集成和信息辅助夹具设计与制造

1、搏烨峦帔植鍪拌秭栖伴隗附录鬣耦喙汕略牛沏勒哧厉稳附录1：外文翻译斟瑙窬友擘掳呔暾躜矣茸集成和信息辅助夹具设计与制造鹞青糈聿歉省贲睑款钧拢F. MERVYN, A. SENTHIL KUMAR* and A. Y. C NEE绌醵踅新蝠螬贤镤傻俟托虽然大量的研究已应用于开发计算机辅助夹具设计系统，但夹具设计制造领域和其他领域之间的信息交换并没有彻底处理。本文针对这一差距，在夹具设计中通过应用适当的信息模型研究计算机辅助夹具设计系统和集成支持制造业。夹具设计的模型主要是介绍有关夹具设计，以及其他设计和制造活动。对应用在XML的信息模型和信息交流中的一个基于XML的消息传递模型的方法进行了讨论。翎线

2、贝吭拖苇财界羹秫嘌关键词：夹具设计，综合设计和制造;信息建模;1.介绍饰遐旁纲耗诮噎筌禺催滞在一个旨在降低产品交货时间和成本以及提高产品质量的过程中，企业寻求各种工程所涉及的一体化进程设计和制造产品。适当的整合将允许在一个产品实现涉及领域作出的决定适用于其他领域的需要，导致整体的最优解设计和制造产品。计算机辅助系统发挥了关键作用在于协助不同领域开展工作。开发集成设计和制造系统的一个关键成功因素在于能在各种电脑辅助系统的信息进行交流。夹具设计领域的发展已出现大量的电脑辅助系统的应用。在制造过程设备服务于持有目的工件和保持一个安全方面的一致关系的工具。已通过各种办法发展半自动化，自动化夹具设计系统

3、。张毕（2001）努力提出的这些最新成果。尽管通过大量的研究，适应各域之间的信息和其他制造业领域的交流，但是需求并没有得到彻底处理。适当的夹具设计信息模型描述知识和技术规格将有助于大大提高产品质量和缩短产品交货时间。本文的目的是要为解决通过对相应的信息化辅助模式的夹具设计系统，并支持集成设计和制造。该这项工作的范围只限于加工装置本文组织如下：第2条的有关研究进行讨论在发展生产的信息模型;第3条提出了一个活动模型夹具设计;第4给出了不同的夹具设计信息模式，以支持集成设计和制造，而第5条提出了一个使用XML的例子，实现了信息模型。第6节介绍交流信息的夹具设计方法为基础上的信息模型和第7条最后的文件

4、。切恒刿蒂曙髑箔艺褴氍镞2.相关研究蝮彝淘吾捩渺讧蓖锤衢颧 制造业的信息交流的重要性已经发展了发展各种信息模型为代表的加工过程。国际标准化组织10303部分（国际标准化组织，1997）是一个应用协议的存储和交换（美联社）进程之间的数控加工零件计划的资料不同的计算机辅助工艺规划（CAPP系统）系统。对AP 213的范围包括规划信息的数控加工计划，生产任务的指示利用数控机床的一部分，数控编程和过程检验资料。Wysk等。 （1995年）制定了工艺方案和正式代表模式联营工厂资源模型。他们的工作范围是就如何处理计划可以用在车间控制环境，从而提供整合工艺规划和生产之间的执行。性等。 （1998）开发了一个

5、信息模型的CAPP系统。采用面向对象的建模和偏微分方程发展数据技术。该模型包括零件信息模型，计划信息模型的过程和生产资源信息模型。该工艺方案模型包含制造业活动的资料，例如程序，设置和制造业务。在制造工程工具包（METK）项目，标准和技术研究所（NIST）的在美国开发的一个过程计划（李1999年）作为信息模型在整合过程中的规划和NC验证的应用程序的手段，这个过程计划规定对每个产品的流程顺序指示。 Ryou和Jerard（2001）最近开发的基于XML的一个代表性数值称为控制标记语言（NCML之）作为一个有利的技术，允许买家和自定义加工零件卖方通过互联网进行电子商贸。在代表性，资料工件，设置，工具

6、和信息宽容是提供让用户判断一个零件的可制造。很明显从文献回顾，信息的加工过程发展模式要么不提供或只提供信息装置固定装置的信息作为车间执行系统资源。原因这是因为在集成设计和制造设备的作用已被忽视，不经过深入的探讨。通过模式的发展，活动模型通常是先发展。活动模式设置在其中的作用是不同的域之间的交换方面设计和制造，从而确定捕获的信息类型在信息模型。这些活动的模型的一些审查中可以找到（1996）。活动模式发展至今，装置只能被视为一个制造系统的资源。对装置的影响一个产品的设计仍没有得到处理。在确定一个产品的关键作用，准确度也高，一个制造系统的灵活性、夹具的能力，有效的产品，因此应在设计关注一个产品。本文

7、针对这在当前制造业信息化差距模型提出一个模型，夹具设计活动的需要考虑作用在产品设计和制造设备。适当的夹具设计信息模型，然后发展到支持集成的设计和制造业。该信息模型的开发利用作为一个XML的文件格式和交换信息的基础上的做法。饧抡萤孙醍颓确公膊瞎容3.夹具设计活动模型苷操笛聚猃茭炒啡俎亡份拟议的夹具设计活动的模型如图1所示。片廓菘讳巨甙剐阻菁阀秦该活动已使用IDEF0方法描述，并且只有在一个描述抽象的层面，使信息模型是独立的执行这些活动的。在图1可以看出，一为综合设计夹具设计系统与制造执行两个主要活动，格A1 -夹具概念设计和A2 -详细夹具设计。须妮嫒蕾舔辐洵苋嗵泥羡夹具设计活动的概念是一个规划

8、过程的一部分活动，在那里他们讨论了需要概念工艺规划的活动，支持产品设计的概念确定生产过程，选择资源和设备，从制造成本估算的概念活动输出发送反馈到产品概念设计活动。作为活动的一部分概念工艺规划，通过对活动支持的困难分析概念产品设计夹具设计的概念夹具在该产品的特点，估计该产品的加工成本所采取的固定装置和夹具的制造时间。到投入活动是概念产品设计，产品的数量的估计是生产和当前夹具清单。该任务的概念夹具设计活动有： 1.确定要使用夹具的类型为基础的估计量该产品被制造。 2.在加工过程中的部分限制的基础上确定的困难概念产品的几何形状。 3.估计的时间和新设备的设计和制造成本如果目前的库存设备不能使用。檬嘧

9、金蔺啶弪慷殳非赝词夹具的概念设计活动的关键是信息模型和概念设计的反馈。这将提供产品信息模型与问题反馈设计，并提供了夹具上一个度量产品设计人员比较关注的不同的初始设计。伦邪课乾换沮嗍犸劳耥型图1.夹具设计活动模型。刿噘额志迸偿卵氵驳堙烈夹具的概念设计活动的输出是信息模型与概念设计反馈。这将提供产品信息模型与问题的反馈设计，并提供了一个度量产品设计人员比较关注的夹具上有不同的初始设计。融蛱共恹鄂猓渑降捎贫师 该夹具的详细设计活动的投入是固定的类型从概念夹具设计活动的信息，中间部分模型将被加工和夹具库存信息。中间部分模型零件的几何关系设置。作为一个例子，图2显示了一个部分，需要3设置机器的特点。中间

10、部分是固定式模式，在每个安装图中显示。中间部分模型可以得出一旦制造业序列测定。应当指出，该夹具设计活动作为输入接收信息控制整个零件模型。该图提供了对现有夹具元件所需资料，以便夹具设计中使用。囫颊饱右揉魍饶游毡料恧 龃沫意唉荆歉山檠抱程鼢 图2.例如部分，中间部分的模型。咔绿今畅济踹蛙祠宕硗礓夹具的详细设计活动的任务是： 1.设计为每个安装夹具。这包括进行夹具布局夹具的设计和配置设计。 2.评估所设计的夹具以及如何履行其职能的准确定位，限制和支持工件 3. 生成的铺地板的固定装置处理必要的指示。这包括在夹紧工件和正确的到达的每个夹紧力应驱动。顺序夹具的详细设计活动的输出是信息模型，中间部分模型反

11、馈，夹具配置和组装工件装载指示。灭狡称碧赅假疆刻焖踵蓁中间部分模型提供反馈信息反馈的过程以及如何规划师每个零件模型之间的中间可以设置固定式。反馈将使这个进程规划达到夹具最佳工艺方案。委俳戊焊囤文蛄磊谫瀛泳夹具装配模型的配置信息有两个目的。首先，它提供有关的信息工具的夹具装配路径规划配置。这些信息可以被用来生成夹具装配的检查刀具路径之间的干扰和夹具元件。其次，它使车间人员构建基于组件的夹具提供信息。您锷棵钛藁丰历恝菀馕获工件装载指示信息模型提供车间工件如何适用于于人员的指示和信号灯。黔焙磔抻尸土姬凳舍驴谓4.夹具设计信息模型踅特兵葳耪棋炮蛄粒瘙逗 本节描述了各种夹具设计信息模型的细节将要生成的夹

12、具设计活动。该信息模型已使用XML实现。两种方法可以用来表示数据时使用XML，第一是使用一个文档类型定义（DTD），第二个是使用一个XML架构。在这项工作中，我们代表的数据使用一个DTD。一个DTD定义该元素可以出现在一个XML文件和办法，使他们能够出现。对每个DTD的结构信息模型解释了部分。这些文件是由一个开发计算机辅助夹具设计产生系统（默文等，2003）。4.1概念设计和反馈该概念设计反馈XML文件的DTD列于图3是由四个组的信息了：（一）产品设计的评价是进行了身份，（二）固定式的使用，（三）该概念设计的几何评价，并（四）预计成本和时间，制造灯具。厢蟠鲎炸奈媾哇铫恤核拂 铲浆悴鹃瑜峒斗举莠

13、嗨慌 图3.概念设计反馈DTD的XML文件。跺滦倪萝拽兴痃嗤弗缛摄 在该夹具类型的基础上加以确定的估计量产品被生产。该夹具类型要么是专用或弹性。一般来说，一个专一个灵活的夹具用于小批量的生产。用夹具用于大批量的生产和几何直观的评价应该是对产品设计人员认识上的夹具设计产品的几何效应。有关资料也应可解释为电脑自动化环境中使用。为了要做到这一点，几何评价已经被映射到该产品的特点设计。每个产品的功能，被加工有三个属性，定位，克制和支持。这些属性是一个代表的职责夹具。因此，他们描述的能力，夹具加工过程中的一部分功能。虽然有几个功能可以在一次装夹加工，这个映射已经被采纳，使产品设计师能够轻松地认识到这一问

14、题的该产品的几何形状。三个属性的每个有两个子属性，存在人脸和脸获取。这两个属性的集体描述能否完成特定功能的灯具。面对存在的属性指的是寻找缓解面临的定位，夹紧工件和支持在加工的功能。此属性将一个整数的数值范围从1至5，1个非常容易和非常困难的5。辅助功能属性的脸指的是在公司目前的库存夹具能够访问夹具的脸。这可能是一两个值，标准或特殊。如果脸难以进入，一个可能需要特殊的夹具和值将是特殊。标准装置是可以买现成的，现成的或现有的装置元素在可用于装夹部分用于公司。这个属性允许产品设计人员了解有关产品的成本影响几何夹具及采取的制造夹具的时间。例如，如果类型的夹具是一个灵活的夹具，但面临的无障碍特殊，它意味

15、着由于该产品几何，专用夹具需要一个灵活的，虽然夹具的基础上更适合需要的产品数量。这将使产品设计师，了解了产品的增加导致时间和成本。毪硌荮骺畋锹钐娜缨幺怼在成本和时间估算属性有三个子属性，估计费用制造夹具，预计需时多久制造的，可以在一夹具加工工件夹具蔚，数量。这些属性使产品设计师1夹具的成本和效果的估计的夹具在产品交货时间。总体而言，这一信息模型提供了难易程度反馈夹具概念设计。该fixturability据分析映射以该产品的模型功能允许直观地了解产品设计师其特点将构成装夹加工过程中的问题。产品设计人员可以使用这些信息来作出评估的概念设计或改变之间关于fixturability关注的几个概念设计。

16、镲娄啖镗味膊晨殍糌茫茆4.2中间部分模型fixturability反馈獬棠疟航赎轰怒抵墁呒缒 该模型的中间部分的XML文件的DTD fixturability反馈需要的 结构如图4所示。诵猛育胪罹能圪勒鹌盆怙 锆轫鳕博廨曰蔓囫浓晃危图4.中间部分模型fixturability反馈DTD的XML文件。疤筷崞刺蓣薜喂叛榨旁撼在这个信息模型中，模型的中间部分评价是基于三个属性，定位，克制和支持。如前面提到的，这些属性是一个固定的职能的代表。不过，相对的概念产品设计评价，中间部分模型的详细信息可在这个阶段。因此，在履行职能的能力上更彻底的代表性在此提供的信息模型。对位置属性的孔来定位和信息的一部分建立

17、一个基准误差估计。每个定位孔上有定位元素限制。基准误差估计属性从工件位置的理想位置提供的信息可能偏差。这一信息是提供6个自由度，翻译从X -，y轴和z轴和旋转攻方的X，Y型和Z -轴。属性的限制和支持也包含的信息用于工件夹紧和支持。属性的限制有进一步的约束分析属性。此属性描述的能力夹具以制止在加工过程中工件的议案。这可能需要一两个值，限制或无限制。类似属性的约束分析，支持属性具有变形分析子属性。此属性介绍了夹具在机械加工能力，以支持和工件防止变形。此属性将一个整数的值从1至5，1对应非常差和5对应非常好。基准误差估计，约束分析和变形分析属性提供反馈的进程以及如何规划每个可以是固定的中间部分模型

18、。蘩疗吊苄酡碣簧尽莰喹枷妮钻躔媵猞纨璀懿湄萸蓼钝芫亩肷苯浇熵笞译午绵喘戕眩噜蒂胛晶岙瓶狠初祆登哲刎差拥志肜遁跪邯暨泠敕磐镶扫娇烩乎善氕桨鳄锊芍替臁秫域岈蟀其农关章趸痕绡从馕绞裁负峭盾芭碥荞湫哎颓浪输砗附录2：英文原文莹凌疠鹱逅殊租獭涡仑镯Fixture design information support for integrated design费祸嘲怙瓣候庶啊纨郗拗and manufacturing拼岖缚鲥吸裉漳貉娓甑容F. MERVYN, A. SENTHIL KUMAR* and A. Y. C NEE崭惚须畦等无促使余窀淙Although a vast amount of resea

19、rch has been conducted on developing暾耙葚鋈迕掐逡止霸龚窖computer-aided fixture design systems, the need for information exchange弛锍顺弯灬郑仄略苹蝽衫between the fixture design domain and other manufacturing domains has窠趺亭拾舸剞獠扑裂欹懊not been thoroughly dealt with. This paper addresses this gap in fixture design笸筏黜唑镇环婺郛外嫉肄

20、research through the development of appropriate information models for廴牌尽醅逃涤洮攸芙额冻computer-aided fixture design systems to support integrated design and憝裔代恂瘕瘿箴鏖腮防蛙manufacturing. A fixture design activity model is presented that relates凋嘎扮翅串赣彪卟趿蓓鹏fixture design to other design and manufacturing activi

21、ties. The implementation罐鬯掮逆为谨街霖副貘呶of the information models in XML and the exchange of the information礤卫私姥媳种戋夸鸣缵健models based on an XML messaging approach are also discussed.痞椿粒嚼笥珙茉效佴瑷邻Keywords: Fixture design; Integrated design and manufacturing; Information婶乘把薏诠晦苞烙裳鼍甓modelling; XML碳徇谋耦元刷疳摘滓渊胱1. I

22、ntroduction私骰谎颀从岫藏对蜻羯师In an aim to reduce product lead-time and cost as well as improve product quality,铬颞持撷定成良恋坏检郐enterprises seek the integration of the various engineering processes involved in the箍还艘哉叼侦雇豌曷袢绝design and manufacture of a product. Proper integration will allow the different骗菏蒜倘窟胝旺膊粹

23、敫戮domains involved in the realization of a product to make decisions taking into框鲇藏旎睫果莫淆啜航纱account the requirements of other domains, resulting in overall optimal solutions for穿强础逸芳栌做礻纺栖轸the design and manufacture of a product. Computer-aided systems play a key role仆夸掎夺购胺驵搡饫鐾擎today in aiding the dif

24、ferent domains carry out their tasks. A crucial factor in the耪沌备釜纰俩当刚建匪肭success of developing integrated design and manufacturing systems lies in the ability脍林序剖舐幔多枚控瑭彤to exchange information among the various computer-aided systems.诶奁庖贱视瘁摩绔泰隼焚The fixture design domain has seen a vast amount of rese

25、arch in developing枵窝俦诨柁籴蕃罪幡蚕茌computer-aided systems. Fixtures are devices that serve the purpose of holding a琢跪捋人游铌步呗谅比恭workpiece securely and maintaining a consistent relationship with respect to the tools焙蛲责察弁洎壤貘岫拷仆during a manufacturing process (Nee et al. 1995). Various approaches have been窭笞讷羁鹄

26、诃颚罕婊郴串adopted in developing interactive, semi-automated and automated fixture design鲁摇员契仪糯噼轻缇倘廨systems. Bi and Zhang (2001) present a recent review of these efforts. Despite the耧蛐享溽宕腾岗铫蜓税祷vast amount of research, the need for information exchange between the fixture轼陋虐邃竽黧薏隐阶阱扔*Corresponding author.

27、Email: .sg颓峡眉媛肀漠癞遢摅怒窆International Journal of Production Research猴订粑速藤畈瀚伟斫阌妗ISSN 00207543 print/ISSN 1366588X online 2006 Taylor & Francis车贞名欷镓跸刈鄙蛱扇捱http:/www.tandf.co.uk/journals啃奖溃澶呤恬齑蓖杏齑骶DOI: 10.1080/缳械与螅鎏煜姹潭辅灰濞design domain and other manufacturing domains has not been thoroughly dea

28、lt with整荩幢愧艋甘芽腹编啪闹(Mervyn et al. 2003a). Appropriate information models describing fixture design阙颟缣箐砖荀脞侵溘痊嚯knowledge and specifications could help to significantly improve product quality and浦瑙抡訇锉呵灵尼仰腔谟reduce product lead-time. The aim of this paper is to take a step towards addressing缨椒碥珞圣肴钹锟禄沱派th

29、is need through the development of appropriate information models for computeraided通鳃办籁配蜻爰攮幕埔译fixture design systems to support integrated design and manufacturing. The奋拧城玫骱缂侥杖蛘幺荧scope of this work is limited to machining fixtures.火涡萝禾谣丛彐瘕楦榔愠This paper is organized as follows: section 2 discusses th

30、e related research carried芙棱眵毁抵靡襞傩颠谆诠out in developing manufacturing information models; section 3 presents an activity忖谲蒈萁陆尿悌慨娜镗笥model for fixture design; section 4 presents the different fixture design information谖帅于旨甜鱿宇概唷裙刹models to support integrated design and manufacturing, while section 5 pre

31、sents an拍蔷蛤溲蛳棵咣锝葺颅崮example of the information models implemented using XML. Section 6 describes the钓诛抓清蕻钇凝姘开麻琚exchange of the fixture design information models based on a messaging approach罚翰傥榧铕玄迫乐攴绻智and section 7 concludes the paper.搂尻牵吴嫩窘羝灰腙腋噻2. Related research峦暖暨碎谦嚼裰踏蔼里甚The importance of informa

32、tion exchange in manufacturing has seen the development泵窑锊懈婴嗪腚腮中蜞骇of various information models for representing the machining process. ISO 10303镒腾送谦粞攻变淤蒿根聆Part 213 (ISO, 1997) is a STEP application protocol (AP) for storing and exchanging衤证泥掉捉杏瓯笕澡馋芄process plan information for numerically controlle

33、d machined parts between龛土阖毯写鹫破窒鲑鬟览dissimilar computer-aided process planning (CAPP) systems. The scope of AP 213恤常蕺忡捧隙夂秆扇趔追includes planning information of NC process plans, task instructions to manufacture蛩檀辖镟架蔬屠伟鹆筮圉a part using NC machines, NC programming and in-process inspection information.殖氛谖

34、阽暑他汆擒啦皤禽Wysk et al. (1995) developed a formal representation schema for process plans and蔽炸晒鞒拓蕻扌昵梨哈煞an associated factory resource model. The scope of their work was on how process交社瞻子彼郜饷孳绕轷郁plans can be used in a shop floor control environment, thus providing integration捆臬鲣旱肮罡铊效赐剞堑between process p

35、lanning and production execution. Xing et al. (1998) developed an潜刺匦谅拷枰脱啃推抢缱information model for CAPP by using object-oriented modelling and the PDES/赴诡剿苏狞恪哀氕镅栎揩STEP data techniques. The model consists of the part information model, the胙久碹旺绚血赆菠睹祆诺process plan information model and the production re

36、source information model.簦摊囟糁贰问劈阎魁奴钎The process plan model contains information on manufacturing activities such as赂橱坎诔碍心涌乐羚仁竦processes, setups and manufacturing operations. The manufacturing engineering玖妍骐卣胁嗫闵佩沧喧唉toolkit (METK) project at the National Institute of Standards and Technology缋饰鳓有恫陀特癌史芳

37、淼(NIST) in the USA developed an information model for a process plan (Lee 1999) as迁欹板平赳晁遗虍址圳扔a means of integrating process planning and NC validation applications. The process佟下价缃茬池轭裹鸽伫淫plan provides instructions on the sequence of processes for each product. Ryou and礞宝扯腴鳍菠寻阜涑菝湿Jerard (2001) recent

38、ly developed a representation based on XML called numerical淇痉按彼峡萆膏瘸蝌锑珠control markup language (NCML) as an enabling technology to permit buyers and遨氛浼宜啡麋敖据佐铒鹭sellers of custom machined parts to conduct e-commerce via the Internet. In the燧曹原趺黎移螯衷徐镨添representation, information regarding workpiece, set

39、ups, tool information and霍裣赃鄙瞰嗬蜴赈鹱窆邹tolerance is provided to allow users to judge the manufacturability of a part.揩鹛厥虑侃麟撑螃屺胨刈From the literature review, it was evident that the machining process information忧岍摆馇咻廛顷腮荪徘孰models developed either do not provide information on fixtures or only provide羔去厩嘞宠

40、溽苎粕湎熔嗽information on fixtures as a resource for shop floor execution systems. The reason豌怯璀崃辶裰辔嶂啊缲缢for this is that the role of fixtures in integrated design and manufacturing has been抻虍舀猜摭佞怏焕咱碳巧overlooked and not thoroughly explored. In the development of standard汕鞣监枷付了胂枋雌慰羊2 F. Mervyn et al.煤诌翰梳镝邵

41、酰檑祢桀幡information models, an activity model is normally developed first. Activity models晨炎玫应纱党牵绷拧苇箸set the context in which information is exchanged between the different domains in敫蔼嗬崂饭较反碗判俏翮design and manufacturing, and thus determine the type of information captured吕蕖崔黾乒军梯牒棉沽堪in information models

42、. A review of some of these activity models can be found in办磁狼团耗蓁枨蒇縻铹镖Feng (1996). In the activity models developed thus far, fixtures have only been份摁裰瑭馘笞怕焕诨抟帐considered as a resource for manufacturing systems. The effect of fixtures on the瞍蒌批韦庋讲辑垣赶湔氛design of a product has not been dealt with. Fix

43、tures play a key role in determining抚铨袄椿岣逻泞贿坷捷御the accuracy of a product and also, the flexibility of a manufacturing system.舛捕商涟蔑谔蝠蠓佐骨贤The ability to effectively fixture a product should therefore be a concern in the design验辍浮浇榫哔帑舜虾俜峡of a product. This paper addresses this gap in current manufactur

44、ing information柑乌疣僳兰舌吭笺烩闭钾models by presenting a fixture design activity model that takes into account the叽螭稂祭毗疗亭刍照幂获role of fixtures in product design and manufacturing. Appropriate fixture design蒂彤逡圳昼云佶焦碱鲔僻information models are then developed to support integrated design and田骣峨蚤厝匠急孑芩莠璃manufacturi

45、ng. The information models are developed using XML as a file format踞圈茸天谕搔陆祭蟑墨浔and exchanged based on a messaging approach.莼徼最渔颚柽嚏诒簟榘佶3. Fixture design activity model梢肉锑溱缌军鲚纤苹磋喹The proposed fixture design activity model is as shown in figure 1.妻哺闱屁娶蔟概爨睬疔咔The activities have been described using IDEF0

46、 and are only described at an富湔枳啡棺晓菌该楮悝陪abstract level so that the information models are independent of the implementation慰萸骒炝芬肛款管评德骊of these activities. As seen in figure 1, a fixture design system for integrated design骱匠撞嚆徵牌襁囗夏教头and manufacturing performs two main activities, A1Conceptual Fixture

47、 Design赋蓠辆礓惫磺精桎砣诔眼and A2Detailed Fixture Design.喻墁卖楼粗到放篚镔螯锍The conceptual fixture design activity is part of a conceptual process planning宏殇咱泳退蛹莫睫绢馗眍activity, described in Feng and Zhang (1999), where they discuss the need for a沲锢操展悝汇茑籀踏蝴箪conceptual process planning activity that supports conceptual

48、 product design by律苊窑绦猛故搭蕈洛铪霜determining the manufacturing processes, selecting resources and equipment, and妒鲔烀枋蘅跚鞭鹘玢无纰estimating manufacturing costs roughly. The output from the conceptual process支态涿井劝傩阀蚶徘滠菔Figure 1. Fixture design activity model.卟哦狙刺酊拓淖材课鳊麾planning activity is sent as feedback to

49、the conceptual product design activity.你环裣缂聋腾绑胶纠艋棉As part of the conceptual process planning activity, the conceptual fixture design莛鞯垠卯讯啧嶂镊鸾呓账activity supports conceptual product design through an analysis of the difficulties in芝墓萘力糯怕纨鲑焙啤肟fixturing the product during the machining of the product fe

50、atures, estimation of the圾驹棼卤岖甫瓢于砖钢稷cost of the fixtures and the time taken to manufacture the fixture. The inputs to the浦邓滓挺刨虹卩綮恝蓟利activity are the conceptual product design, the estimated quantity of the product to勒阈鹋豺瑾褪羹塑本椠确be manufactured and the current fixture inventory. The tasks of the conce

51、ptual脑廪诋鳃搔愀集定鹆嚅献fixture design activity are:证黾锣玖邑粹妨很软玷胼. Determine the type of fixture to be used based on the estimated quantity of刊皇锖襻蹑杜傥笑壳码状the product to be manufactured.炙罾吾罟豆味暮日唠挖肮. Determine difficulties in restraining a part during machining based on the持段徵倨瘕津劣扰枝吼俑conceptual product geometry.

52、榆箨滤还蓖勒痤灶蕺岌扭. Estimate the time and cost of designing and manufacturing new fixtures芈姹尊么涮孩蜗焙檠顶成if the current inventory of fixtures cannot be used.郸挺周充哒盍虎郴蹰怀宓The output of the conceptual fixture design activity is the information model,块调汀濂笏茑凵嘬毹抄昵conceptual design fixturability feedback. This informa

53、tion model will provide product僭式蠡嫒北匀尉锐璧觅龚designers with feedback on fixturability problems and also provides a metric for圄呤磲逅锁塥缨手歆矗惊product designers to compare different initial designs in terms of fixturing concerns.分谰旎丰袱阅萌忌薛赏痪The inputs to the detailed fixture design activity are the type of fix

54、ture署卺危嬉尜桧彪前汛脑究information from the conceptual fixture design activity, the intermediate part model,叹欠逞帑戊驺忱汾薨崖肓the faces of the intermediate part model that will be machined and the fixture莎蔓沓液裱嗣剔恧铮颀簸inventory information. The intermediate part model is the geometry of the part猷霭碳夷圣毗悍漂挂悚虔in between

55、setups. As an example, figure 2 shows a part that requires three setups蔑桢嘲怼逍芎演踝唉柝硪to machine the features. The intermediate part models to be fixtured at each setup药毹葡颓斗葫讴帚砑罟熊are shown in the figure. The intermediate part model can be derived once the踅岸謇圣鄯饰稣粉惚挠溅manufacturing sequences are determined

56、. It should be noted that the conceptual禁汲篮欹炀烊掭帝逃积洵fixture design activity receives the entire part model as an input. The fixture辊潘谣撩命丬璨薇砦锈胴Figure 2. Example part and intermediate part models.服逝苕裘阌剑樽艘宅锅阶inventory provides the necessary information on the available fixture elements to be肽为蒿蹼浑绣舌醯鼋削菘u

57、sed in fixture design.腹蹂许琨脒汐鞑奖童燠皈The tasks of the detailed fixture design activity are:唔供烘媲离牝雾沉柁雄垮. Design the fixture for each setup. This includes carrying out fixture layout诈稀符炭窿悫痹鹊衾千邢design and fixture configuration design.脞拘浦挥罗布绛诵黥斡吟. Evaluate how well the designed fixture fulfils its functions

58、 of accurately窭踏砗蔺十录辖洁临毹舀locating, restraining and supporting a workpiece.喔袄雄聍掩揸掷绶院到庭. Generate the necessary instructions for shop floor handling of fixtures. This固详篦暝瞀匿饶摘饲障媲includes arriving at a proper sequence for clamping the workpiece and the戊耐豫爽藐绞珙抬矛闺帽force that each clamp should be actuated with.窨罴沂促嗨渌翅爆僚焰墅The outputs of the detailed fixture design activity are the inf