0 引言

    WTO的加入和網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，使得擴展型企業(yè)越來越多，制造活動全球化的進程也越來越快。如何以最短的時間生產出高質量、低成本的新產品，適應全球化多變市場的需求，已成為企業(yè)共同尋求的目標。企業(yè)網(wǎng)絡化的生產模式、全球化的敏捷制造系統(tǒng)已成為制造業(yè)的主要趨勢。這就要求在計算機制造系統(tǒng)CIMS中，作為計算機輔助設計CAD、計算機輔助制造CAM及制造資源計劃MRPII聯(lián)系紐帶的計算機輔助工藝規(guī)劃CAPP必須適應新的制造環(huán)境。而對于目前企業(yè)中多品種、單件、小批量生產形式的企業(yè)，傳統(tǒng)的生產方式已經(jīng)不能適應企業(yè)發(fā)展的要求。主要表現(xiàn)：生產計劃和組織管理復雜，生產周期較長且準備工作量較大，生產工藝的響應速度較慢且工藝人員勞動強度較大。鑒于此，針對多品種、單件、小批生產形勢企業(yè)特點和現(xiàn)有的軟硬件資源，綜合運用成組技術、數(shù)據(jù)庫技術和ASP/ADO技術等，進行了典型CAPP系統(tǒng)的設計和技術分析。

1 系統(tǒng)總體結構

    系統(tǒng)采用了模塊化結構機構進行設計，各功能模塊均由主控菜單控制。主要包括：1）系統(tǒng)總控菜單。該模塊為系統(tǒng)提供友好用戶界面，用戶可通過菜單選擇項控制各模塊的操作。2）零件信息描述與輸入。該模塊包括零件總體信息和零件特征信息輸入等。3）零件加工工藝規(guī)程設計。該模塊包括零件分類，典型工藝提取、處理和綜合修正以及工藝規(guī)程審核、會簽等。4)零件工藝規(guī)程輸出。該模塊用于完成工藝文件的輸出。5）數(shù)據(jù)庫維護。該模塊主要完成工藝知識庫的維護。

2 系統(tǒng)工作流程

    系統(tǒng)工作流程如圖1所示。

    圖1 系統(tǒng)工作流程圖

3 系統(tǒng)的技術支撐

    3.1 零件分類編碼和信息輸入

    成組技術是利用事物的相似性，把相似問題歸類成組，尋求解決這一類問題的最優(yōu)方案，以取得所期望的效益。目前該技術已廣泛應用于設計、制造和管理等。成組技術的廣泛應用以及與計算機、數(shù)控等生產技術的緊密結合，推動了FMS的創(chuàng)造和發(fā)展，其柔性技術在很大程度上解決了多品種小批量生產存在的問題。因此系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)的實際情況，對待加工零件的特征進行分析，然后構建零件的信息模型，在此基礎上，實現(xiàn)基于特征的零件信息的描述和信息輸入。研究分析零件編碼系統(tǒng)，采用框架結構的思想實現(xiàn)自動形狀碼的表達，實現(xiàn)分層次的零件編碼系統(tǒng)的建立。典型零件葉輪的形狀碼的框架結構見圖2。

    圖2 葉輪形狀碼框架結構

    3.2 典型工藝庫建立

    工藝數(shù)據(jù)結構及工藝數(shù)據(jù)庫在CAPP系統(tǒng)設計中占據(jù)重要地位。一方面，在生成工藝零件工藝規(guī)程時，CAPP的應用程序要用到大量的靜態(tài)數(shù)據(jù)，同時也產生許多動態(tài)的工藝數(shù)據(jù)。靜態(tài)數(shù)據(jù)主要涉及到支持工藝規(guī)劃的相關信息，如工藝設計手冊、企業(yè)標準、規(guī)范化的工藝規(guī)程等。動態(tài)數(shù)據(jù)主要是指在工藝規(guī)劃過程中產生的相關信息，它由大量的中間規(guī)程數(shù)據(jù)、零件圖形數(shù)據(jù)等組成。另一方面，工藝數(shù)據(jù)需要一定的數(shù)據(jù)結構來支持規(guī)劃活動。在CAPP系統(tǒng)中，常使用的數(shù)據(jù)結構主要包括線性表、數(shù)組等。工藝數(shù)據(jù)庫是工藝數(shù)據(jù)的集合，工藝數(shù)據(jù)的管理要借助于工藝數(shù)據(jù)庫及相應的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)完成，而數(shù)據(jù)庫的管理和操作則通過相應工藝數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和工藝數(shù)據(jù)庫的應用程序完成。本系統(tǒng)的主要工藝數(shù)據(jù)有：量具、刃具、鉆具、胎卡具及輔助工具，切削速度和切削過程（走刀次數(shù)），重要度等級，材料，工藝知識，常用字符和述語，工藝內容和表頭，工裝圖，設計人員和系統(tǒng)管理人員等。系統(tǒng)在設計過程中，采用了層次式數(shù)據(jù)結構，其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是以Power Builder 6.5數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與CAPP系統(tǒng)的接口采用Power Builder 6.5提供的ODBC函數(shù)建立接口程序，在進行零件的工藝規(guī)程設計時，系統(tǒng)可從Power Builder 6.5數(shù)據(jù)庫中讀取工藝數(shù)據(jù)。而對于工藝規(guī)程設計的遠程審核、會簽的實現(xiàn)則是通過ASP/ADO技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的連接與操作。

    3.3 遠程工藝規(guī)程設計審核、會簽

    為進一步提高工藝規(guī)程的響應速度和設計效率，保證其質量，系統(tǒng)進行了遠程工藝規(guī)程的設計、會簽模塊。遠程工藝設計審核、會簽系統(tǒng)的工作流程如圖3所示。在該系統(tǒng)中，各權限用戶以動態(tài)的形式訪問網(wǎng)絡服務器主頁，網(wǎng)絡服務器將其結果傳給客戶端瀏覽器，用戶的所有請求和結果都是以動態(tài)頁面的形式進行傳遞，資源存放在Web數(shù)據(jù)庫中，與瀏覽器無關，各權限用戶，只要使用常規(guī)的可執(zhí)行Html瀏覽器，就可瀏覽主頁內容，然后按系統(tǒng)要求逐步完成工藝規(guī)程設計的審核、會簽工作。該模塊的構建不僅減輕了客戶端瀏覽器的負擔，而且提高了數(shù)據(jù)信息的交互速度。整個系統(tǒng)程序的設計是通過ASP/ADO技術、VBScript和Jscript網(wǎng)絡編程語言實現(xiàn)。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口，將生產過程約束信息實時反饋給CAPP系統(tǒng)，使其成為一個半閉環(huán)系統(tǒng)，以保證工藝規(guī)程得到及時的修正，從而提高工藝規(guī)程的反應速度。工藝設計人員根據(jù)工藝規(guī)程審核、會簽結果，對工藝規(guī)程進行綜合修正后，便可作為最優(yōu)工藝規(guī)程指導產品零件進行生產加工。

    圖3 遠程工藝設計審核、會簽系統(tǒng)的工作流程

4 結論

    將成組技術、數(shù)據(jù)庫技術和ASP/ADO等進行有機的結合，完成了CAPP系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)適合于多品種、單件、小批量生產類型的企業(yè)，系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)，有利于提高工藝規(guī)程的響應速度、設計效率，保證其設計質量，同時也為企業(yè)全面實施CIMS的有效集成提供了關鍵性橋梁。

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本文標題：CAPP系統(tǒng)設計與技術分析

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