TIG焊CAPP系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1、第40卷第3期2010年3月ElectricWeldingMachineVol40No3Mar2010TIG焊CAPP系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)庫設(shè)計郭正華1，梁素芳2，郭吉萍1，楊鋼3(1南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院，江西南昌330063；2南昌航空大學(xué)信息工程學(xué)3大連理工大學(xué)土木水利學(xué)院，遼寧大連116024)院，江西南昌330063；為了提高鎢極氬弧焊工藝設(shè)計效率和質(zhì)量，針對鎢極氬弧焊計算機輔助工藝設(shè)計(TIG-Welding摘要：CAPP)系統(tǒng)的實際需求，構(gòu)建了基于ClientServer結(jié)構(gòu)的TIG-WeldingCAPP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，結(jié)合Oracle數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)，采用面向?qū)ο缶幊陶Z言C開發(fā)

2、了CAPP零件信息輸入模塊，提出了建立工藝數(shù)據(jù)根據(jù)焊接工藝數(shù)據(jù)的特點，按照概念模型設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計的實庫的設(shè)計過程?，F(xiàn)流程設(shè)計了系統(tǒng)工藝數(shù)據(jù)庫。并以實例描述了系統(tǒng)的工作原理、整體模型結(jié)構(gòu)和各模塊功能，用戶可快捷的實現(xiàn)TIG焊CAPP設(shè)計全部過程。通過本系統(tǒng)方便、鎢極氬弧焊；CAPP；CS；數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵詞：TG44474A中圖分類號：文獻標識碼：10012303(2010)03006804文章編號：ThedesignofthedatabasetheTig-WeldingCAPPsystemGUOZheng-hua1，LIANGSu-fang2，GUOJi-ping1，YANGGang3(

3、1SchoolofAeronauticalManufacturingEngineering，NanchangHANGKONGUniversyty，Nanchang330063，China；2SchoolofInformationEngineering，NanchangHANGKONGUniversyty，Nanchang330063，China；3SchoolDalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)ofCivilandHydraulicEngineering，aimingattherealneedoftheTig-WeldingCAPPA

4、bstract：InordertoimprovetheefficiencyandqualityoftheTig-WeldingCAPP，system，aTig-WeldingCAPPnetworkdatabasesystembasedonclientserverconfigurationisproposed，thedevelopmenttechnologyofaddtheCAPPpartinformationinputmoduleisdevelopedinobject-orientedprogramminglanguageOracledatabaseissynthesized，C,thepro

5、cessprogrammingofestablishingdatabaseareputforwardinthisPaperOnthebasisofthecharaeteristicofWeldingthesystemdatabaseisdesignedaccordingtotheflowofconceptualmode-logicalstructuraldesignandtheprocessofProeessdata，realizationThesystemoperatingtheory，wholemodelstructureandfunctionofeverymodulearedeserib

6、edbytheexamplesSothat，userscancompletealltheprocessesoftheTig-WeldingCappdesignmorequicklybyusingthissystemKeywords：Tig-Welding；CAPP；CS；database0前言計算機輔助工藝設(shè)計(CAPP)是連接工程設(shè)計和生產(chǎn)制造的紐帶，在企業(yè)的日常生產(chǎn)中具有舉足焊接作為工業(yè)生產(chǎn)中最重要的材料成輕重的作用。型方法之一，其質(zhì)量和可靠性直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的性能與安全，其成本也在較大程度上影響到產(chǎn)品的最終成本。焊接工藝的設(shè)計是很復(fù)雜的，對于不同收稿日期：20091019基金項目：航空

7、科學(xué)基金(2007ZG56018)作者簡介：郭正華(1972)，男，江西南城人，博士，副教授，主要從事材料加工數(shù)字化技術(shù)的研究工作，發(fā)表論文20余篇。的焊件和焊接要求必須編制相應(yīng)的焊接工藝。在此從實際出發(fā)，總結(jié)了TIG焊相關(guān)焊接工藝參數(shù)特征，按焊接方法、焊接材料建立了TIG焊CAPP系統(tǒng)，的種類、板厚和接頭形式分別編制焊接工藝。系統(tǒng)選取ClientServer的結(jié)構(gòu)模式，以O(shè)racal作為服務(wù)建立了TIG焊數(shù)據(jù)器端的DBMS(數(shù)據(jù)管理系統(tǒng))，庫，使TIG焊焊接工藝設(shè)計中的焊接性評估、工藝參數(shù)選擇、焊接清理、焊后處理以及填寫工藝卡片等相關(guān)工作由計算機自動完成1。1CAPP數(shù)據(jù)庫的設(shè)計TIG焊CA

8、PP系統(tǒng)設(shè)計時所需要的信息大致可研究與設(shè)計郭正華等：TIG焊CAPP系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)庫設(shè)計第3期分為輸入信息和輸出信息。輸入信息歸納為：材料信焊前清理信息、焊接工藝參數(shù)信息(包括保護氣息、體信息、坡口信息、焊絲信息等)、焊后處理信息等；輸出信息可歸納為：工藝卡片包括的所有設(shè)計要輸出的內(nèi)容。根據(jù)以上分析，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)包括有：材料庫、焊前清理庫、焊接工藝參數(shù)庫、焊后處理數(shù)據(jù)庫以及存放輸出工藝卡片的工藝卡庫等。11CAPP數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計TIG焊CAPP數(shù)據(jù)庫的主體分為：TIG焊焊接焊前清理庫、焊接工藝參數(shù)庫和焊后處理性能庫、庫四大部分。(1)滿足可焊性分析的局部ER模型設(shè)計。根據(jù)可焊性分析的評估規(guī)則

9、，可將數(shù)據(jù)分為：材料信息和焊接性能評估兩個實體，其中焊接性能評估根據(jù)用戶輸入的母材信息的化學(xué)成分來計算其碳當量和HAZ最高硬度值。每個實體的屬性描述如下：物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能、材料信息組織結(jié)構(gòu)。焊接性能評估母材牌號、母材類別、母材狀態(tài)、母材規(guī)格。(2)滿足焊接準備的局部ER模型設(shè)計。根據(jù)焊前準備的處理方式，其實體分為：材料信息和焊前清理兩個實體，每個實體的屬性描述如下：材料信息物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能、組織結(jié)構(gòu)。焊前清理去污法、機械清理、化學(xué)清理。(3)滿足焊接工藝參數(shù)的局部ER模型設(shè)計。焊接中影響焊接質(zhì)量的因素很多，可選的工藝而且焊接工藝設(shè)計的特點是參數(shù)和步驟多而繁雜。工藝信息多

10、，如焊接材料、接頭設(shè)計、焊前預(yù)熱溫焊接電流、焊接電壓、焊絲選擇等諸多參數(shù)因度、素，不僅指導(dǎo)焊接準備和焊接實施，而且也是對焊接結(jié)果進行評價的重要依據(jù)34。由此可知焊接工藝參數(shù)是TIG焊中最重要的環(huán)節(jié)，其包括的實體也比較多，比如：材料信息、工藝參數(shù)、保護氣體、接頭焊絲、焊機、鎢極、襯墊等，每個實體的屬性描坡口、述如下：材料信息物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能、組織結(jié)構(gòu)。工藝參數(shù)焊接方式、電流形式、電壓大小、焊接速度和脈沖電流頻率等。保護氣體噴嘴孔徑、保護氣體類型及其混合比例、氣體流量及其化學(xué)性質(zhì)等。坡口設(shè)計焊接方法、工件厚度、接頭類型、坡口名稱、坡口參數(shù)、焊接位置和對應(yīng)坡口圖片等。焊絲焊絲類型、焊絲牌

11、號、焊絲規(guī)格和焊絲力學(xué)性能等。焊機焊機型號、空載電壓、額定電流。鎢極鎢極類型、鎢極牌號、鎢極直徑。襯墊襯墊材料、襯墊方法、襯墊規(guī)格和襯墊類型等。(4)滿足焊后處理的局部ER模型設(shè)計。焊后處理的實體可分為：材料信息和焊后處理兩個實體，每個實體的屬性描述如下：物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能、材料信息組織結(jié)構(gòu)。焊后處理淬火溫度、淬火介質(zhì)、回火溫度、回火介質(zhì)。(5)全局ER模型。全局概念結(jié)構(gòu)是根據(jù)所有局部ER模型綜合設(shè)計的，它反映了用戶需求的全局概念，在綜合過程中不僅支持所有的局部ER模型，還合理地表根據(jù)綜合過程與示了一個完整的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)。實體的合并、聯(lián)系的合并、冗余屬性和聯(lián)系的消除等關(guān)系，將上述四

12、個局部ER圖合并得到TIG焊CAPP全局ER的模型，如圖1所示。12CAPP數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的目的是把概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成因此邏輯設(shè)計直接由特定DBMS支持的數(shù)據(jù)模式，CAPP數(shù)據(jù)庫采用的依賴于數(shù)據(jù)模型和DBMS選擇。是關(guān)系型DBMS系統(tǒng)，由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的結(jié)果是一組關(guān)系模式的定義，故又稱為關(guān)系模式設(shè)根據(jù)關(guān)系模式可以制定出貯存在計算機中的二計。由于邏輯設(shè)計是直接利用概念模式維表結(jié)構(gòu)形式。轉(zhuǎn)化而建立，故可得到轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)庫的整體邏輯結(jié)構(gòu)，如圖2所示。2CAPP系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)CAPP系統(tǒng)模仿人工工藝設(shè)計時的步驟，通過人機對話的形式、輸入母材的材料牌號、母材規(guī)格以及一些相對應(yīng)的信息參數(shù)等

13、描述信息，計算機通過數(shù)據(jù)庫檢索和實踐經(jīng)驗等操作實現(xiàn)工藝規(guī)程的自動母材為：鋁、鈦、鎂合金編制，提高工藝設(shè)計效率5。等。由于這些母材實現(xiàn)過程相同，現(xiàn)在只以鋁合金為實例來具體分析數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)過程，如圖3所示。研究與設(shè)計第40卷圖1TIG焊CAPP全局ER模型圖2TIG焊CAPP全局概念數(shù)據(jù)模型CAPP系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)是由五部分組成：最底層是對母材的可焊性分析圖，然后就是對母材的焊前清理；由于焊接工藝參數(shù)是焊接過程的關(guān)鍵，故把焊接工藝參數(shù)中氣體和坡口設(shè)計圖與焊接電研究與設(shè)計郭正華等：TIG焊CAPP系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)庫設(shè)計第3期圖3TIG焊CAPP數(shù)據(jù)實現(xiàn)流參數(shù)圖層疊在最上層；緊接焊前清理圖的是焊接后處理

14、圖。合描述信息，確定采用最佳工藝參數(shù)。24焊后處理的實現(xiàn)21焊接性能評估的實現(xiàn)實現(xiàn)最佳工藝參數(shù)的智能化選擇是CAPP系統(tǒng)的一個特點2，而金屬的焊接性是焊接加工中的關(guān)鍵。系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的母材描述信息(如母材牌號)，進入材料庫查詢其對應(yīng)的化學(xué)成分，采用化學(xué)成分分析法中的碳當量(CarbonEquivaatent)和HAZ最大硬度來分析焊接性6。按照計算公式計算出母材的碳再與相對應(yīng)的合格數(shù)據(jù)比較后得當量和HAZ硬度，出結(jié)論，以便用于指導(dǎo)隨后的相關(guān)設(shè)計過程。焊后處理就是為改善焊接接頭的組織和性能焊后處理有淬或消除殘余應(yīng)力而進行的熱處理?；?、回火、退火等方法，其對應(yīng)的溫度、時間、緩冷介質(zhì)等相關(guān)參數(shù)存儲

15、在焊后處理表中，根據(jù)上面三部已有的信息查詢焊后處理表，完善焊接工藝，降低母材的性能損害。3結(jié)論22焊前清理的實現(xiàn)各種焊材焊接時，要求焊前嚴格清除工件焊口清除質(zhì)量將直接影響及焊絲表面的氧化膜和油污。焊接工藝與焊接質(zhì)量。常用的清理方法有去污法、化根據(jù)焊接性能評估中給出的母材學(xué)清理與機械清理。牌號，進入已建立的焊前清理庫中查找相應(yīng)的方法。在此介紹了工藝數(shù)據(jù)的概念及其特點，結(jié)合工藝數(shù)據(jù)的特點，運用Oracle數(shù)據(jù)庫，采用模塊化的設(shè)計思想建立了TIG焊CAP數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使用戶通過系統(tǒng)更方便快捷地實現(xiàn)TIG焊CAPP設(shè)計的全部過程。參考文獻：1魏元生，王振清，王廣生航空材料熱處理工藝數(shù)據(jù)庫及CAPP系統(tǒng)J材料工程，1997(1)：17202秦寶榮智能CAPP系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究D江蘇：南京航2003空航天大學(xué)，3方文鵬，杜曉偉，陳勇鎢極氬弧焊工藝參數(shù)的選擇和焊縫缺陷的預(yù)防J電焊機，2006，36(6)：13164李家森，馬瑞，魏艷紅結(jié)構(gòu)鋼焊接工藝設(shè)計專家系統(tǒng)J有色設(shè)備，2007(4)：18195孫剛，劉玉剛，劉宏陽計算機輔助工藝設(shè)計(CAPP)技術(shù)在航天器總裝中的應(yīng)用J航天器環(huán)境工程，2005，22(6)：3543576呂碧峰弧焊工藝專家系統(tǒng)的開