基于特征的管路焊接工艺批量规划系统及方法与流程

本发明涉及数字化制造技术领域，特别是基于特征的管路焊接工艺批量规划系统及方法。

背景技术：

航天器研制任务日益增加，面临着多型号并举、多任务并行、高密度发射的新阶段。航天器典型产品管路在不同的系统中，如推进系统、热控系统、环控生保系统等具有不同的用途。管路的多用途也决定了其特点外形小、数量多、精度高且焊接质量要求高，是制约航天器研制效率的瓶颈。

航天器管路焊接工艺批量规划系统以管路为设计对象，以提高管路焊接工艺设计、弯管编程的自动化程度为主要目标，通过管路与焊缝关联的制造特征引用等技术，对同组管路的焊接工艺的设计流程进行整合，实现管路焊接工艺的批量创建，最大程度的减少了相同焊接工艺的创建，大幅度提升工艺设计效率。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了基于特征的管路焊接工艺批量规划系统及方法，解决航天器管路焊接工艺设计效率低问题，该方法采用三维数字化工艺规划系统，以任务为驱动主线，获取任务管路分组的三维工艺设计信息，通过管路与焊缝关联的制造特征引用技术，将设计信息引用至工艺中，并利用管路分组的功能，对同组管路的工艺结构自动批量创建，全面提升管路焊接工艺设计的效率。

本发明的技术解决方案是：基于特征的管路焊接工艺批量规划系统，包括管路模型接收模块、管路模型特征提取模块、管路与焊缝关联的制造特征引用模块、管路焊接工艺批量创建工艺模块、管路焊接工艺编制模块、制造特征与工艺关联模块、工艺编制与弯管编程系统集成模块、工艺审批模块、设计变更的工艺快速响应消息通知模块，其中：

管路模型接收模块，接收型号产品下发的任务，并根据任务的描述建立、管理相应的产品结构；所述的产品结构包括任务对应的导入模型的中各个模型间的零组件关系、管路分组；所述的管路分组包括管路类型、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系；

管路模型特征提取模块，提取产品结构中的管路制造特征；其中，管路包括多个管路分组；

管路与焊缝关联的制造特征引用模块，利用产品结构中管路制造特征包括的焊缝信息描述，建立各个管路与焊缝的对应关系；

管路焊接工艺批量创建模块，根据管路模型接收模块、管路模型特征提取模块共同创建的管路分组，对当前产品结构进行工艺的批量创建，得到管路分组中各个管路对应管路焊接类工艺；其中，管路焊接类工艺为各个管路对应的不同焊接工艺，还包括管路类型、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系；

管路焊接工艺编制模块，在管路焊接工艺批量创建模块创建的管路焊接类工艺中进行工艺内容的描述；

制造特征与工艺关联模块，在管路焊接工艺编制模块执行过程中自动关联当前管路分组的管路制造特征，并将其按要求自动输出于实测记录表，其中，实测记录表包括各个管路分组对应的管路焊接类工艺及工艺内容、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系；

工艺编制与弯管编程系统集成模块，获取各个管路分组对应的数控弯管程序代码后，与对应的管路焊接类工艺进行关联；

工艺审批模块，按照审批流程对管路焊接类工艺进行审批。

所述的管路焊接类工艺包括在工作舱环控气管路组件的管路焊接工艺、在服务舱推进液管路组件的管路焊接工艺。

所述的在工作舱环控气管路组件的管路焊接工艺包含28道工序，为钳-激光刻-钳-检-钳-检-表-检-焊-检-理化-焊-检-焊-检-理化-返修焊-检-理化-检-表-检-理化-检-表-检-钳-检，在服务舱推进液管路组件的管路焊接工艺包含32道工序，为钳-钳-钳-检-钳-激光刻-钳-检-钳-检-表-检-焊-检-理化-焊-检-焊-检-理化-返修焊-检-理化-检-表-检-理化-检-表-检-钳-检。

还包括设计变更的工艺快速响应消息通知模块，通过设计模型的变更，控制管路型号产品模型管理分系统、管路焊接工艺分系统形成新的管路焊接类工艺。

所述的管路模型接收模块、管路模型特征提取模块、管路与焊缝关联的制造特征引用模块组成管路型号产品模型管理分系统，管路焊接工艺批量创建工艺模块、管路焊接工艺编制模块、制造特征与工艺关联模块、工艺编制与弯管编程系统集成模块、工艺审批模块、设计变更的工艺快速响应消息通知模块组成管路焊接工艺设计分系统，管路型号产品模型管理分系统、管路焊接工艺分系统安装在计算机中。

基于特征的管路焊接工艺批量规划方法，包括如下步骤：

步骤1：根据型号产品下发的任务及描述创建产品结构，并对产品结构版本、状态、有效性进行管理；

步骤2：根据步骤1中得到的产品结构，进行制造特征的提取，然后将步骤1中的产品结构与提取的制造特征进行关联；

步骤3：根据当前任务，选中产品结构创建管路焊接类工艺，根据管路分组，选择需创建工艺的产品节点，执行管路焊接类工艺的批量创建；

步骤4：在步骤3中得到各个管路分组对应的管路焊接类工艺中进行工艺内容的规划，进而完成具体的工序内容；

步骤5：在步骤3的过程中，对管路焊接类工艺集成数控弯管程序，并根据需要在管路焊接类工艺中关联工艺内容、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系，并且在输出的实测记录表中，直接提取制造特征，作为实测记录的项目内容；

步骤6：对步骤5得到的管路焊接类工艺进行审批受控，对管路涉及的工艺进行版本控制；

步骤7：当步骤1中的型号产品下发的任务及描述变化时，转入步骤1进行新的管路焊接类工艺的创建，并发送设计变更通知。

所述的所述的产品结构包括任务对应的导入模型的中各个模型间的零组件关系、管路分组，其中，管路分组包括管路类型、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系。

所述的管路焊接类工艺为各个管路对应的不同焊接工艺，还包括管路类型、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明集成了管路焊接工艺规划所需的全部模块，能够有效利用三维设计模型，对管路分组且提取制造特征，根据分组结果进行管路焊接工艺的批量创建且在工艺中关联制造特征，快速形成管路焊接工艺，有效提升了工艺编制效率及工艺的规范性；

(2)本发明通过设计任务构建对因的产品结构，并根据任务对管路进行分组、提取模型中的制造特征信息及模型与制造特征间的关系，以此为输入，根据不同管路分组批量创建管路焊接类工艺，并进行工艺内容的编制及管路弯管程序的集成。在工艺完成设计的基础上，进行工艺审批受控，审批过程中如存在问题，可直接返回编制进行修改，再重新启动流程即可。若受控后，设计任务变更，则系统会自动消息通知工艺编制者，对其工艺进行完善；

(3)本发明解决了现有技术的管路设计模型信息与工艺无关联、重复建立创建管路焊接类工艺、手动绘制表格、设计模型变更信息通知/接收延时问题，可以充分利用设计模型信息，自动提取制造特征，与管路焊接类工艺进行关联，批量创建管路焊接类工艺，自动提取设计模型中的制造特征信息将其生成至实测记录表中，作为实测记录表中的部分内容，根据工艺内容，提取检测工艺内容，自动生成实测记录表信息，根据设计模型关联的工艺信息自动通知工艺人员，可以达到数控弯管率为100％，一次合格率达98％，管路生产周期由1.5个月～2个月缩短为1个月的实际应用效果。

附图说明

图1为基于特征的管路焊接工艺批量规划系统及方法流程图。

具体实施方式

基于特征的管路焊接工艺批量规划系统，包括在计算机中安装的管路型号产品模型管理分系统、管路焊接工艺分系统，管路型号产品模型管理分系统包括管路模型接收模块(1)、管路模型特征提取模块(2)、管路与焊缝关联的制造特征引用模块(3)；管路焊接工艺设计分系统包括管路焊接工艺批量创建工艺模块(4)、管路焊接工艺编制模块(5)、制造特征与工艺关联模块(6)、工艺编制与弯管编程系统集成模块(7)、工艺审批模块(8)、设计变更的工艺快速响应消息通知模块(9)；

管路模型接收模块(1)接收型号产品下发的任务，并根据任务的描述建立、管理相应的产品结构；所述的产品结构包括任务对应的导入模型的中各个模型间的零组件关系、管路分组；所述的管路分组包括管路类型、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系；

管路模型特征提取模块(2)用于模型特征提取，提取产品结构中的管路制造特征；其中，管路包括多个管路分组；

管路与焊缝关联的制造特征引用模块(3)用于关联管路与焊缝，利用产品结构中管路制造特征包括的焊缝信息描述，建立各个管路与焊缝的对应关系；

管路焊接工艺批量创建模块(4)用于创建管路焊接类工艺，根据管路模型接收模块(1)、管路模型特征提取模块(2)共同作用创建的管路分组，在管路分组的基础上，对当前产品结构进行工艺的批量创建，得到管路分组中各个管路对应管路焊接类工艺；其中，管路焊接类工艺为各个管路对应的不同焊接工艺，还包括管路类型、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系；

管路焊接工艺编制模块(5)用于编制工艺内容，进行管路焊接工艺设计，即在管路焊接工艺批量创建模块(4)创建的管路焊接类工艺中进行工艺内容的描述；其中，在工作舱环控气管路组件的管路焊接工艺一般包含28道工序，钳-激光刻-钳-检-钳-检-表-检-焊-检-理化-焊-检-焊-检-理化-返修焊-检-理化-检-表-检-理化-检-表-检-钳-检。在服务舱推进液管路组件的管路焊接工艺一般包含32道工序，钳-钳-钳-检-钳-激光刻-钳-检-钳-检-表-检-焊-检-理化-焊-检-焊-检-理化-返修焊-检-理化-检-表-检-理化-检-表-检-钳-检。

制造特征与工艺关联模块(6)用于将各个管路分组的管路制造特征自动应用于管路焊接类工艺，在管路焊接工艺编制模块(5)执行过程中，可自动关联当前管路分组的管路制造特征，并将其按要求自动输出于实测记录表，其中，实测记录表包括各个管路分组对应的管路焊接类工艺及工艺内容、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系。

工艺编制与弯管编程系统集成模块(7)获取各个管路分组对应的数控弯管程序代码后，与对应的管路焊接类工艺进行关联；

工艺审批模块(8)用于对管路焊接类工艺进行受控管理，按照审批流程对管路焊接类工艺进行审批；

设计变更的工艺快速响应消息通知模块(9)用于任务变更后工艺快速响应，通过设计模型的变更,及时控制管路型号产品模型管理分系统、管路焊接工艺分系统形成新的管路焊接类工艺。

如图1所示为基于特征的管路焊接工艺批量规划系统及方法流程图，本发明的基于特征的管路焊接工艺批量规划方法，步骤如下：

步骤1：根据型号产品下发的任务及描述创建产品结构(管路产品pbom节点)，并对产品结构版本、状态、有效性进行管理；

步骤2：根据步骤1中得到的产品结构，进行制造特征的提取，然后将步骤1中的产品结构与提取的制造特征进行关联；

步骤3：根据当前任务，选中产品结构创建管路焊接类工艺，根据管路分组，选择需创建工艺的产品节点，执行管路焊接类工艺的批量创建；

步骤4：在步骤3中得到各个管路分组对应的管路焊接类工艺中进行工艺内容的规划，进而完成具体的工序内容。

步骤5：在步骤3的过程中，对管路焊接类工艺集成数控弯管程序，并根据需要在管路焊接类工艺中关联工艺内容、管路制造特征、管路与焊缝的对应关系，并且在输出的实测记录表中，直接提取制造特征，作为实测记录的项目内容。

步骤6：对步骤5得到的管路焊接类工艺进行审批受控，对管路涉及的工艺进行版本控制。

步骤7：当步骤1中的型号产品下发的任务及描述变化时，转入步骤1进行新的管路焊接类工艺的创建，并发送设计变更通知。

实施例

一种航天器管路产品的焊接工艺批量规划方法，步骤为：

步骤1：管路模型接收模块(1)，针对航天器型号任务要求，接收tgwt型号下中工作舱低温内回路管路分组(主要组成接头、螺母、导管、焊缝)，创建型号管路产品pbom节点tgwt_x-10/a-工作舱低温内回路管路分组1、tgwt_x-20/a-工作舱低温内回路管路分组2、tgwt_x-30/a-工作舱低温内回路管路分组3，tgwt_x-10为产品代号，a为节点版本、工作舱低温内回路管路分组为中文名称；

步骤2：管路模型特征提取模块(2)根据步骤1中得到的有效模型，进行模型制造特征的提取，并利用管路与焊缝关联的制造特征引用模块(3)，将步骤1中的结果，模型中的结构树在工艺系统中建立相应的节点并与提取的焊缝特征weld_tgwt_x-10_1-焊缝1；weld_tgwt_x-10_2-焊缝2进行关联；

步骤3：管路焊接工艺批量创建模块(4)根据接收任务，选中产品型号节点tgwt_x-y/a-工作舱低温内回路管路分组，选择创建管路焊接类工艺，依据管路分组，选择需创建工艺的产品节点tgwt_x-10/a-工作舱低温内回路管路分组1、tgwt_x-20/a-工作舱低温内回路管路分组2、tgwt_x-30/a-工作舱低温内回路管路分组3，执行管路焊接类工艺的批量创建，并管路分组下只允许存在一本管路焊接类工艺。

每个工艺编号的结构由工艺号/版本-工艺中文名称组成；工艺号位系统自动生成流水号，版本由字母a到z升序控制版本，中文名称产品代号+产品中文名称组成。

529231562/a-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1

529231542/a-tgwt_x-20工作舱低温内回路管路分组2

529231462/a-tgwt_x-30工作舱低温内回路管路分组3

并同时创建对应的总工艺，总工艺由产品代号.zgy/版本-产品中文名称+总工艺组成。

tgwt_x-10.zgy/a-工作舱低温内回路管路分组1总工艺、tgwt_x-20.zgy/a-工作舱低温内回路管路分组2总工艺、tgwt_x-30.zgy/a-工作舱低温内回路管路分组3总工艺；

步骤4：管路焊接工艺编制模块(5)，在步骤3中得到管路焊接工艺创建的工艺节点529231562/a-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1下，进行工艺路线的规划，并完成具体的工序内容。

工艺路线的规划：选择工艺节点529231562/a-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1，在此节点上，将工艺中涉及的过程用工序进行搭建。并在对应的工序中可以直接关联焊缝特征节点。

步骤5：制造特征与工艺关联模块(4)，在步骤3的过程中根据需求，利用工艺编制与弯管编程系统集成模块(7)集成数控弯管程序。在管路焊接类工艺中将产品节点以及制造特征关联到具体的工序或工序内容当中。并且在输出的实测记录表中，直接提取制造特征，作为实测记录的项目内容。

例如：管路焊接工艺529231562/a-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1建立的后，在工艺具体内容的编制过程中，可直接将其名称引用至内容描述中。并直接根据产品检验的标准生产对应的实测记录表，自动提取所有的焊缝特征信息进入实测记录表中，由现场检验进行具体产品结果的检验并记录检验结果。

工艺编制与弯管编程系统集成模块(7)集成数控弯管程序：在编制弯管过程直接利用工艺编制与弯管编程系统集成模块(7)获取弯管程序。

步骤6：工艺审批模块(8)根据步骤5的结果，将其进行审批受控，对管路涉及的工艺进行版本控制。

例如：管路焊接工艺529231562/a-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1编制完成后，对其提交工艺审批流程，受控后此工艺版本将不再允许进行任何操作，只允许预览。当工艺由于编制问题导致修改，则需通过工艺更改对这般工艺进行升版，则管路焊接工艺版本升为b版，工艺节点为529231562/b-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1，工艺可以做任意的更改。在完善内容后，需再次提交工艺审批流程进行受控，再发布。

步骤7：设计变更的工艺快速响应消息通知模块(9)在步骤6的结果上，由于设计tgwt型号下中工作舱低温内回路管路分组变更，则根据产品节点工艺管路焊接工艺529231562/a-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1的编制者，对其发送设计变更通知。当工艺编制人员铜鼓系统内邮件接收到设计变更信息后，首先需要对其总工艺进行升版操作，将tgwt_x-10.zgy/a-工作舱低温内回路管路分组1总工艺升版为tgwt_x-10.zgy/b-工作舱低温内回路管路分组1总工艺升版，该节点则自动关联至最新版本的产品节点tgwt_x-10/b-工作舱低温内回路管路分组1下。若工艺内容需要完善，则需对管路焊接工艺529231562/a-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1进行工艺升版为529231562/b-tgwt_x-10工作舱低温内回路管路分组1进行内容完善。若工艺内容不变，则将附加的设计模型变为最新版本即可。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。