機(jī)械CAD CAM-第六章 計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程及工裝設(shè)計(jì)

1、第六章 計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程 及工裝設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述第二節(jié) CAPP的工作模式第五節(jié) 計(jì)算機(jī)輔助工裝設(shè)計(jì)第三節(jié) 基于知識(shí)的CAPP系統(tǒng)第四節(jié) CAPP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)1第一節(jié) 概述1、工藝準(zhǔn)備： 包括工藝設(shè)計(jì)與工裝設(shè)計(jì)與制造。工藝設(shè)計(jì)所生成的文檔，是指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程的重要文件及制定生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的依據(jù)。2、工藝設(shè)計(jì)的任務(wù) 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是為被加工零件選擇合理的加工方法、加工順序、工、夾、量具，以及切削用量的計(jì)算等，使能按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)出合格的成品零件。一、計(jì)算機(jī)輔助工藝準(zhǔn)備的基本概念23傳統(tǒng)的工藝準(zhǔn)備方法 1)傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)由人工編制，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，且因人而異。 2)工藝設(shè)計(jì)及工裝設(shè)計(jì)與制造

2、周期長(zhǎng)，不能適應(yīng)市場(chǎng)瞬息多變的需求。 3)設(shè)計(jì)質(zhì)量在很大程度上依賴(lài)于工藝設(shè)計(jì)人員的水平。 4)人工工藝設(shè)計(jì)很難做到最優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化。 5)工藝設(shè)計(jì)人員主要進(jìn)行重復(fù)性繁瑣的工作，缺少對(duì)創(chuàng)新工藝工作的研究。 33、利用計(jì)算機(jī)輔助工藝準(zhǔn)備 1)可以將工藝人員從繁瑣和重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來(lái)，轉(zhuǎn)而從事新工藝的開(kāi)發(fā)工作。 2)可以大大縮短工藝準(zhǔn)備周期，提高產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)能力。 3)有助于對(duì)工藝人員的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和繼承。 4)有利于工藝準(zhǔn)備工作的最優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化。 5)為實(shí)現(xiàn)面向21世紀(jì)的先進(jìn)的生產(chǎn)模式創(chuàng)造條件。44、CAPP在CIMS中的重要作用 CIMS被認(rèn)為是未來(lái)機(jī)械制造工業(yè)的生產(chǎn)模式。而CIMS的

3、關(guān)鍵是信息的集成，而CAD和CAM的集成又是實(shí)現(xiàn)CIMS的關(guān)鍵之一。在CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)中，CAPP是連接CAD和CAM的橋梁和紐帶。 理想的CAPP系統(tǒng)能夠直接接受CAD模塊的幾何信息、材料信息、工藝信息，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，生成工藝文件，并以工藝設(shè)計(jì)結(jié)果和零件信息為依據(jù)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮笾锰幚砗?，生成NC代碼，從而實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM的集成。55、CAPP系統(tǒng)與先進(jìn)制造系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)的聯(lián)系61)系統(tǒng)接受來(lái)自CAD系統(tǒng)的產(chǎn)品幾何拓?fù)?、材料信息以及精度、表面粗糙度等工藝信息；為滿(mǎn)足并行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，需向CAD系統(tǒng)反饋產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià)信息。2)向CAM提供零件加工所需的設(shè)備、

4、工裝、切削參數(shù)、裝夾參數(shù)、加工過(guò)程以及反映切削過(guò)程的刀具位置文件和數(shù)控加工指令；同時(shí)接受來(lái)自CAM反饋的工藝修改意見(jiàn)。3)向工裝CAD提供工藝過(guò)程文件和工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。74)向MIS(管理信息系統(tǒng))提供工藝過(guò)程、設(shè)備、工裝、工時(shí)、材料定額等信息，同時(shí)接受MIS發(fā)出的技術(shù)準(zhǔn)備計(jì)劃、原材料庫(kù)存、刀具量具狀況、設(shè)備變更等信息。5)向MAS(制造自動(dòng)化系統(tǒng))提供各種加工工藝過(guò)程文件、所需的工藝裝備以及NC加工指令等信息；同時(shí)接受由MAS反饋的工作報(bào)告和工藝修改意見(jiàn)；6)向CAQ(質(zhì)量保證系統(tǒng))提供工序、設(shè)備、工裝、檢測(cè)等工藝數(shù)據(jù)，以生成質(zhì)量控制計(jì)劃和質(zhì)量檢測(cè)規(guī)程；同時(shí)接收CAQ反饋的控制數(shù)據(jù)，用以修改

5、工藝過(guò)程； 8三國(guó)內(nèi)CAPP研發(fā)及應(yīng)用簡(jiǎn)介 CADCAM技術(shù)在國(guó)內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用的同時(shí)，CAPP作為其組成的單元技術(shù)也得到制造業(yè)很大的重視，自20世紀(jì)80年代末以來(lái)，許多企業(yè)與高等院校、研究所合作研制了眾多的CAPP系統(tǒng)。這些系統(tǒng)絕大多數(shù)基于各企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)、企業(yè)資源情況、技術(shù)條件以及工藝習(xí)慣，多數(shù)采用變異式CAPP原理，其典型工藝庫(kù)也是適用于該企業(yè)環(huán)境，因而其推廣應(yīng)用受到限制。而創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)由于其實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度較大，目前國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有較成熟的、實(shí)用的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)供企業(yè)應(yīng)用。9目前國(guó)內(nèi)CAD/CAM軟件市場(chǎng)上CAPP系統(tǒng)有： 開(kāi)目CAPP、天河CAPP、金葉CAPP、以及機(jī)械加工工藝手冊(cè)（

6、軟件版），他們基本上交互式系統(tǒng)，提供一個(gè)人機(jī)交互工藝編輯環(huán)境，編制工藝規(guī)程，并配備一些輔助功能模塊等。從而方能方便進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)及提高設(shè)計(jì)效率。101成組技術(shù)的發(fā)展概況 1950年代：成組技術(shù)（Group Technology）概念起源。 1959年；蘇聯(lián)科學(xué)家在成組技術(shù)科學(xué)原理一書(shū)中，正式提出“成組技術(shù)”一詞。1960年，原西德和英國(guó)科學(xué)家開(kāi)始對(duì)成組技術(shù)進(jìn)行深入研究，以探討成組技術(shù)在生產(chǎn)中的實(shí)用性。 成組技術(shù)（GT）一、 概述111963年，成組技術(shù)首先在原蘇聯(lián)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)并獲得成功。1970年，日本政府也開(kāi)始在國(guó)內(nèi)推廣成組技術(shù)。1970年代末，成組技術(shù)在美國(guó)得到廣泛接受和應(yīng)用。到1995年

7、，美國(guó)使用成組技術(shù)的企業(yè)達(dá)到了50%75%。 由于成組技術(shù)的應(yīng)用可以使企業(yè)在當(dāng)今品種多、中小批量生產(chǎn)、質(zhì)量要求高的制造環(huán)境中縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，加強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，所以成組技術(shù)能夠如此迅速的得到推廣和應(yīng)用。121）基本原理： 對(duì)相似的零件進(jìn)行識(shí)別和分組，相似的零件歸入一個(gè)零件組或零件族，并在設(shè)計(jì)和制造中充分利用它們的相似點(diǎn)，以獲得所期望的經(jīng)濟(jì)效益。2）零件的相似形 設(shè)計(jì)性質(zhì)（如幾何形狀和尺寸等）方面的相似性和制造性質(zhì)（如加工工藝）方面的相似性。零件的相似性是零件分族的基礎(chǔ)。2成組技術(shù)的基本原理133成組技術(shù)的定義 成組技術(shù)是一門(mén)生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)和管理技術(shù)科學(xué)，研究如何識(shí)別和發(fā)展生產(chǎn)

8、活動(dòng)中有關(guān)事物的相似性，并充分利用它把各種問(wèn)題按它們之間的相似性歸類(lèi)成組，并尋求解決這一組問(wèn)題相對(duì)統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以取得所期望的經(jīng)濟(jì)效益。14 1）成組工藝 它不強(qiáng)求零件結(jié)構(gòu)類(lèi)型和功能的同一性，而只要幾種零件若有多個(gè)工序具有相似性，則可合并為成組工藝。 2）成組生產(chǎn)單元的組織 車(chē)間內(nèi)機(jī)床布置形式以及相應(yīng)的生產(chǎn)組織形式按成組技術(shù)的原理組織實(shí)施，即不管是單機(jī)，還是加工單元、流水線，加工對(duì)象是針對(duì)于一組或幾組工藝相似的零件，而不是只針對(duì)于一個(gè)零件。3成組技術(shù)的應(yīng)用153）成組技術(shù)在CAD中的應(yīng)用 成組技術(shù)大大提高了設(shè)計(jì)的繼承性，極大地減少了設(shè)計(jì)人員的重復(fù)勞動(dòng)。4）成組技術(shù)在CAPP系統(tǒng)中的應(yīng)用 成組

9、技術(shù)及其分類(lèi)編碼系統(tǒng)對(duì)于CAPP系統(tǒng)，特別是派生式CAPP系統(tǒng)的零件信息的描述和輸入、標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的檢索與修改以及工藝文件的管理和輸出都有著重要意義。165）成組技術(shù)在FMS中的應(yīng)用 成組技術(shù)與柔性制造技術(shù)是相輔相成的，柔性制造技術(shù)推動(dòng)了成組技術(shù)的發(fā)展，而在柔性制造系統(tǒng)或柔性設(shè)備上采用成組技術(shù)將提高FMS的利用率，使系統(tǒng)發(fā)揮更大的效益。17有利于零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，減少設(shè)計(jì)工作的重復(fù)。有利于工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，降低生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃，縮短了生產(chǎn)周期。有利于CAD系統(tǒng)與CAM系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM系統(tǒng)的集成。3成組技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)18 零件族是一些零件的集合，這些零件具有相似的幾何形狀和尺寸或在加

10、工具有相似的加工步驟。同一族中的零件各不相同，但總有一些相似點(diǎn)使它們成為同一零件族的成員。上圖和下圖表示兩個(gè)零件族，上圖所示的零件族從幾何外形是相似的。下圖所示的零件族具有相似的加工工藝，但外形上相差較大。一般來(lái)說(shuō)形狀相似的工件，工藝也相似。二、 零件族 1、零件族用于工藝上的相似形 19202、零件族用于車(chē)間的布置 如圖所示是一個(gè)傳統(tǒng)小批量加工車(chē)間布局圖。按機(jī)床類(lèi)型將車(chē)間布置為車(chē)床、銑床、鉆床和磨床等若干個(gè)工段。在對(duì)一個(gè)零件進(jìn)行加工時(shí)，工件必須在各個(gè)工段間來(lái)回運(yùn)送，有時(shí)同一個(gè)零件需要多次進(jìn)入同一個(gè)工段。這樣勢(shì)必增加工件的搬運(yùn)工作量和庫(kù)存量，導(dǎo)致制造周期延長(zhǎng)，成本提高。2122 如圖所示是按照

11、成組工藝改造后的車(chē)間布局圖。把機(jī)床劃分為一些單元，每個(gè)單元只承擔(dān)一個(gè)特定零件族的生產(chǎn)。這樣不僅避免了上圖所示車(chē)間布局的缺點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)了流水線或自動(dòng)線作業(yè)。231）人工識(shí)別分組法（也稱(chēng)視檢法） 這是一種最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的方法，它通過(guò)人工識(shí)別各種零件的實(shí)物或圖樣、照片等，將它們劃分成相似的零件族。這種方法往往需要有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員進(jìn)行，而且分類(lèi)粗糙、不準(zhǔn)確。3、如何將零件組合成組242）零件分類(lèi)和編碼分組法 這是三種方法中最復(fù)雜、最常用、最有效的一種方法。它通過(guò)分類(lèi)編碼系統(tǒng)對(duì)零件的各設(shè)計(jì)特征或制造特征進(jìn)行編碼，然后利用所得編碼確定零件得相似性，從而將零件分組。253）生產(chǎn)流程分析（Produc

12、tion flow analysis，簡(jiǎn)稱(chēng)PFA）分組法 PFA法通過(guò)對(duì)零件現(xiàn)有加工工藝流程的分析，把具有相似或相同加工工序和加工工藝流程的零件作為一個(gè)零件族。26三、零件分類(lèi)編碼系統(tǒng) 零件的分類(lèi)編碼是由代表零件的設(shè)計(jì)或制造的特征符號(hào)組成的，一般情況下，大多數(shù)分類(lèi)編碼系統(tǒng)是用數(shù)字來(lái)描述零件的幾何特征和工藝特征，也就是零件特征的數(shù)字化。271零件的代碼 在成組技術(shù)條件下，產(chǎn)品零件的代碼是由2部分組成的，即零件的識(shí)別碼和零件的分類(lèi)碼。 1)零件的識(shí)別碼 就是零件的件號(hào)或圖號(hào)，識(shí)別碼是惟一的。282)零件的分類(lèi)碼 零件的分類(lèi)碼是在成組技術(shù)條件下提出的，可以反映出零件固有的功能、名稱(chēng)、結(jié)構(gòu)形狀、工藝、

13、生產(chǎn)等信息；分類(lèi)碼對(duì)某種零件而言，并非惟一的，不同的零件可以擁有相同的分類(lèi)碼。 在按成組技術(shù)組織生產(chǎn)時(shí)，必須同時(shí)將零件的識(shí)別碼與分類(lèi)碼結(jié)合應(yīng)用。 292零件分類(lèi)的基本依據(jù) 零件分類(lèi)是依據(jù)零件的各方面特征來(lái)進(jìn)行的，一般按以下3個(gè)方面的特征分類(lèi)。 1)結(jié)構(gòu)特征 零件的幾何形狀、尺寸大小、結(jié)構(gòu)功能和毛坯類(lèi)型等。 2)工藝特征 零件的毛坯形狀、加工精度、表面粗糙度、加工方法、材料、定位夾緊方式，選用的機(jī)床類(lèi)型等。 3)生產(chǎn)組織與計(jì)劃特征 加工批量、制造資源狀況和工藝過(guò)程跨車(chē)間、工段及廠際協(xié)作等情況。 30 零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)主要可分為三類(lèi)：面向零件設(shè)計(jì)特征的分類(lèi)編碼系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)適用于設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行設(shè)計(jì)檢

14、索和提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。面向零件制造特征的分類(lèi)編碼系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)適用于生產(chǎn)部門(mén)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)以及與生產(chǎn)有關(guān)的工作。面向零件設(shè)計(jì)和制造的分類(lèi)編碼系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)綜合了以上兩種系統(tǒng)的功能和優(yōu)點(diǎn)，是一種獨(dú)立的編碼系統(tǒng)。3、零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)的基本類(lèi)型314、零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1）獨(dú)立環(huán)節(jié)的分類(lèi)系統(tǒng)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) 若系統(tǒng)內(nèi)各橫向分類(lèi)環(huán)節(jié)之間彼此安全獨(dú)立而互不相干，則這樣的橫向分類(lèi)環(huán)節(jié)便是獨(dú)立環(huán)節(jié)。由獨(dú)立環(huán)節(jié)組成的分類(lèi)系統(tǒng)一般稱(chēng)為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，如圖所示。橫向分類(lèi)環(huán)節(jié)用羅馬數(shù)字表示，它們之間的關(guān)系用“-”表示。 32332）關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)的分類(lèi)系統(tǒng)樹(shù)式結(jié)構(gòu) 若系統(tǒng)中相鄰橫向分類(lèi)環(huán)節(jié)之間有從屬關(guān)系而互相關(guān)

15、聯(lián)，則這樣的橫向分類(lèi)環(huán)節(jié)稱(chēng)作關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)。它們之間的關(guān)系用“”表示。由關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)組成的分類(lèi)系統(tǒng)一般稱(chēng)為樹(shù)式結(jié)構(gòu)，如圖所示。 34353）混合環(huán)節(jié)的分類(lèi)系統(tǒng)混合結(jié)構(gòu) 這種分類(lèi)系統(tǒng)中的橫向分類(lèi)環(huán)節(jié)既有獨(dú)立環(huán)節(jié)又有關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)，因此屬于兼有鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和樹(shù)式結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)。不少實(shí)際的零件分類(lèi)系統(tǒng)都由這種混合環(huán)節(jié)組成的。圖所示即是此種分類(lèi)系統(tǒng)。 3637 OPITZ系統(tǒng)是一個(gè)十進(jìn)制的9位代碼的混合結(jié)構(gòu)分類(lèi)編碼系統(tǒng)。它是由聯(lián)邦德國(guó)Aachen工業(yè)大學(xué)教授領(lǐng)導(dǎo)的機(jī)床和生產(chǎn)工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的，隨著這一系統(tǒng)的完善而被用于成組技術(shù)中，習(xí)慣上都稱(chēng)此為0PITZ系統(tǒng)。 廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)管理。 5OPITZ零件分類(lèi)編碼

16、系統(tǒng)381)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 最早的OPITZ系統(tǒng)只有5位代碼，也即目前所稱(chēng)的形狀碼。為了完善自己的系統(tǒng)，Opitz教授在原來(lái)5位形狀碼之后，又增補(bǔ)了4位所謂的輔助碼 。394041422)系統(tǒng)特點(diǎn) 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，僅有9個(gè)橫向分類(lèi)環(huán)節(jié)，因此便于記憶和手工分類(lèi)。 系統(tǒng)的分類(lèi)標(biāo)志雖然形式上偏重零件結(jié)構(gòu)特征、形狀要素，但是實(shí)際上隱含著工藝信息。43雖然系統(tǒng)考慮了精度標(biāo)志，但是由于零件的精度概念比較復(fù)雜，它既有尺寸精度，又有幾何形狀精度和相互位置精度，所以單用一個(gè)橫向分類(lèi)環(huán)節(jié)來(lái)表示似嫌不夠。系統(tǒng)的分類(lèi)標(biāo)志尚欠嚴(yán)密和準(zhǔn)確。從總體結(jié)構(gòu)上看系統(tǒng)雖屬簡(jiǎn)單，但從局部結(jié)構(gòu)上看仍舊十分復(fù)雜。446、其它分類(lèi)編碼系統(tǒng)簡(jiǎn)

17、介 1）JLBM-1零件分類(lèi)編碼系統(tǒng) JLBM-1系統(tǒng)是我國(guó)原機(jī)械工業(yè)部頒布的機(jī)械零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)，后經(jīng)多次修訂，于1984年正式作為我國(guó)原機(jī)械工業(yè)部的技術(shù)指導(dǎo)資料。它是在我國(guó)第一個(gè)分類(lèi)編碼系統(tǒng)JLBM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合OPITZ系統(tǒng)和KK-3系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)并根據(jù)我國(guó)機(jī)床行業(yè)的具體情況而發(fā)展起來(lái)的。適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、加工制造和生產(chǎn)管理等方面。45 下圖所示是JLBM-1分類(lèi)編碼系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與OPITZ系統(tǒng)基本相同，但克服了OPITZ系統(tǒng)碼位少、分類(lèi)標(biāo)志不全的缺點(diǎn)。該系統(tǒng)有十五個(gè)碼位，每個(gè)碼位用09十個(gè)數(shù)字表示不同的特征項(xiàng)號(hào)。在十五個(gè)碼位中，第一、二個(gè)碼位是名稱(chēng)類(lèi)別碼，第三到九個(gè)碼

18、位是形狀與加工碼，第十到十五個(gè)碼位是輔助碼 4647四、 零件分類(lèi)成組方法編碼分類(lèi)法 編碼分類(lèi)是根據(jù)零件的編碼進(jìn)行分類(lèi)成組，并用特征矩陣形式表示。在分類(lèi)之前，首先需要合理地制定各零件族的相似性標(biāo)準(zhǔn)，以便將眾多的待分類(lèi)零件進(jìn)行分選，使之歸屬于相應(yīng)的零件族。 編碼分類(lèi)法實(shí)質(zhì)就是讓零件編碼與各零件族特征矩陣逐個(gè)地匹配比較，若零件編碼與某一零件族特征矩陣相匹配，則該零件就應(yīng)歸屬于此零件族48 合理制定各零件族相似性標(biāo)準(zhǔn)是按編碼分類(lèi)取得滿(mǎn)意結(jié)果的關(guān)鍵。相似性標(biāo)準(zhǔn)不能太高，要求過(guò)嚴(yán)，零件不易匯集成組；也不能太低，過(guò)于粗略，歸屬于同一組的零件種數(shù)太多，差異太大，也會(huì)妨礙很好地利用零件的相似性。 制定零件族相

19、似性標(biāo)準(zhǔn)，有特征碼位法、碼域法和特征位碼域法等3種方法。491)特征碼位法 凡零件編碼中相應(yīng)碼位的代碼相同者歸屬于一組的方法，稱(chēng)為特征碼位法。 2)碼域法 規(guī)定每一碼位的碼域(碼值)，凡零件編碼中每一碼位值均在規(guī)定的碼域內(nèi)，則歸屬于一組，這種方法稱(chēng)為碼域法。 3)特征位碼域法 這種方法是上述2種方法的綜合，因而能兼?zhèn)涠叩奶攸c(diǎn)，即既能抓住零件分類(lèi)的主要特征方面，又能適當(dāng)放寬其相似性要求，以得到滿(mǎn)意的分類(lèi)結(jié)果。 50 根據(jù)企業(yè)預(yù)加工零件的特點(diǎn)，選擇一個(gè)成組編碼系統(tǒng)，對(duì)零件進(jìn)行編碼、分類(lèi)、歸族，每一族有一個(gè)主樣件；根據(jù)此樣件建立加工工藝文件，即典型工藝規(guī)程，存入典型工藝規(guī)程庫(kù)中。當(dāng)需設(shè)計(jì)一個(gè)新的零

20、件工藝規(guī)程時(shí)，根據(jù)其成組編碼，確定其所屬零件族，由計(jì)算機(jī)檢索出相應(yīng)零件族的典型工藝規(guī)程；再根據(jù)當(dāng)前零件的具體要求，對(duì)典型工藝進(jìn)行修改，最后得到所需的工藝規(guī)程。第二節(jié) CAPP系統(tǒng)的工作模式一變異型CAPP系統(tǒng)（派生型、修訂型）1基本概念512工作過(guò)程 1)按照系統(tǒng)選定的分類(lèi)編碼系統(tǒng)，對(duì)待加工的零件進(jìn)行成組編碼。 2)根據(jù)該零件的成組編碼，確定該新零件是否包括在系統(tǒng)已經(jīng)定義的零件族內(nèi)。 3)如果該零件屬于某一零件族，則調(diào)出該零件族的典型工藝規(guī)程，對(duì)其進(jìn)行必要的修改就得到了待加工零件的工藝規(guī)程；如果新零件不屬于任何零件族，則系統(tǒng)會(huì)給出提示。 52 4)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程管理。 5)按照特定格式輸出工藝文

21、件。533變異型CAPP系統(tǒng)的基本構(gòu)成（1）零件信息檢索 （2）零件信息輸入 （3）零件成組編碼（4）典型工藝搜索模塊 （5）工藝編輯模塊（6）工藝設(shè)計(jì)過(guò)程管理（7）工藝文件輸出（8）CAPP相關(guān)工具544、交互式工藝編輯環(huán)境應(yīng)具備有的條件1)具有支持工藝決策、工藝參數(shù)選擇的基于本企業(yè)資源的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)。2)應(yīng)有一個(gè)友好的人機(jī)界面 。 3)具有糾錯(cuò)、提示、引導(dǎo)和幫助功能。4)數(shù)據(jù)查詢(xún)與設(shè)計(jì)程序能方便地進(jìn)行切換，查詢(xún)所得數(shù)據(jù)能自動(dòng)地插入設(shè)計(jì)所需地點(diǎn)。5)能方便地獲取零件信息及工藝信息。6)能方便地與通用圖形系統(tǒng)鏈接，獲取或繪制毛坯圖及工序圖。555、變異型CAPP系統(tǒng)的工作流程56二 創(chuàng)成式CAP

22、P系統(tǒng)1基本概念 一個(gè)能綜合加工信息，自動(dòng)地為新零件制定出工藝規(guī)程的系統(tǒng)。 根據(jù)零件信息，系統(tǒng)能自動(dòng)提取制造知識(shí)，產(chǎn)生零件所需要的各個(gè)工序各工步的加工內(nèi)容；自動(dòng)的完成機(jī)床、工具的選擇和加工過(guò)程的最優(yōu)化；通過(guò)應(yīng)用決策邏輯，可以模擬工藝設(shè)計(jì)人員的決策過(guò)程。在創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)中，工藝規(guī)程是根據(jù)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的信息在沒(méi)有人工干預(yù)的條件下從無(wú)到有創(chuàng)造出來(lái)的 。572創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的流程583創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的分類(lèi) 創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)按其決策知識(shí)的應(yīng)用形式來(lái)分，常規(guī)程序?qū)崿F(xiàn)： 把工藝決策知識(shí)利用決策樹(shù)、決策表或公理模型等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。采用人工智能技術(shù)： 工藝設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)，它利用人工智能技術(shù)，綜合工藝設(shè)計(jì)專(zhuān)

23、家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行自動(dòng)推理和決策593創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)基本原理和系統(tǒng)構(gòu)成完全創(chuàng)成式系統(tǒng)必須有以下功能：必須能將待進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的零件用計(jì)算機(jī)易于識(shí)別的形式作清楚和精確的描述；具備相當(dāng)復(fù)雜的邏輯判斷能力，即能識(shí)別和獲取工藝設(shè)計(jì)邏輯決策的能力；60必須能把獲得的工藝決策邏輯和零件描述數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合并存入統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)中；須具備本企業(yè)中所有加工方法的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及有關(guān)的可能后續(xù)工序、可替代的加工方法和消解相互矛盾的加工方法等方面的能力。614、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工藝決策1）工藝決策的內(nèi)容 （1）選擇加工方法 用創(chuàng)成式CAPP設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，計(jì)算機(jī)將根據(jù)輸入的零件特征的幾何信息和加工技術(shù)要求，自動(dòng)

24、選擇相應(yīng)的工藝決策邏輯，確定加工方法。 （2）工藝路線的自動(dòng)生成 按照一定的工藝路線安排原則，將已選擇好的零件各表面要素的加工方法按一定的先后順序排列，以確定零件的工藝路線。622）工藝決策邏輯的主要形式 在目前國(guó)內(nèi)外的各種CAPP系統(tǒng)中，工藝過(guò)程決策邏輯的表達(dá)方式用的最多的是決策表和決策樹(shù)。現(xiàn)在隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，決策表和決策樹(shù)已成為計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的基本技術(shù)工具。63舉例： 車(chē)削裝夾方法選擇：有下面的決策邏輯： 工件的長(zhǎng)徑比=4，且=16，則采用前頂尖+跟刀架+尾頂尖 可以采用下面的決策表和決策樹(shù)表示64工件長(zhǎng)徑比4TFF4=工件長(zhǎng)徑比16TF卡盤(pán)卡盤(pán)+尾頂尖頂尖+跟刀架+尾頂尖圖6-12

25、 車(chē)削裝夾方法的決策表65長(zhǎng)徑比=4長(zhǎng)徑比=16卡盤(pán)+尾頂尖卡盤(pán)卡盤(pán)+跟刀架+尾頂尖圖6-12 車(chē)削裝夾方法決策樹(shù)6667 在制定好決策表或決策樹(shù)后，就能將其轉(zhuǎn)換為程序流程圖。根據(jù)程序流程圖，可以“IFTHEN”語(yǔ)句結(jié)構(gòu)寫(xiě)成決策程序，每個(gè)條件語(yǔ)句之后，或者是一動(dòng)作，或者是一后繼條件語(yǔ)句。圖6-13是旋轉(zhuǎn)體零件裝夾方法的決策樹(shù)及其對(duì)應(yīng)的程序流程圖。在程序流程圖中，各棱形框中表示的是決策條件，方框中表示的是對(duì)應(yīng)其條件的動(dòng)作。68695、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工作過(guò)程利用創(chuàng)成原理開(kāi)發(fā)CAPP系統(tǒng)時(shí)，要做的工作有： 1)確定零件的建模方式，并考慮適應(yīng)于CADCAM系統(tǒng)集成的需要。 2)確定CAPP系

26、統(tǒng)獲取零件信息的方式。 3)進(jìn)行工藝分析和工藝知識(shí)總結(jié)。 4)確定和建立工藝決策模型。 5)建立工藝數(shù)據(jù)庫(kù)。 6)系統(tǒng)主控模塊設(shè)計(jì)。 7)人機(jī)接口設(shè)計(jì)。 8)文件管理及輸出模塊設(shè)計(jì)。70三 綜合型CAPP系統(tǒng) 綜合型CAPP系統(tǒng)也稱(chēng)為半創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)，是將變異型與創(chuàng)成型結(jié)合起來(lái)，即采取變異與自動(dòng)決策相結(jié)合的工作方式。如需對(duì)一個(gè)新零件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，先通過(guò)計(jì)算機(jī)檢索它所屬零件族的典型工藝，然后根據(jù)零件的具體情況，對(duì)典型工藝進(jìn)行修改。工序設(shè)計(jì)則采用自動(dòng)決策產(chǎn)生，這樣較好地體現(xiàn)了變異式與創(chuàng)成式相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)。綜合型CAPP系統(tǒng)如圖7172第三節(jié) 基于知識(shí)的CAPP系統(tǒng)一、CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)1.體系結(jié)構(gòu) 專(zhuān)家系統(tǒng)組成如圖所示，作為工藝設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)的特征，其知識(shí)庫(kù)由零件信息規(guī)則集組成，其推理機(jī)是系統(tǒng)工藝決策的核心，它以知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ)，通過(guò)推理決策，得出工藝設(shè)計(jì)結(jié)果。7374(1)建立零件信息模型模塊 (2)框架信息處理模塊 (3)工藝決策模塊 。(4)知識(shí)庫(kù) 用產(chǎn)生式規(guī)則表示的工藝決策知識(shí)集。(5)數(shù)控編程模塊(6)解釋模塊 系統(tǒng)與用戶(hù)的接口，解釋各種決策過(guò)程。(7)知識(shí)獲取模塊 通過(guò)向用戶(hù)提問(wèn)或通過(guò)系統(tǒng)的不斷應(yīng)用，來(lái)不斷地?cái)U(kuò)充和完善知識(shí)庫(kù)。75 2、CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)