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[摘 要]近年来，以知识工程为核心的计算机辅助工程越来越流行，自然地钣金工件折弯加工辅助工艺设计也得到了发展。但是折弯工序作为钣金加工的一个重要的工艺之一却存在着一些技术上的问题。因此，本文主要针对钣金特征识别与折弯工序优化的问题进行研究和分析。
[关键词]钣金 特征识别 折弯工序 优化
中图分类号：N945.15 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0008-02
1 研究的相关知识
1.1 研究的原因
在当前有很多学者都对钣金折弯工艺优化设计进行了大量的研究，发现了钣金折弯工艺中还存在着很多问题。由于在折弯的的过程中，折弯次序不能确定，折弯过程中数控折弯机的停留时间和加工准备所需的时间都会影响折弯加工的效率，因此需要不断改进折弯加工工艺的技术，才能更好的解决问题，从而提高折弯工艺的加工效率。
1.2 研究意义
将折弯工艺技术不断改进，从而在工艺中实现智能化的运用，通过人工智能的技术来帮助操作人员更好的完成折弯加工，才能有效的提高工艺的加工效率，更好的实现折弯的自动生成和优化。因此解决折弯工艺中的工艺编排这个关键的技术性的问题，对于折弯工艺加工有着很重要的作用。
2 钣金加工的相关信息
2.1 钣金折弯工艺的概念
钣金折弯加工是利用数控折弯机对板材进行折弯，根据折弯工件的长度，通过后档料架来确定板材的伸长长度；而滑块主要是根据所需折弯的角度来控制下降深度，对工件进行折弯，直至达到规定的要求。
2.2 钣金特征的模型设计
（1）钣金特征树的建立
为了更好的使操作人员理解钣金的零件形状之间的关系，可以用一棵树的形状来表现零件之间的关系。树的树根是基准特征，树叶是主特征，而树干代表的是特征之间的相互关系。如图1所示：
（2）基准面的设计
在设计时首先选择一个面特征来作为基准面，看成折弯工艺中的参照，从而简化了钣金零件的结构。等确定了基准面的特征后，以此作为参考进行其他的设计。
（3）特征信息的整合
在折弯加工的过程中需要对相关的信息进行整合，在加工过程中主要需要面特征和折弯特征的尺寸的参考值，比如面板的长度、宽度，折弯半径的大小、折弯的角度等，这些特征信息都需要进行整合，从而为折弯加工提供具体的数据依据，方便折弯加工的工作进行。
2.3 钣金特证的识别
2.3.1 钣金特征识别的过程
钣金特征识别的过程主要有：特征的分解、特征的识别、信息的提取查询和特征的表述，过程如图2所示：
2.3.2 钣金特征识别的具体步骤
（1）确立产品的模型特征，找出与之相匹配的模型；
（2）确定识别参数，在产品模型中抽取信息；
（3）对已有特征进行整合，符合要求。
3 折弯工艺的相关信息
3.1 折弯工艺加工的过程
（1）工作人员按照顺序编制工艺程序，为程序编写序号；
（2）根据设备、材料、参考数据等计算工件展开的尺寸，并求出后档料板的定位值；
（3）根据工艺要求判断操作情况；
（4）计算滑块下行量。
3.2 折弯工件的工艺性分析
（1）折弯回弹
在折弯加工的过程中，很容易出现折弯回弹的现象，折弯加工使得材料变形，由于失去外力，材料只有通过弹性变形恢复原样，但是其形状会产生膨胀现象。
（2）折弯部位变薄
板料在折弯的过程中会因为外层的减薄量太大而使得折弯的地方板料变薄，这是折弯变形的本质，不容易完全消除。
4 折弯工序优化的算法研究
4.1 折弯工程的判断依据
（1）精度约束的判断
在折弯加工之前，首先要判断精度约束是否达到规定的要求，如果不符合，要返回重新设置，从而才能够保證尺寸的精确度要求。
（2）翻转约束的判断
在折弯加工的过程中要明确加工所需的翻转次数才能保证折弯加工的效率。因此为了提升折弯加工的效率，在加工的过程中要尽量减少翻转次数。
4.2 折弯工序编排算法的研究
4.2.1 折弯工序算法的流程
折弯工序算法是以干涉约束条件为基础的，其算法流程图如图所示：
4.2.2 折弯工序优化的系统
钣金件折弯优化工艺的系统是一个以计算机为辅助的折弯加工工艺系统，主要有五个大的模块，分别为：零件模型的图形输入、工艺的分析和计算、折弯工序的自动编排、折弯过程的模拟、后置处理。
（1）图形的输入
折弯工序是一个相互联系的系统，工作人员根据提示将折弯件的形状和尺寸通过计算机输入到系统中。
（2）折弯工序的自动编排
这一程序是将收到的信息进行编排整合生成一定比例的图形，便于参照和分析。
（3）工艺的分析和计算
工艺的分析和计算主要是针对工件的展开长度、折弯边的折弯角度等进行的分析和计算，得出结论。
（4）折弯过程的模拟
折弯过程的模拟可以对折弯机床身、工件的图形等进行展示，使得更加形象具体。另外模拟时可以选择连续的方式，从而使得操作人员方便观察设计的过程。
（5）后置处理
在折弯加工后针对加工过程中的设计进行详细的检查，找出问题进行修改，从而达到规定的要求。
4.2.3 影响折弯加工优化的的因素
（1）模具的更换次数
钣金零件在加工过程中容易发生干涉，可以用模具更换来应对，但由于模具更换消耗的时间太长，因此在加工过程中要尽量减少模具的更换次数。
（2）工作的翻转次数
为了有效提高折弯加工的效率，在折弯加工的过程中，要尽可能减少工作的翻转次数。
5 折弯工序优化的方法
（1）在折弯工序编排的过程中，可以根据结构图来构建，从而使得折弯工序的编排有了更直观的参考，提高编排的效率。
（2）在结构图纸上进行工艺设计安排，对于一些过于复杂的知识点进行简化处理，有效的提高工作效率。
（3）运用针对性搜查方式来减少搜查时间，避免盲目搜查，实现信息的整合，从而能更加快速的得到结论。
（4）对折弯工艺加工要准确确定折弯的节点时间，从序列的分布上进行优化，从而选择最佳的折弯工艺。
总结
钣金折弯工艺在现代社会中广泛应用于机械、家电、建筑等多种领域中，随着科技的不断发展，钣金折弯工艺系统的研究也逐渐实现了科技化，而折弯工艺的优化更是对于钣金制造的效率和成本有着极大地影响。但是钣金折弯工艺中也存在着很多问题有待解决。本文主要针对钣金特征识别与折弯工艺优化进行了研究，分析了钣金折弯工艺的相关内容，得出一些结论。
参考文献
[1] 王飞，游有鹏.基于遗传算法的钣金V 形折弯工序规划方法[J].华南理工大学学报：自然科学版，2012.
[2] 莫剑中.钣金数控折弯工艺系统研究[J].网络财富，2010.
[3] 刘军辉，钟燕辉，廖晓明.LIU Jun-hui.ZHONG Yan-hui.LIAO Xiao-ming L形折弯钣金的冲模设计技巧，2010.
[关键词]钣金 特征识别 折弯工序 优化
中图分类号：N945.15 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0008-02
1 研究的相关知识
1.1 研究的原因
在当前有很多学者都对钣金折弯工艺优化设计进行了大量的研究，发现了钣金折弯工艺中还存在着很多问题。由于在折弯的的过程中，折弯次序不能确定，折弯过程中数控折弯机的停留时间和加工准备所需的时间都会影响折弯加工的效率，因此需要不断改进折弯加工工艺的技术，才能更好的解决问题，从而提高折弯工艺的加工效率。
1.2 研究意义
将折弯工艺技术不断改进，从而在工艺中实现智能化的运用，通过人工智能的技术来帮助操作人员更好的完成折弯加工，才能有效的提高工艺的加工效率，更好的实现折弯的自动生成和优化。因此解决折弯工艺中的工艺编排这个关键的技术性的问题，对于折弯工艺加工有着很重要的作用。
2 钣金加工的相关信息
2.1 钣金折弯工艺的概念
钣金折弯加工是利用数控折弯机对板材进行折弯，根据折弯工件的长度，通过后档料架来确定板材的伸长长度；而滑块主要是根据所需折弯的角度来控制下降深度，对工件进行折弯，直至达到规定的要求。
2.2 钣金特征的模型设计
（1）钣金特征树的建立
为了更好的使操作人员理解钣金的零件形状之间的关系，可以用一棵树的形状来表现零件之间的关系。树的树根是基准特征，树叶是主特征，而树干代表的是特征之间的相互关系。如图1所示：
（2）基准面的设计
在设计时首先选择一个面特征来作为基准面，看成折弯工艺中的参照，从而简化了钣金零件的结构。等确定了基准面的特征后，以此作为参考进行其他的设计。
（3）特征信息的整合
在折弯加工的过程中需要对相关的信息进行整合，在加工过程中主要需要面特征和折弯特征的尺寸的参考值，比如面板的长度、宽度，折弯半径的大小、折弯的角度等，这些特征信息都需要进行整合，从而为折弯加工提供具体的数据依据，方便折弯加工的工作进行。
2.3 钣金特证的识别
2.3.1 钣金特征识别的过程
钣金特征识别的过程主要有：特征的分解、特征的识别、信息的提取查询和特征的表述，过程如图2所示：
2.3.2 钣金特征识别的具体步骤
（1）确立产品的模型特征，找出与之相匹配的模型；
（2）确定识别参数，在产品模型中抽取信息；
（3）对已有特征进行整合，符合要求。
3 折弯工艺的相关信息
3.1 折弯工艺加工的过程
（1）工作人员按照顺序编制工艺程序，为程序编写序号；
（2）根据设备、材料、参考数据等计算工件展开的尺寸，并求出后档料板的定位值；
（3）根据工艺要求判断操作情况；
（4）计算滑块下行量。
3.2 折弯工件的工艺性分析
（1）折弯回弹
在折弯加工的过程中，很容易出现折弯回弹的现象，折弯加工使得材料变形，由于失去外力，材料只有通过弹性变形恢复原样，但是其形状会产生膨胀现象。
（2）折弯部位变薄
板料在折弯的过程中会因为外层的减薄量太大而使得折弯的地方板料变薄，这是折弯变形的本质，不容易完全消除。
4 折弯工序优化的算法研究
4.1 折弯工程的判断依据
（1）精度约束的判断
在折弯加工之前，首先要判断精度约束是否达到规定的要求，如果不符合，要返回重新设置，从而才能够保證尺寸的精确度要求。
（2）翻转约束的判断
在折弯加工的过程中要明确加工所需的翻转次数才能保证折弯加工的效率。因此为了提升折弯加工的效率，在加工的过程中要尽量减少翻转次数。
4.2 折弯工序编排算法的研究
4.2.1 折弯工序算法的流程
折弯工序算法是以干涉约束条件为基础的，其算法流程图如图所示：
4.2.2 折弯工序优化的系统
钣金件折弯优化工艺的系统是一个以计算机为辅助的折弯加工工艺系统，主要有五个大的模块，分别为：零件模型的图形输入、工艺的分析和计算、折弯工序的自动编排、折弯过程的模拟、后置处理。
（1）图形的输入
折弯工序是一个相互联系的系统，工作人员根据提示将折弯件的形状和尺寸通过计算机输入到系统中。
（2）折弯工序的自动编排
这一程序是将收到的信息进行编排整合生成一定比例的图形，便于参照和分析。
（3）工艺的分析和计算
工艺的分析和计算主要是针对工件的展开长度、折弯边的折弯角度等进行的分析和计算，得出结论。
（4）折弯过程的模拟
折弯过程的模拟可以对折弯机床身、工件的图形等进行展示，使得更加形象具体。另外模拟时可以选择连续的方式，从而使得操作人员方便观察设计的过程。
（5）后置处理
在折弯加工后针对加工过程中的设计进行详细的检查，找出问题进行修改，从而达到规定的要求。
4.2.3 影响折弯加工优化的的因素
（1）模具的更换次数
钣金零件在加工过程中容易发生干涉，可以用模具更换来应对，但由于模具更换消耗的时间太长，因此在加工过程中要尽量减少模具的更换次数。
（2）工作的翻转次数
为了有效提高折弯加工的效率，在折弯加工的过程中，要尽可能减少工作的翻转次数。
5 折弯工序优化的方法
（1）在折弯工序编排的过程中，可以根据结构图来构建，从而使得折弯工序的编排有了更直观的参考，提高编排的效率。
（2）在结构图纸上进行工艺设计安排，对于一些过于复杂的知识点进行简化处理，有效的提高工作效率。
（3）运用针对性搜查方式来减少搜查时间，避免盲目搜查，实现信息的整合，从而能更加快速的得到结论。
（4）对折弯工艺加工要准确确定折弯的节点时间，从序列的分布上进行优化，从而选择最佳的折弯工艺。
总结
钣金折弯工艺在现代社会中广泛应用于机械、家电、建筑等多种领域中，随着科技的不断发展，钣金折弯工艺系统的研究也逐渐实现了科技化，而折弯工艺的优化更是对于钣金制造的效率和成本有着极大地影响。但是钣金折弯工艺中也存在着很多问题有待解决。本文主要针对钣金特征识别与折弯工艺优化进行了研究，分析了钣金折弯工艺的相关内容，得出一些结论。
参考文献
[1] 王飞，游有鹏.基于遗传算法的钣金V 形折弯工序规划方法[J].华南理工大学学报：自然科学版，2012.
[2] 莫剑中.钣金数控折弯工艺系统研究[J].网络财富，2010.
[3] 刘军辉，钟燕辉，廖晓明.LIU Jun-hui.ZHONG Yan-hui.LIAO Xiao-ming L形折弯钣金的冲模设计技巧，2010.