随着三维CAD技术发展,直接基于钣金三维零件模型进行结构分析、加工模拟以及成本估计等垂直应用已成为研究的热点。钣金三维模型中隐含大量工艺信息,直接作为研究对象有利于加工成本的准确估算,适应市场的快速响应要求。 数控切割和折弯是现代钣金加工中对加工成本有重要影响的两个加工工序。论文首先对板材激光切割过程有关工艺进行了分析,如打孔点位置的确定、辅助激光切割路径的设置、零件尖角处速度/功率的自适应控制等。提出了确保零件激光切割质量的各种工艺处理方法,实现计算机辅助激光切割钣金工艺设计。归纳了板材激光切割成本的构成,研究了激光打孔时间、激光切割路径、辅助切割路径以及空行程等因素对切割成本的影响,给出了板材激光切割成本的估算公式。 由于在制造估价阶段,钣金零件一般以三维模型形式出现。论文探索了基于三维模型进行工艺信息提取的方法,并通过SolidWorks API函数应用,尝试了零件数据遍历以及直接基于三维模型提取可能切割路径的方法。避免了传统报价过程中对零件进行展开、排样等复杂费时的操作,为实现快速切割成本估算提供了可行的方法。 基于三维钣金模型提取相关折弯工艺信息,研究了模具更换时间及折弯时间对折弯加工成本的影响。探讨了单个钣金件、多个钣金件以及批量钣金件折弯加工成本的构成,给出了相关的成本估算模型,为实现快速估算折弯加工成本奠定了基础。 钣金折弯加工中,折弯次序将影响工件定位、模具更换等制造成本,因此基于CAD三维零件模型进行折弯工序顺序自动优化是折弯加工成本估算的关键。论文提出了一种解答树描述的工序编排方法,应用人工智能技术,将启发式信息作为查找的依据,通过对解答树回溯搜索进行钣金折弯加工工序的自动编排,对可行的折弯工序进行优化,为钣金加工成本快速估算的实现奠定了基础。