CN113811904A - 生成装配计划和三维装配模型 - Google Patents

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CN113811904A CN202080033846.9A CN202080033846A CN113811904A CN 113811904 A CN113811904 A CN 113811904A CN 202080033846 A CN202080033846 A CN 202080033846A CN 113811904 A CN113811904 A CN 113811904A
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Abstract

本发明涉及一种用于生成装配计划的方法，该装配计划包括制造指令，该制造指令将制造***的制造机器配置用于制造工业装配。该方法接收三维装配模型，其包括工业装配的特征信息。特征信息可以被自动分配给制造工具，该制造工具基于装配制造操作来识别。本发明还涉及一种用于生成三维装配模型的方法和装置。通过将3D装配的对象与指定对象的信息对象链接，生成三维装配。由于本发明，减少了针对生成用于制造工业装配的装配计划的工作量。此外，无需提供工业装配的二维装配图，就可以生成包含用于生成装配计划的所有信息的三维装配模型。

Description

生成装配计划和三维装配模型
技术领域
本发明涉及一种用于生成装配计划的方法，该装配计划包括制造指令，该制造指令将制造***的制造机器配置用于制造工业装配，以及涉及一种用于自动生成工业装配的三维装配模型以生成装配计划的方法和制造机器。
背景技术
当今创建装配计划以制造具有预定义功能的更高复杂性的产品的过程通常是手动执行的。例如，装配设计师基于工程物料清单(Engineering Bill of Material，EBOM)，即来自工程部门的3D或2D装配，创建制造物料清单(Manufacturing Bill of Material，MBOM)。MBOM也称为制造BOM，其包含构建完整且可交付的产品所需的所有零件和装配。EBOM是一种类型的物料清单(BOM list of raw materials，原材料清单)，其反映了工程设计的产品。作为装配(2D装配)的2D绘图的EBOM不仅包括装配的几何形状的表示，还包括更多的信息，诸如制造参数(例如温度、时间信息、拧紧扭矩)、尺寸(例如间隙、配合信息)。该信息可用于由装配设计师手动创建装配计划。2D装配是用于创建装配计划的主要且唯一有效的文档。
装配计划通常是表格形式的对单个装配操作的文本描述。装配计划者手动描述和定义哪些部件必须装配、以何种顺序装配、在何处以及使用哪些生产资源/工具来装配。
此外，所有过程参数(诸如拧紧扭矩和温度)均从EBOM中获取并以文本形式存储在装配计划中。
然而，由于大量的手动活动，装配计划的传统创建非常复杂和耗时。此外，当前使用的装配计划不是在标准化过程的控制下创建的，因为每个装配设计师都有机会通过使用自定义文本字段向装配计划添加信息。因此，装配计划利用单独的设计和信息内容来创建，其不能用于自动配置制造机器。
此外，添加到装配计划中的自定义文本字段的信息(例如产品信息、过程参数、生产资源/工具和指令)未正确地反向引用到EBOM的3D/-2D装配。因此，在3D-EBOM中所做的所有修改和更改都必须手动传输到MBOM，并且必须附加地修改装配计划中的文本。此外，这还增加了保持所有信息一致的及时工作和对错误的敏感性。
除了及时工作和对错误的敏感性之外，创建装配计划所需的2D装配还具有无法自动处理随2D装配提供的制造参数的缺点。必须从2D装配创建3D装配，然后可以使用该3D装配来创建装配计划。然而，随2D装配提供的信息并未直接引用到3D装配。因此，当修改2D装配中的信息时，也必须调整3D装配。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于使用三维装配模型自动提供装配计划的方法，并且自动提供一种可用于创建装配计划的三维装配模型，以便克服上述缺点。
该技术问题通过本发明的第一方面由一种包括权利要求1的特征的用于生成装配计划的方法来实现，该装配计划包括制造指令，该制造指令将制造***的制造机器配置用于制造工业装配。
根据第一方面，本发明提供了一种用于生成装配计划的方法，该装配计划包括制造指令，该制造指令将制造***的制造机器配置用于制造工业装配，其中，工业装配包括多个对象，包括方法步骤：
由制造***的制造机器的通信模块接收工业装配的三维装配模型，其中，三维装配模型包括工业装配的特征信息；
由制造机器的处理模块检测所提供的制造物料清单中的装配相关特征，其中，制造物料清单包含制造工业装配所需的部件；
由制造机器的处理模块将与制造机器相关联的装配制造操作自动地链接到所检测的装配相关特征，其中，装配制造操作存储在由制造***的制造机器提供的装配制造操作库中；
由制造机器的处理模块从由制造机器提供的装配制造工具库基于链接到所检测的装配相关特征的装配制造操作来识别与制造机器相关联的装配制造工具；以及
生成装配计划，该装配计划包括制造指令，该制造指令通过将来自三维装配模型的特征信息自动分配给所识别的用于处理装配制造操作的装配制造工具，来将制造***的制造机器配置用于制造工业装配。
结合本发明，“装配计划”可以理解为例如包含特定信息的模块，特别是针对由制造机器必须处理的每个装配操作的制造指令，例如工业装配的配合、处理以及测试和调整。装配计划可以自动创建并以文本描述提供，例如以表格形式提供。
此外，“制造指令”可以理解为，例如不能由三维装配模型以几何方式表达的工作步骤和/或制造步骤的规范。例如，制造指令可用于指定表面处理(例如对表面抛光或给表面涂清漆)或工作步骤(例如给铣削螺纹上油或润滑)，该表面处理或工作步骤特别是不能被映射为待制造的结构或几何结构。
结合本发明，“工业装配”可以理解为例如产品或对象或工件。为了制造工业装配和/或为了制造工业装配的一个或多个表面，需要至少一个工具(例如铣刀或钻头)。附加地或替换地，针对制造可能需要一个或多个制造机器，其特别是基于三维装配模型和/或三维装配模型中包括的制造指令来选择，从而使得待制造的工业装配由制造机器制造。
此外，“制造机器”可以理解为例如如下机器：该机器能够根据装配计划接收控制命令并处理装配计划中包括的制造指令。例如，制造机器可以是适用于制造工业装配的铣床、钻床、引线机(clueing machine)、焊接机或3D打印机。制造***可以包括多个制造机器，其中制造***可以包括用于根据装配计划选择相应的制造机器或多个制造机器来制造工业装配的模块。特别地，可能还需要多个制造机器来处理制造指令，由此制造***或制造***的模块使用装配计划的制造指令来确定必要的制造机器，并在必要时控制制造过程以及待制造的工业装配的处理顺序(例如，处理制造指令的顺序或处理制造指令的制造机器的顺序)。一个或多个制造机器可以经由通信连接连接到制造***和/或可以彼此连接。通信连接可以包括无线通信连接(例如，WLAN、Wi-Fi、蓝牙、NFC)和/或有线通信连接(例如，以太网、RS232、RS485)。制造机器优选地包括制造单元和控制单元。控制单元可以位于外部，甚至位于制造机器的外部(具有数据交换)。
此外，结合本发明，“三维装配模型”可以理解为，例如待制造的工业装配的真实比例的(数字)三维模型(例如，以CAD模型的形式)。三维装配模型尤其是待制造的装配模型的数字或虚拟表示，其还包括必要的信息对象(例如，制造参考值和/或制造参考值公差规范和/或干预公差值规范)。例如，可以确定或选择一个或多个制造机器，可以为其提供三维装配模型，从而可以生成装配计划以配置相应的制造机器来制造工业装配。三维装配模型可以特别包括信息对象，该信息对象特别是分配给三维装配模型的表面。例如，这些表面可用于定义待制造的结构(例如孔、切口、凸起、螺纹连接、引线连接、铆钉连接或焊接连接)及其在待制造的工业装配上的尺寸和位置。换言之，待制造的结构(例如几何结构)在工业装配的制造期间特别是由三维装配模型来指定或定义(例如通过信息对象)。因此，三维装配模型例如是包括例如用于制造工业装配的几何数据和制造数据的数据组或数据结构。因此，三维装配模型是待制造的工业对象的三维/虚拟表示，其用于执行用于制造工业装配的制造过程。
三维装配模型可以设计为三维CAD装配模型。CAD装配模型允许在建模过程期间和之后进行对象的真实表示和改进的空间表示。此外，某些表示相关的表示、文档相关的表示和技术视觉表示可以由***通过三维实现来自动化或者甚至部分地自动化。
三维装配模型可以存储在数据库、数据库***和/或分布式数据库中。三维装配模型的特征信息包括对象和信息对象。三维装配模型的对象可以包括工业装配的元件(例如，螺钉)。信息对象可以包括元件的元件信息。例如，对象指定螺钉。对应的信息对象例如指定螺钉直径和/或拧紧扭矩。
结合本发明，“制造参考值”可以理解为，例如在处理制造指令时工业装配的对象的精确尺寸和/或工业装配的对象的可测量特性和/或(例如工业装配的结构的)可测量数量。例如，制造参考值可以是理论上精确的尺寸，例如螺纹规范，或者这些值包含在制造参考值中。制造参考值优选地被直接分配给三维装配模型的表面和/或结构。制造参考优选地用于指定待在工件上制造的结构(例如铣削突出部或孔)，从而特别是可以制造工业装配。通过制造指令，还可以指定尤其不能被映射为结构或几何结构的表面处理(例如对表面抛光或对表面涂漆)或工作步骤(例如给铣削螺纹上油或润滑)。例如，制造参考值也可以实现为例如具有相应的三维坐标的三维(虚拟/数字)图像(或三维几何)。
制造参考值公差规范可以结合本发明被理解为例如与制造参考值的偏差，直至该制造参考值，所制造的工业装配被接受。制造参考值公差规范可以包括例如尺寸公差、形状和位置公差或表面规范，或者这些对应的值分别被制造公差值覆盖。例如，如果超出制造参考值公差规范，则相应的成品的工业装配可能会被拒绝并宣布为废品。因此，制造参考值公差规范指示例如取决于相应制造参考值的阈值，如果要完成的工业装配被丢弃，则超过该阈值。
结合本发明，“干预公差值规范”可以理解为，例如，当超过待制造的工业装配时与制造参考值的偏差仍然被接受(即不被拒绝)，但尽管如此，制造工具和/或制造机器可以被自动检查和/或更换。这尤其避免了例如超出待随后制造的工业装配的制造参考值公差规范。干预公差值规范可以是例如尺寸公差和/或形状和位置公差和/或表面规范，其例如被指定/计算为制造参考值公差规范的相对/百分比值(小于100％)。
此外，结合本发明，“制造操作”可以理解为，例如制造机器可以执行以制造工业装配的操作。例如，制造机器可以包括钻孔工具(制造工具)以执行制造操作“钻孔”。
进一步地，结合本发明，“装配制造操作库”和“装配制造工具库”可以例如实现为由制造机器或制造***提供的数据库和/或数据库***，或者由连接到制造机器和/或制造***的计算机***提供的数据库和/或数据库***。例如，可以使用SQL数据库或Oracle数据库来存储装配制造操作库和装配制造工具库。有利地，通过使用数据库，大量的信息和数据可以被有效、一致和永久地存储并且根据给定的要求被充分地提供。例如，装配制造操作库包括可由制造机器提供的制造操作。用于生成用于制造工业装配的装配计划所需的制造操作通过使用三维装配模型内提供的信息来生成。例如，装配制造工具库包括对于制造工业装配所需的工具，并且分别由制造机器定义地来提供。
根据本发明的用于生成装配计划的方法的优点在于，能够以更有效和迅速的方式来生成装配计划，而无需单独创建制造指令。通过从装配计划导出用于制造机器的控制命令，装配计划可以被自动生成并用于配置制造机器。不需要进一步的步骤或人工处理来转换装配计划，以便利用制造机器对其进行使用。
此外，本发明允许装配计划的标准化，这提高了包括的数据的质量并降低了装配计划的信息和/或制造指令的错误倾向。
在一个可能的实施例中，三维装配模型包括工业装配的多个对象和与工业装配的多个对象中的至少一个对象相关联的至少一个信息对象。以该方式，有利地，例如装配的部件的2D绘图的内容、以及尺寸(例如间隙、配合信息)、公差、部件的表面细节、注释或任何其他形式的装配信息可以作为对象和/或信息对象存储在三维模型中。对象和信息对象直接链接到装配的各个参考表面，并且因此可以自动用于生成装配计划。
在另外的可能的实施例中，至少一个信息对象直接链接到工业装配的多个对象中的至少一个对象。以该方式，有利地，给出了对象与信息对象之间的关系，该对象定义了工业装配的部件，该信息对象包括描述该对象的信息。该关系能够自动验证所有提供的信息并创建装配计划。
在另外的可能的实施例中，信息对象直接链接到工业装配的对象的表面。以该方式，有利地，信息对象直接引用到对象的特定表面并且更详细和有效地指定该对象。可以导出来自工业装配的对象的这个特定表面的制造指令并添加到装配计划中。
在另外的可能的实施例中，信息对象包括至少一个属性。在另外的可能的实施例中，信息对象的属性包括到与该信息对象相关联的、工业装配的多个对象中的至少一个对象的引用信息。在另外的可能的实施例中，信息对象的属性包括工业装配的信息和/或工业装配的过程参数和/或构造参数。以该方式，有利地，可以以结构化的方式提供和存储描述对象的信息。例如，属性可以包括引用到对应表面的引用id。此外，可以添加属性，包括注释、材料规范、制造信息、制造工具信息。该示例性列表不代表对本发明中属性的使用的限制。此外，可以想到其他属性。例如，包括用于铆接的压力的信息对象直接链接到铆钉(工业装配的对象)。通过使用这种关系，可以直接导出装配计划的制造指令。因此，可以导出具有所需“压力”(信息对象)的制造指令“铆接”(对象)，并用于在装配计划中生成相应的制造指令。此外，所使用的属性定义了能够进行计算机辅助管理、评估和/或利用的一致形式和/或结构。
在另外的可能的实施例中，信息对象的属性包括用于将工业装配的多个对象彼此机械连接的接触特征。接触特征包括描述工业装配的多个部件(对象)彼此之间的连接和/或关系的信息。以该方式，有利地，工业装配的所有对象的所需连接和/或关系信息(在2D绘图中不可用)可以在三维模型内提供，并且因此可以自动验证并且可以处理相应的制造操作。例如，属性可以包括定义间隙配合、干涉配合或过渡配合的接触特征。根据属性，自动选择相应的制造操作。此外，如果接触特征定义了焊缝或引线接缝，则选择相应的焊接或引线操作。接触特征在对象中定义并链接到装配的其他对象。
在另外的可能的实施例中，所生成的装配计划存储在数据库、数据库***和/或分布式数据库中。以该方式，有利地，可以将装配计划提供给多个制造机器和/或制造***。此外，数据库为数据的多维链接提供了更有效的能力。
在另外的可能的实施例中，所生成的装配计划由制造机器的通信模块提供给对制造工业装配感兴趣的人员。以该方式，有利地，可以将装配计划提供给人员，例如制造商以观察制造过程。通信模块可以连接到通信设备，例如计算机、个人计算机、监视器、终端、显示器、触摸显示器、笔记本电脑和/或手持设备。
在另外的实施例中，通信模块被配置为接收数据。通信模块可以连接到可以用于提供用于编辑所生成的装配计划的输入数据的通信设备，例如计算机、个人计算机、笔记本电脑、终端、触摸显示器和/或手持设备。通信模块与通信设备之间的通信连接例如通过无线通信连接(例如WLAN、Wi-Fi、蓝牙、NFC)和/或有线通信连接(例如以太网、RS232、RS485)来建立。
在另外的可能的实施例中，与制造机器相关联的装配制造操作基于相应的制造规则自动链接到所检测的装配相关特征。制造规则定义了可由制造机器执行的制造操作与所检测的装配相关特征之间的关系。以该方式，有利地，可以有效地选择所需的制造操作并将其添加到装配计划中。
在另外的可能的实施例中，基于装配制造信息、工业装配的设计实施、制造过程参数、可用的装配制造工具和/或可用的制造资源，自动识别与制造机器相关联的装配制造工具。以该方式，有利地，可以有效地选择执行与待制造的工业装配相关的制造操作所需的制造工具并将其添加到装配计划中。
根据第二方面，本发明还提供了一种包括权利要求11的特征的用于自动生成三维装配模型的方法。
根据另一方面，本发明还提供了一种用于自动生成工业装配的三维装配模型以生成装配计划的方法，该装配计划包括制造指令，该制造指令将制造***的制造机器配置用于制造工业装配，其中，工业装配包括多个对象，包括方法步骤：
由制造机器的处理模块从工业装配的多个对象中识别至少一个对象；
由制造机器的处理模块供应至少一个所识别的对象；
由制造机器的通信模块接收与至少一个所识别的对象相关联的至少一个信息对象，以及
由制造机器的处理模块通过将至少一个所接收的信息对象链接到相关联的所供应的对象来生成三维装配模型。
根据第三方面，本发明还提供了一种包括权利要求12的特征的用于自动生成三维装配模型的制造机器。
根据另一方面，本发明还提供了一种用于自动提供工业装配的三维装配模型以生成装配计划的制造机器，该装配计划包括制造指令，该制造指令将制造***的制造机器配置用于制造工业装配，其中，工业装配包括多个对象，该制造机器包括：
处理模块，其适用于识别工业装配的多个对象中的至少一个对象并且供应至少一个所识别的对象；
通信模块，其适用于接收与至少一个所识别的对象相关联的至少一个信息对象，以及其中处理模块还适用于将至少一个所接收的信息对象链接到相关联的所供应的对象。
使用根据本发明的上述方面的方法和制造机器，可以直接提供工业装配的三维装配模型，该三维装配模型包括所有需要的对象和信息对象，以自动生成装配计划，而无需手动创建工业装配的2D绘图。因此，减少了制造工业装配的工作量。此外，由于所有所需的信息都相关地可用于工业装配(3D装配)，因此减少了易错性。当3D装配中发生变化时，不再需要用于生成装配计划的冗余的2D绘图以及更新过程。
根据第四方面，本发明还提供了一种制造***。制造***包括至少一个根据权利要求12的制造机器，其适用于处理方法权利要求1至10的方法步骤。
根据第五方面，本发明还提供了一种包括权利要求14的特征的计算机程序产品，其用于选择多个通信设备中的一个通信设备以进行通信分组处理。
在第五方面，本发明涉及一种包括计算机程序的计算机程序产品，该计算机程序可加载到计算单元的存储单元中，并且包括程序代码段，以使当在计算单元中执行计算机程序时，所述计算单元执行根据本发明的第一方面的用于生成装配计划的方法，该装配计划包括制造指令。
根据第六方面，本发明还提供了一种包括权利要求15的特征的计算机可读的介质，其用于选择多个通信设备中的一个通信设备以进行通信分组处理。
在第六方面，本发明涉及一种计算机可读的介质，在该计算机可读的介质上存储或保存有计算机程序的程序代码段，所述程序代码段可加载到计算单元中和/或在计算单元中执行，以使当在计算单元中执行程序代码段时，计算单元执行根据本发明的第一方面的用于生成包括制造指令的装配计划的方法。
根据第七方面，本发明还提供了一种用于自动生成工业装配的三维装配模型的计算机程序产品。
在第七方面，本发明涉及一种包括计算机程序的计算机程序产品，该计算机程序可加载到计算单元的存储单元中，并且包括程序代码段，以使当计算机程序在计算单元中执行时，所述计算单元执行根据本发明的第二方面的用于自动生成工业装配的三维装配模型的方法。
根据第八方面，本发明还提供了一种用于自动生成工业装配的三维装配模型的计算机可读的介质。
在第六方面，本发明涉及一种计算机可读的介质，在该计算机可读的介质上存储或保存有计算机程序的程序代码段，所述程序代码段可加载到计算单元中和/或在计算单元中执行，以使当程序代码段在计算单元中执行时，计算单元执行根据本发明的第二方面的用于自动生成工业装配的三维装配模型的方法。
附图说明
根据将在附图的范围内更详细地描述的以下描述和实施例，上面描述的本发明的特性、特征和优点以及实现它们的方式变得更清楚和更容易理解。以下描述并不将本发明限制于所包含的实施例。在不同的附图中，相同的部件或部分可以用相同的附图标记来标记。通常，附图不是按比例绘制的。应当理解，本发明的优选实施例还可以是从属权利要求或以上实施例与相应独立权利要求的任意组合。此外，定义三维装配模型的实施例可以与用于生成三维装配模型的方法相结合。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并被阐明。
参考所附的附图，在以下更详细地描述了本发明的不同方面的可能的实施例。
图1示出了用于说明用于生成装配计划的方法的操作的第一具体示例的示意图；
图2示出了用于生成装配计划的方法的可能的示例性实施例的流程图；
图3示出了用于自动生成工业装配的三维装配模型的方法的可能的示例性实施例的流程图；
图4示出了用于自动提供工业装配的三维装配模型的制造机器的可能的示例性实施例的框图；
图5示出了制造***的可能的示例性实施例的框图；
图6示出了工业装配的三维装配模型的可能的第一示例性实施例的框图；
图7示出了工业装配的三维装配模型的可能的第二示例性实施例的框图；
图8示出了工业装配的三维装配模型的可能的第三示例性实施例的框图。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于说明用于生成装配计划P的方法的操作的第一具体示例的示图。
在根据图1的所说明的示例性实施例中，示出了包括制造机器10的制造***100。在一个实施例中，制造***100包括多个制造机器10。制造机器10经由通信连接(未示出)与制造***100通信。通信连接可以包括无线或有线的通信连接。制造机器10和/或制造***100连接到数据库、分布式数据库或数据库***，其被配置为用于存储装配制造操作库OL和装配制造工具库TL。数据库可以存储在制造机器10或制造***100的存储单元中。存储单元例如可以被理解为随机存取存储器(RAM)或永久存储器，例如硬盘或数据载体，或者例如可更换的存储模块。在一个实施例中，存储单元可以由连接到制造机器10和/或制造***100的服务器或云来提供。
装配制造操作库OL包括可由制造机器10执行以制造工业装配的所有相关的制造操作。装配制造工具库TL包括由制造机器10提供以执行制造操作的所有制造工具。
制造机器10包括通信模块11和处理模块12。结合本发明，处理模块12可以被理解为例如机器或电子电路。特别地，处理模块12可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)、微处理器或微控制器，例如专用集成电路或数字信号处理器，可能与用于存储程序指令的存储单元组合。处理器也可以是IC(integrated circuit，集成电路)，尤其是FPGA(field-programmable gate array，现场可编程门阵列)或ASIC(application-specific integrated circuit，专用集成电路)，或例如多芯片模块(例如2.5D或3D多芯片模块，在其中这特别地直接或通过内插器来连接)、或者DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)或GPU(Graphic Processing Unit，图形处理单元)。处理器也可以被定义为虚拟化处理器、虚拟机或软CPU。例如，这也可以是配备有配置步骤以执行上述发明方法的可编程处理器或配置有配置步骤使得可编程处理器实现方法、部件、模块或其他方面的发明特征和/或本发明的部分方面。
制造机器10可以由多个单元(未示出)组成，例如制造单元和控制单元(例如，计算机、个人计算机、服务器、运行在服务器或云上的虚拟实例)，其可以放置在不同的领域。特别地，控制单元可以放置在制造机器10的外部(作为外部或单独的单元)并且提供有到后者的数据通信模块。制造机器的制造单元和控制单元可以经由无线或有线通信连接与彼此通信和/或与制造***100通信。制造机器10的制造单元包括制造工具并且适用于执行用于制造工业装配的制造操作。制造机器10的控制单元包括通信模块11和处理模块12并且适用于执行根据本发明的第一和第二方面的方法。此外，制造机器10的控制单元提供控制命令以控制制造机器10的制造单元。结合本发明，“控制命令”可以理解为，例如用来控制工具(例如，铣床以何种转速加工工件)和/或必须用何种工具或工具机(例如，铣床、钻头或3D打印机)来制造工业装配的程序或CNC命令。
制造机器10的通信模块11可以接收三维装配模型M以生成装配计划P，从而制造工业装配。在一个实施例中，制造机器10、特别是制造机器10的控制单元接收待制造的工业装配的3D装配A以生成用于制造工业装配的装配计划P。
图2示出了用于生成装配计划的方法1的可能的示例性实施例的流程图。
所说明的示例性实施例中的方法1包括几个主要步骤。在第一步骤S11中，由制造***100的制造机器10的通信模块11接收工业装配的三维装配模型M(参见图1)。三维装配模型M包括工业装配的特征信息。特征信息包括3D装配A中定义的待制造的工业装配的对象M1.1-M1.10(参见图6至图8)和信息对象M2.1-M2.4(参见图6)。在替换的实施例中，三维装配模型M必须由制造机器10、例如由制造***100的制造机器10的控制单元从3D装配A生成。信息对象M2.1-M2.4指定包含制造相关信息的特征以及针对接触特征的对称和非对称公差。
在进一步的步骤S12中，制造***100的制造机器10的处理模块12(参见图1)检测所提供的制造物料清单中的装配相关特征。制造物料清单(Manufacturing Bill ofMaterial，MBOM)包含制造工业装配所需的部件。MBOM包含所有信息(即，productmanufacturing information，产品制造信息-PMI)，并且取决于3D-EBOM(EngineeringBill of Material，工程材料清单)。如果没有MBOM可用，则MBOM可以由EBOM手动导出，或者基于规则由附加信息(例如，现场特定的制造机器或供应商等)手动导出。装配相关特征例如是接触面、螺纹、轴承座等。
在进一步的步骤S13中，制造***100的制造机器10的处理模块12(参见图1)将与制造机器10相关联的装配制造操作链接到所检测的装配相关特征。装配制造操作存储在由制造***的制造机器提供的装配制造操作库OL中。装配制造操作基于预定义的规则进行链接。制造操作，如引线、焊接、螺丝接合、软焊、配合，必须定义为一个类型，并与装配制造操作库OL中所检测的特征进行链接。在选择正确的制造步骤之后或同时，工业装配信息和过程参数被读出并自动分配给制造操作，该工业装配信息和过程参数作为PMI存储在三维装配模型M中。制造步骤是制造操作中的一个步骤或部分操作。
在进一步的步骤S14中，由制造机器的处理模块12从由制造机器10提供的装配制造工具库TL(参见图1)基于链接到所检测的装配相关特征的装配制造操作，来识别与制造机器10相关联的装配制造工具。在该步骤中，自动分配合适的制造工具，例如螺丝刀、引线(clue)、加热板等。该库由如下规则来定义，这些规则考虑了工业装配制造信息、设计特征和过程参数，以选择制造操作、制造工具和资源。
在进一步的步骤S15中，生成装配计划P(参见图1)，该装配计划包括制造指令，该制造指令通过将来自三维装配模型M的特征信息自动分配给所识别的用于处理装配制造操作的装配制造工具，来将制造***100的制造机器10配置用于制造工业装配。作为步骤S15的结果，可以生成提供整个制造过程的时间指示的完整定义的制造操作。此外，步骤S15可以包括分类过程，以对所有制造操作进行分类。
在替换的实施例中，可以例如在输出设备、如监视器、显示器或计算机上为制造商显示装配计划，例如，结合三维装配模型和制造工业装配所需的所有信息和指令。
图3示出了用于自动生成工业装配的三维装配模型的方法2的可能的示例性实施例的流程图。
所说明的示例性实施例中的方法2包括几个主要步骤。在第一步骤S21中，由制造***100的制造机器10的处理模块12从工业装配、特别是3D装配的多个对象识别至少一个对象M1.1-M1.10(参见图6)。
在进一步的步骤S22中，由制造机器10的处理模块12供应至少一个所识别的对象M1.1-M1.10。在该步骤中，供应所识别的待制造的工业装配的3D装配信息。3D装配信息(product management information，产品管理信息-PMI)包括装配信息，例如螺钉、铆钉和/或连接类型等。
在进一步的步骤S23中，由制造机器的通信模块11(参见图1)接收与至少一个所识别的对象(M1.1-M1.10)相关联的至少一个信息对象。信息对象M2.1-M2.4(参见图6)包括间隙尺寸、公差和过程参数和制造参数，例如温度、时间和/或扭矩信息。
在进一步的步骤S24中，由制造机器10的处理模块12通过将至少一个所接收的信息对象链接到相关联的所供应的对象来生成三维装配模型M。所链接的产品管理信息可以直接用于后续步骤以生成装配计划。
三维装配模型M的优点在于，例如，可以通过使用三维装配模型内提供的针对堵转转矩的信息来选择用于执行制造操作的正确的螺丝刀。此外，在三维装配模型内提供的堵转转矩的值可以自动提供给作为制造机器10的制造工具的螺丝刀。
图4示出了用于自动提供工业装配的三维装配模型M的制造机器10的可能的示例性实施例的框图。
从图4的框图可以看出，制造机器10用于自动提供工业装配的三维装配模型M，其可以用于生成装配计划。
制造机器10包括处理模块12，其适用于识别工业装配的多个对象中的至少一个对象并且供应至少一个所识别的对象。
制造机器10还包括通信模块11，其适用于接收与至少一个识别对象相关联的至少一个信息对象。
处理模块12还适用于将至少一个所接收的信息对象链接到相关联的所供应的对象。
制造机器10可以由制造单元和包括通信模块11和处理模块12的控制单元组成。制造单元适用于执行用于制造工业装配的制造操作并且包括制造工具。控制单元可以是计算机、个人计算机、或在服务器或云中处理的虚拟实例。特别地，控制单元可以放置在制造机器10的外部(作为外部或单独的单元)并且可以提供有到后者的数据通信模块。控制单元和制造单元经由通信连接进行通信，该通信连接包括通过通信网络的无线或有线通信连接。在替换的实施例中，控制单元和制造单元被建立为单个单元。
图5示出了制造***100的可能的示例性实施例的框图。
在图5中示出了包括至少一个制造机器10的制造***100。在一个实施例中，制造***100包括多个制造机器10。制造***100经由通信连接(未示出)与制造机器10通信。制造***100包括被配置为选择正确的制造机器10或多个制造机器10中的制造机器10的模块，其满足根据三维装配模型M制造工业装配的要求。
图6示出了工业装配的三维装配模型M的可能的示例性实施例的框图。
在图6中，三维装配模型M包括几个不同的制造相关信息。三维装配模型M包括四个不同的对象M1.1-M1.4。对象M1.1定义了螺纹连接，特别是通孔。对象M1.2定义了螺纹连接，特别是盲孔。对象M1.3定义了铆钉连接，并且对象M1.4定义了销连接。三维装配模型的每个对象M1.1-M1.4链接到信息对象(M2.1-M2.4)。信息对象M2.1可以包括指定如对象M1.1中定义的通孔的属性，例如指定螺钉的类型、螺钉的直径和/或用于螺丝接合螺钉的拧紧扭矩。信息对象M2.2可以包括指定如对象M1.2中定义的盲孔的属性，例如指定螺钉的类型、螺钉的直径和/或用于螺丝接合螺钉的拧紧扭矩。信息对象M2.3可以包括指定如对象M1.3中定义的铆钉连接的属性，例如指定铆钉的类型、铆钉的直径和/或用于铆接的铆接压力。信息对象M2.4可以包括指定如对象M1.4中定义的销连接的属性，例如指定销的类型和/或销的直径。每个信息对象M2.1-M2.4可以包括引用信息。三维装配模型内提供的信息可以用于选择正确的制造工具以执行制造操作。
图7示出了工业装配的三维装配模型的可能的第二示例性实施例的框图。
在图7中，三维装配模型M包括几种不同的连接类型。三维装配模型M包括三个不同的对象M1.5-M1.7。对象M1.5定义了齿轮与轴之间的力配合连接。对象M1.6定义了齿轮与轴之间带有滑键的紧配合连接。对象M1.7定义了线圈与滚珠轴承之间的力配合连接。通过在三维装配模型M内提供接触特征，根据本发明第一方面的方法1可以决定使用哪种类型的间隙。可以自动选择相应的制造操作。在一个实施例中，对象M1.5-M1.7可以链接到信息对象以提供进一步的信息。
图8示出了工业装配的三维装配模型的可能的第三示例性实施例的框图。
在图8中，三维装配模型M包括几种类型和指定连接过程的信息。三维装配模型M包括三个不同的对象M1.8-M1.10。对象M1.8定义了焊接接头。对象M1.9定义了软焊连接。对象M1.10定义了粘合接头。如果焊接接头、接合缝和/或软焊接头被确定为装配相关特征，则选择利用适当的制造机器、装配制造工具进行相应的焊接、(软焊、)或粘合操作，并定义所需的参数。在一个实施例中，对象M1.8-M1.10可以链接到信息对象以提供进一步的信息。
总之，本发明涉及一种用于生成装配计划的方法，该装配计划包括制造指令，该制造指令将制造***的制造机器配置用于制造工业装配。该方法接收三维装配模型，该三维装配模型包括工业装配的特征信息。特征信息可以自动分配给制造工具，其基于装配制造操作被识别。本发明还涉及一种用于生成三维装配模型的方法和装置。通过将3D装配的对象与指定该对象的信息对象链接，生成3D装配。
由于本发明，减少了针对生成用于制造工业装配的装配计划的工作量。此外，无需提供工业装配的二维装配图，就可以生成包含用于生成装配计划的所有信息的三维装配模型。
在未明确描述的任何地方，结合附图描述的各个实施例或其各个方面和特征可以彼此组合或交换，而不会限制或扩大所描述的发明的范围，只要这样的组合或交换有意义并且在本发明的意义上。相对于本发明的特定实施例或相对于特定附图所描述的优点在适用的情况下也是本发明的其他实施例的优点。
附图标记列表
1 用于生成装配计划的方法
2 用于生成3D装配模型的方法
10 制造机器
11 通信模块
12 处理模块
100 制造***
A 3D装配
M 三维装配模型
M1.1-M1.10 对象
M2.1-M2.4 信息对象
OL 装配制造操作库
P 装配计划
TL 装配制造工具库
S11-S15 方法步骤
S21-S24 方法步骤

Claims (15)

1.一种用于生成装配计划(P)的方法(1)，所述装配计划包括制造指令，所述制造指令将制造***(100)的制造机器(10)配置用于制造工业装配，其中，所述工业装配包括多个对象，所述方法包括方法步骤：
-由制造***(100)的制造机器(10)的通信模块(11)接收(S11)工业装配的三维装配模型(M)，其中，所述三维装配模型(M)包括工业装配的特征信息；
-由制造机器(10)的处理模块(12)检测(S12)所提供的制造物料清单中的装配相关特征，其中，所述制造物料清单包含制造工业装配所需的部件；
-由制造机器(10)的处理模块(12)将与制造机器(10)相关联的装配制造操作自动地链接(S13)到所检测的装配相关特征，其中，所述装配制造操作存储在由制造***的制造机器提供的装配制造操作库(OL)中；
-由制造机器(10)的处理模块(12)从由制造机器(10)提供的装配制造工具库(TL)基于链接到所检测的装配相关特征的装配制造操作来识别(S14)与制造机器(10)相关联的装配制造工具；以及
-生成(S15)装配计划(P)，所述装配计划包括制造指令，所述制造指令通过将来自三维装配模型(M)的特征信息自动分配给所识别的用于处理装配制造操作的装配制造工具，来将制造***(100)的制造机器(10)配置用于制造工业装配。
2.根据权利要求1所述的方法(1)，其中，所述三维装配模型(M)包括工业装配的多个对象(M1.1-M1.10)和与工业装配的多个对象中的至少一个对象相关联的至少一个信息对象(M2.1，M2.2，M2.3，M2.4)。
3.根据权利要求2所述的方法(1)，其中，至少一个信息对象(M2.1，M2.2，M2.3，M2.4)直接链接到工业装配的多个对象(M1.1-M1.10)中的至少一个对象。
4.根据权利要求3所述的方法(1)，其中，所述信息对象(M2.1，M2.2，M2.3，M2.4)直接链接到工业装配的对象(M1.1-M1.10)的表面。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法(1)，其中，所述信息对象(M2.1，M2.2，M2.3，M2.4)包括至少一个属性。
6.根据权利要求5所述的方法(1)，其中，信息对象(M2.1，M2.2，M2.3，M2.4)的属性包括到与所述信息对象相关联的、工业装配的多个对象(M1.1-M1.10)中的至少一个对象的引用信息。
7.根据权利要求5或6所述的方法(1)，其中，信息对象(M2.1，M2.2，M2.3，M2.4)的属性包括工业装配的信息和/或工业装配的过程参数和/或构造参数。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法(1)，其中，信息对象(M2.1，M2.2，M2.3，M2.4)的属性包括接触特征，所述接触特征用于将工业装配的多个对象(M1.1-M1.10)彼此机械连接。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法(1)，其中，基于相应的制造规则，与制造机器(10)相关联的装配制造操作自动链接到所检测的装配相关特征。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法(1)，其中，基于装配制造信息、工业装配的设计实施、制造过程参数、可用的装配制造工具和/或可用的制造资源，自动识别与制造机器(10)相关联的装配制造工具。
11.一种用于自动生成工业装配的三维装配模型(M)以生成装配计划的方法(2)，所述装配计划包括制造指令，所述制造指令将制造***(100)的制造机器(10)配置用于制造工业装配，其中，所述工业装配包括多个对象，所述方法包括方法步骤：
-由制造机器(10)的处理模块(12)从工业装配的多个对象中识别(S21)至少一个对象；
-由制造机器(10)的处理模块(12)供应(S22)至少一个所识别的对象；
-由制造机器(10)的通信模块(11)接收(S23)与至少一个所识别的对象相关联的至少一个信息对象；以及
-由制造机器(10)的处理模块(12)通过将至少一个所接收的信息对象链接到所供应的相关联的对象来生成(S24)三维装配模型(M)。
12.一种用于自动提供工业装配的三维装配模型(M)以生成装配计划的制造机器(10)，所述装配计划包括制造指令，所述制造指令将制造***(100)的制造机器(10)配置用于制造工业装配，其中，所述工业装配包括多个对象，所述制造机器包括：
-处理模块(12)，其适用于识别工业装配的多个对象中的至少一个对象并且供应至少一个所识别的对象；
-通信模块(11)，其适用于接收与至少一个所识别的对象相关联的至少一个信息对象，以及其中
-所述处理模块(12)还适用于将至少一个所接收的信息对象链接到相关联的所供应的对象。
13.一种制造***(100)，所述制造***包括至少一个根据权利要求12所述的制造机器(10)，所述制造机器适用于处理上述方法权利要求1至10所述的方法步骤。
14.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括程序元素，当程序元素被加载到电子设备的存储器中时，所述程序元素促使电子设备执行根据上述方法权利要求中任一项所述的用于生成装配计划的方法的步骤，所述装配计划包括制造指令。
15.一种计算机可读的介质，在所述计算机可读的介质上存储有程序元素，所述程序元素能够由电子设备读取和执行，以便当程序元素由电子设备执行时，执行根据上述方法权利要求中任一项所述的用于生成装配计划的方法的步骤，所述装配计划包括制造指令。
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