户选择计数评估；
2)用户选择加工内容，后续加工工艺随之改变为与之对应的可选项；
3)用户选择加工工艺；
4)用户输入加工数量；提取工艺对应参数及表达式；
5)根据工艺参数或面属性，替换表达式中的变量；将表达式分解成多个相互关联的简单运算式；
6)顺序计算各运算式；
7)用户点击累计，进行本次工时评估的计算。
本发明基于UG软件进行二次开发，开发出一款具有快速进行加工工时评估功能的工具。使用该工具的步骤：
1)选取待评估的一组面；
2)选取加工工艺参数；
3)自动计算出加工工时。
加工工时评估工具的组成主要包括：
1)界面模块：主要实现交互式选择待加工面；选择相关加工工艺参数。
2)加工工艺模板文件：主要实现管理加工工艺内容、关联参数及相关计算方式。
3)计算模块：根据选择的加工面和相应的工艺参数，计算加工工时。
工作原理：
工程师选择需要进行工时评估的一组面，选择相应的加工参数，软件根据选择的所有参数动态编制相应的计算表达式，计算模块自动根据计算表达式计算出加工工时。
本专利的使用，大大降低了工程师在进行工时评估的劳动强度，提升了工时评估的效率，提升了工时评估的准确度。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。