陶瓷模具设计与制造集成服务系统的方案设计

陶瓷制品特别是建筑陶瓷、卫生陶瓷等复杂和高档陶瓷件的成型均需借助于复杂的模具来实现, 所以陶瓷模具成为陶瓷生产当中的重要生产元素。能否生产出高质量的陶瓷产品在很大程度上由陶瓷模具来决定的。目前我国陶瓷行业对复杂陶瓷制品的研发能力比较低, 新产品的开发没有采用先进的设计与制造技术, 产品制造大多通过手工完成, 产品质量过于依赖设计与制造人员的经验和技术。

借鉴先进设计与制造技术在汽车、机械、电器等行业的应用, 分析陶瓷模具的研发过程可发现, CAD/CAM、RE (Reverse Engineer ing) 、RP&M (Rapid P rototyping&Manufacturing) 等先进设计与制造技术完全可以应用于陶瓷模具的研发过程中。开发陶瓷模具设计与制造集成服务平台将有利于先进设计与制造技术在陶瓷模具开发中的应用, 对于提升复杂与高档陶瓷产品的开发能力具有重要的意义。

1 系统的总体结构

随着Internet的迅猛发展, 基于WEB的信息发布和数据共享技术已经成为被广泛地应用于各行各业。WEB是目前Internet上最为成熟的技术, 其最突出的优点在于它的简单性、开放性和良好的用户界面, 但它又是一种检索机制不够完善的分布式信息系统。由于陶瓷模具设计与制造集成服务系统的大量数据和信息都存储在工程数据库中, 因此将Web与数据库系统结合起来相互取长补短, 形成集数据管理、分布式网络功能和支持超文本、超媒体于一体的, 具有实时性和交互性的分布式系统, 是基于Web的陶瓷模具设计与制造集成系统的核心。

分布式体系结构技术有分层和分布两个关键概念, 纵观应用程序体系结构技术的发展, 可以将其分为单层结构、客户/服务器 (Client/Server) 结构和浏览器/服务器 (Browser/Server) 三个阶段。本集成服务系统采用基于网络环境下的B/S三层架构来组建分布系统。B/S体系结构本质上是客户/服务器结构的一种特殊形式。在这种体系结构中, 客户端被简化到只讲单一语言 (HTML) 的客户软件 (浏览器) , 从而极度简化了客户端的管理和使用, 使系统的管理和维护集中于服务器。与客户/服务器结构相比, 浏览器/服务器体系结构具有明显的优势, 包括以下几点。

(1) 表示层和业务逻辑的分层:表示层和业务逻辑的分层, 使得各层可以单独优化, 提高了伸缩性和系统综合性能, 具备良好的二次开发型。而且实现了真正意义上的“瘦客户”, 前端机应用程序安装方便, 对系统的要求相对较低。

(2) 提高了安全性和灵活性和安全性用户通过中间层来访问数据, 减少了入口点, 用户之间的信息沟通更加迅速便捷, 在大规模的应用系统中, 数据库和应用程序组件可以分布于不同的服务器上运行, 大大地减轻了数据库服务器的负担。

(3) 提高了系统开发的效率:系统的分层及功能划分, 使得系统开发过程可以并行进行, 提高了系统开发的效率。

2 系统工作原理

通过对陶瓷模具设计制造过程及特点的分析, 可确定集成服务系统主要模块功能的服务业务包括反求工程 (RE) 、计算机辅助设计 (CAD) 、快速原型 (RP) 和数控加工 (CN) 四大类。用户对集成服务系统的业务需求可以是其中一种或者几种的组合。用户登录到服务系统的中心网站, 可通过系统的用户注册功能注册成为系统用户, 没有经过注册和授权的用户的权限将被限定为仅能浏览企业信息中心。成功登陆服务系统后, 系统将检查和确认用户的安全等级, 并且确定用户可以进入和使用集成服务系统的哪些功能模块。远程客户注册成为系统正式用户后即可向服务平台提交服务请求, 服务中心收到用户请求后, 立即启动项目管理模块进行项目规划, 根据任务类型及提交的相关资料进行任务分解, 并根据任务分解的结果为每个子任务配置一个资源工作平台, 并与该资源工作平台的项目规划人员进行交互协商。完成资源配置后, 系统将资源配置结果反馈给提交服务请求的用户。用户在接到系统发送的通知后, 如果同意资源配置的结果, 便可以和相应的服务企业签订服务合同。一旦服务合同签订, 系统便将任务规划的结果发布给各个参与的工作小组, 然后由服务中心将生产制造过程的信息提交到任务管理模块, 方便远程用户进行生产进度的查询。

3 结语

现有的陶瓷模具设计制造手段落后、周期长、人为因素太多、信息标准化和规范化程度低, 不利于产品的快速开发和对市场的快速响应, 越来越难以适应市场的需求变化和产品更新速度。本文以快速发展的计算机网络和信息技术为支撑工具, 开发逆向工程技术、快速模具制造等现代先进的CAD/CAM技术的集成服务平台, 应用于陶瓷模具新产品快速开发和制造, 着重探讨了集成服务系统的总体结构方案, 在系统中集成了陶瓷模具的逆向开发、快速制造、计算机辅助设计、数控加工等服务应用模块, 可根据用户的不同需求, 提供相应的服务。通过计算机和互联网技术实现陶瓷模具的远程异地合作设计与制造, 可促进陶瓷模具设计与制造资源的共享和优势互补, 大大减少了陶瓷模具的设计制造成本, 对于提升陶瓷生产企业信息化水平具有重要意义。

摘要：本文对陶瓷模具设计与制造集成服务系统的组成结构进行了分析, 探讨了组建逆向工程、快速成型等先进CAD/CAM技术集成服务平台应用于陶瓷模具开发的方法, 对提升陶瓷生产企业的新产品快速开发与制造能力具有一定的意义。

关键词：陶瓷模具,CAD/CAM,集成系统

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