开目3DMPS-三维零件工艺设计与仿真软件

制造商：武汉开目信息技术股份有限公司
开目3DMPS是基于MBD技术，通过识别3D数模的制造特征及尺寸信息、公差和精糙度等信息，基于专家知识库智能推理，自动获取各制造特征的加工方法，生成零件的加工工艺过程、毛坯模型及各工序的中间模型，并支持加工过程仿真，工艺人员更准确、更高效地完成加工工艺设计，从而缩短生产准备周期，提高产品质量，降低研发成本，提高市场竞争力。

开目3DMPS的应用目标

1.总体目标‌

构建基于 MBD 的工艺业务模式，建立基于三维模型的工艺设计平台，工艺人员直接应用三维设计模型，进行三维工艺设计，生成基于三维工序模型、可视化操作指导的三维工艺规程。从而为企业全面贯通三维技术，有利于实现产品设计、工艺设计、仿真分析、生产制造及数据管理等方面信息和工具的集成。能够实现：

三维工艺设计：构建实用的三维数字化工艺设计环境，可以基于特征和知识驱动，、实现快速的、高效的三维工艺设计；也可以导入过去积累的三维工艺内容（工序模型、NC 代码）。从而形成结构化的、可视化、集成化及实用化的工艺规划和管理，提高工艺规划的质量和效率。

三维工艺仿真：集成 CAM，建立三维机加工艺的仿真验证手段和环境，从而打通 CAD/CAPP/CAM的数据流，形成数控加工工艺。实现物理样机验证向数字样机验证的转变，用数字化的手段验证产品的制造工艺可行性，从整体上缩短工艺准备周期，提高工艺质量，以满足产品进度质量要求。

零件工艺输出：基于现有的车间现场能力，因地制宜进行三维下车间的适应性改造，最终使得三维工艺可以在车间通过计算机、触屏展示，建立三维下现场应用能力，提高工艺与制造的协同效率。也可以通过纸质工艺卡片等多种方式输出，满足实施过程中过渡阶段的工作要求。

2.具体目标‌

基于模型的机加工艺设计，应该以零件机加工艺的快速设计和有效管理为主要应用范围，解决机加工艺设计效率低、数字化制造技术使用程度低等而带来的突出问题。通过三维机加工艺设计与仿真，提高工艺质量，减少现场更改；通过三维可视化工艺作业指导，规范操作过程，提高效率，稳定质量。

基于 3DMPS 机加工艺设计与仿真工具，利用产品的三维模型，由工艺员在此环境下对产品的机加工艺过程进行交互式的定义和分析，在不断积累和丰富的工艺知识库的基础上，智能化地开展机加工艺规划工作，包括制造特征自动分析、加工方法智能推理、工艺路线编排、毛坯/工序模型自动创建、工装/设备等制造资源规划、机加工艺仿真、工艺决策、三维工艺文件编制/输出等，并以三维工艺来指导生产现场的加工，从而使制造人员能更加直观、准确、高效地完成加工配工作，为企业提高产品质量和生产效率，降低时间和成本，带来革命性进步。

在应用开目三维机加工艺规划软件的基础之上，辅以开目工艺管理系统为管理平台，实现数据管理、可视化、更改、流程管理，实现数据和文档管理；实现机加工艺、资源与工序结构化的紧密关联和管理。通过开目工艺管理系统集成实现 PDM、MES、ERP、车间信息集成等系统的信息无缝传递。从整体上实现在更短的时间内高质量完成产品的制造任务，加快新产品的研制，从在设计和制造观念及手段上突破传统方法，从过去的凭经验，依靠物理试验的方法转变为采用数字化仿真技术，采用先进的软件工具来协助设计、工艺人员进行加工分析、加工规划、进一步保证加工质量、缩减制造周期。

开目3DMPS核心功能

三维模型信息提取‌

零件模型作为三维 CAPP 系统的数据源，包含了丰富的管理信息、几何信息和非几何信息。管理信息要准确无误的转换到三维 CAPP 系统中，几何信息和非几何信息要被提取后并重构成为 CAPP 的重要输入。在三维工艺规划阶段，重点关注零件基本信息、建模特征信息、BRep 信息、标注信息等。

零件加工特征分析‌

从零件模型的各种信息中分析出工艺能理解的信息，将设计意图转换为工艺要求。此模块以最小加工对象（加工特征）为关联对象，主要对零件的加工特征及其属性、尺寸进行分析。针对标注的尺寸（设计要求），通过分析将标注转化为特征的工艺属性。

工艺规划‌

根据加工特征及特征属性（工艺要求），从知识库中推理出特征的加工方法（路线）以及加工余量。根据工艺编制的基本原则和工艺资源，对特征的加工方法进行重新组合编排，形成零件的加工工序（路线）。根据机床、特征、余量等从知识库中推理出每道工步的刀具和加工参数。通过上述的特征加工工步推理、零件工艺编排、工步推理三个过程形成零件的加工工艺。

毛坯及工序模型生成‌

中间过程图（工艺附图或者三维过程模型）使工序的描述更为直观和精准，是工艺中重要的辅助表达。在三维工艺中，过程模型不仅作为表达的一种形式，更是工艺数据的重要组成部分。过程模型还可以用于加工过程动态仿真、加工过程性能分析、虚拟加工场景、数字化检验等具更具有参考性的模拟设计。在三维工艺设计中，最耗时的是三维过程模型的建模，如果过程模型不能快速生成，将大大降低三维工艺设计的效率。此模块的主要目标是根据工艺过程快速生成相应的三维过程模型（毛坯模型和工序

模型），模型的生成包含中间尺寸的设计。

与 CAM 集成‌

三维工艺设计系统中，根据加工工艺对加工策略、加工刀具和加工位置进行集成，将这些工艺数据自动传递给 CAM，利用 CAM 本身的加工仿真能力和后处理器生成刀位文件和 NC 代码，并将 CAM 中完成的加工工艺（机床、刀具、加工参数、加工策略、NC 代码）回传到三维 CAPP 系统中。系统利用 CAM 的后处理器生成 NC 代码，并支持将代码文件关联工艺存储。

工艺输出‌

将工艺设计器中的结构化工艺和模型按照一定的组织形式输出为下游系统或车间所能接受的格式文件。相比传统工艺输出，三维工艺的输出更大的难点是三维过程模型的输出，3DMPS 提供多种工艺输出方式，以标准的 XML 格式、3DPDF 格式、三维工艺浏览器工艺卡片格式输出，以满足下游的各种应用。

开目3DMPS应用场景

开目三维机加工艺规划系统基于特征实现，零件信息的存储、加工工艺的编排以及最终的加工仿真都是以特征为单位的。在开目三维机加工艺规划系统中，首先利用特征提取和识别模块分析零件 CAD 模型，得到以特征为单位的零件几何、工艺信息。然后，通过工艺推理和决策模块获得所提取特征加工需要的设备和工艺参数信息。在此基础上，通过人机交互编排工艺过程，而后利用毛坯生成模块根据零件 CAD 模型和已知的工艺参数，形成零件的加工毛坯。将所有这些参数传递给加工仿真模型自动建立模块，得到零件的加工仿真模型，最终经 CAM 系统内部处理，生成零件加工代码。开目三维机加工艺规划系统技术路线如下图所示：

开目三维机加工艺规划系统运行流程说明如下：

从设计部门获得零件的设计模型，审查零件模型。

提取模型信息。一般情况下，全三维模型中的信息是完整的。信息包括几何形状信息、标注信息、零件属性信息等。

从零件模型中识别出需要加工的制造特征及其属性。对于有明显制造意义的模型特征（如倒角、倒圆、螺纹孔等），可以直接通过映射关系识别为制造特征。对于其他特征（如外圆柱、圆锥、键槽、退刀槽、砂轮越程槽、中心孔、阶梯孔、凹槽等），通过特征识别规则组合几何体素将面及面组合识别为制造特征。通过标注的关联体转换和匹配，得到特征的加工属性。

制造特征识别出来后通过特征工艺知识库推理出各个制造特征的加工步骤。系统输出的加工步骤中，工艺参数包括切削余量、加工精度、机床、主轴转速、进给量、切削深度等。

根据特征的加工步骤进行零件加工工艺排序，即将各个制造特征的加工步骤排到零件加工工序中。系统提供零件工艺规划平台，工艺员以交互的方式完成零件加工工艺编排。系统会帮助工艺员特征的加工步骤不漏排、不倒排。

系统根据零件的类型及加工工序（工步）自动产生零件的毛坯模型及各工序的工序模型图。系统支持工程标注，允许用户在工序模型图中指定每道工序的加工基准面、被加工面的粗糙度，并标注工序尺寸。

通过 CAM 集成模块产生某道工序的刀位文件，并仿真加工过程、生成数控加工代码。

工艺规划完成后产生工艺文件，工艺文件中嵌入三维工序模型并关联仿真录像，直观的在车间进行呈现。