工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械制造生產(chǎn)過程的技術(shù)準(zhǔn)備工作的一個(gè)重要內(nèi)容,是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與車間的實(shí)際生產(chǎn)的紐帶,是經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)且隨環(huán)境變化而多變的決策過程。當(dāng)前,機(jī)械產(chǎn)品市場是多品種小批量生產(chǎn)起主導(dǎo)作用,傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方法遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的要求,其主要表現(xiàn)為:
(1)傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)是人工編制的,勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低,是一項(xiàng)繁瑣的重復(fù)性工作;
(2)設(shè)計(jì)周期長,不能適應(yīng)市場瞬息多變的需求;
(3)工藝設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的工作,它是隨產(chǎn)品技術(shù)要求、生產(chǎn)環(huán)境、資源條件、工人技術(shù)水平、企業(yè)及社會(huì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求而多變,甚至完全相同的零件,在不同的企業(yè),其工藝也可能不一樣,即使在同一企業(yè),也因工藝設(shè)計(jì)人員的不同而異。工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量依賴于工藝設(shè)計(jì)人員的水平;
(4)工藝設(shè)計(jì)最優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化較差,工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的繼承性也較困難。
隨著機(jī)械制造生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展及多品種小批量生產(chǎn)的要求,特別是CAD/CAM系統(tǒng)向集成化、智能化方向發(fā)展,傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求,計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(Computer Aided Process Design,CAPP)也就應(yīng)運(yùn)而生。計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)的重要意義在于:
(1)可以將工藝設(shè)計(jì)人員從大量繁重的重復(fù)性的手工勞動(dòng)中解放出來,使他們能將主要精力投入到新產(chǎn)品的開發(fā)、工藝裝備的改進(jìn)及新工藝的研究等具有創(chuàng)造性的工作中;
(2)可以大大縮短工藝設(shè)計(jì)周期,保證工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量,提高產(chǎn)品在市場上的競爭能力;
(3)可以提高企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化,并有利于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化工作;
(4)能夠適應(yīng)當(dāng)前日趨自動(dòng)化的現(xiàn)代制造環(huán)節(jié)的需要,并為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)創(chuàng)造必要的技術(shù)基礎(chǔ)。
CAPP在CAD/CAM集成系統(tǒng)中的作用
20世紀(jì)80年代中后期,CAD、CAM的單元技術(shù)日趨成熟。隨著機(jī)械制造業(yè)向CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)或IMS(Intelligent Manufacturing System)發(fā)展,CAD/CAM的集成化要求是亟待解決的問題。CAD/CAM集成系統(tǒng)實(shí)際上是CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)。CAPP從CAD系統(tǒng)中獲得零件的幾何拓?fù)湫畔、工藝信息,并從工程?shù)據(jù)庫中獲得企業(yè)的生產(chǎn)條件、資源情況及企業(yè)工人技術(shù)水平等信息,進(jìn)行工藝設(shè)計(jì),形成工藝流程卡、工序卡、工步卡及NC加工控制指令,在CAD、CAM中起紐帶作用。為達(dá)到此目的,在集成系統(tǒng)中必須解決下列幾方面問題:
(1)CAPP模塊能直接從CAD模塊中獲取零件的幾何信息、材料信息、工藝信息等,以代替零件信息描述的輸入;
(2)CAD模塊的幾何建模系統(tǒng),除提供幾何形狀及拓?fù)湫畔⑼猓必須提供零件的工藝信息、檢測信息、組織信息及結(jié)構(gòu)分析信息等;
(3)須適應(yīng)多種數(shù)控系統(tǒng)NC加工控制指令的生成。
基本構(gòu)成
CAPP系統(tǒng)的構(gòu)成,視其工作原理、產(chǎn)品對(duì)象、規(guī)模大小不同而有較大的差異。CAPP系統(tǒng)基本的構(gòu)成模塊包括:(1)控制模塊。控制模塊的主要任務(wù)是協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行,使人機(jī)交互的窗口,實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的信息交流,控制零件信息的獲取方式;(2)零件信息輸入模塊。當(dāng)零件信息不能從CAD系統(tǒng)直接獲取時(shí),用此模塊實(shí)現(xiàn)零件信息的輸入;(3)工藝過程設(shè)計(jì)模塊。工藝過程設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行加工工藝流程的決策,產(chǎn)生工藝過程卡,供加工及生產(chǎn)管理部門使用;(4)工序決策模塊。工序決策模塊的主要任務(wù)是生成工序卡,對(duì)工序間尺寸進(jìn)行計(jì)算,生成工序圖;(5)工步?jīng)Q策模塊。工步?jīng)Q策模塊對(duì)工步內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì),確定切削用量,提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件;(6)NC加工指令生成模塊。NC加工指令生成模塊依據(jù)工步?jīng)Q策模塊所提供的刀位文件,調(diào)用NC指令代碼系統(tǒng),產(chǎn)生NC加工控制指令;(7)輸出模塊。輸出模塊可輸出工藝流程卡、工序卡、工步卡、工序圖及其它文檔,輸出亦可從現(xiàn)有工藝文件庫中調(diào)出各類工藝文件,利用編輯工具對(duì)現(xiàn)有工藝文件進(jìn)行修改的到所需的工藝文件;(8)加工過程動(dòng)態(tài)仿真。加工過程動(dòng)態(tài)仿真對(duì)所產(chǎn)生的加工過程進(jìn)行模擬,檢查工藝的正確性。
CAPP的基本類型
計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)系統(tǒng)按其工作原理可分為檢索式、派生式、創(chuàng)成式等。
(1)檢索式工藝過程設(shè)計(jì)系統(tǒng)是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝的,將設(shè)計(jì)好的零件標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行編號(hào),存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中,當(dāng)制定零件的工藝過程時(shí),可根據(jù)輸入的零件信息進(jìn)行搜索,查找合適的標(biāo)準(zhǔn)工藝。
(2)派生式工藝過程設(shè)計(jì)就是利用零件有相似性,相似的零件有相似的工藝過程"這一原理,通過檢索相似典型零件的工藝過程,加以增刪或編輯而派生一個(gè)新零件的工藝過程。
(3)創(chuàng)成式工藝過程設(shè)計(jì)系統(tǒng)和派生式系統(tǒng)不同,它是根據(jù)輸入的零件信息,依靠系統(tǒng)中的工程數(shù)據(jù)和決策方法自動(dòng)生成零件的工藝過程。
CAPP的基礎(chǔ)技術(shù)
CAPP的基礎(chǔ)技術(shù)包括:
(1)成組技術(shù)(Group Technology);
(2)零件信息的描述與獲。
(3)工藝設(shè)計(jì)決策機(jī)制;
(4)工藝知識(shí)的獲取及表示;
(5)工序圖及其它文檔的自動(dòng)生成;
(6)NC加工指令的自動(dòng)生成及加工過程動(dòng)態(tài)仿真;
(7)工藝數(shù)據(jù)庫的建立。
CAPP今后的發(fā)展趨勢(shì)
隨著CAD、CAPP、CAM單元技術(shù)日益成熟,同時(shí)又由于CIMS及IMS的提出和發(fā)展,促使CAPP向智能化、集成化和實(shí)用化方向發(fā)展。當(dāng)前,研究開發(fā)CAPP系統(tǒng)的熱點(diǎn)問題有:
(1)產(chǎn)品信息模型的生成與獲取;
(2)CAPP體系結(jié)構(gòu)研究及CAPP工具系統(tǒng)的開發(fā);
(3)并行工程模式下的CAPP系統(tǒng);
(4)基于分布型人工智能技術(shù)的分布型CAPP專機(jī)系統(tǒng);
(5)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與專家系統(tǒng)在CAPP中的綜合應(yīng)用;
(6)面向企業(yè)的實(shí)用化CAPP系統(tǒng);
(7)CAPP與自動(dòng)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的集成。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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