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中小型企业CAPP技术应用研究

中小型企业CAPP技术应用研究 2011年12月04日 来源： 1 中小型企业CAPP技术的应用特点分析在各类机械产品的零部件中，一些典型零件如轴类、齿轮类等零件所占的比例非常大，应用比较广泛。在现代设计与制造模式下，这类典型零件的设计与制造，正逐步从手工走向计算机辅助完成。这样不但提高了设计与制造质量，减少了工作量，同时为多品种、中小批量生产的设计与制造提供了必要的保障手段。一般中小型机械加工企业属于单件、小批量的生产模式，品种较多而加工批量较少，典型零件所占比重较大，因此工艺设计的主要对象也是典型零件。这类典型零件的加工工艺路线在不同的企业基本上已经形成相对固定的模式，作为一个新零件编制的工艺，一般是在这个模式的框架内进行修订、编辑。因此，我们可以利用典型零件及其工艺的这一相似性，根据典型零件的相似程度和复杂程度，面向不同层次的“对象任务”，运用分类编码描述(GT)和特征技术有机结合的特征编码技术，实现典型零件的信息特征描述，分别建立可操作的工艺模板和相对固定的标准工艺库，实现典型零件工艺的综合决策；对结构简单的典型零件，则通过对标准工艺库直接检索、修订形成零件的工艺。这种方法的突出特点是：通过系统关键技术的交叉综合、协调互补，使得零件信息描述和工艺决策两个关键环节上体现的尤为突出，实现了零件信息描述中“共性”(相似性)与“个性”(特性)的有机统一，使工艺决策的效率和实用性得到提高。通过建立1套实用有效的零件信息输入体系，设计了一种有效的工艺文件输出机制，进而开发出1个先进的实用、高效的CAPP系统。2 CAPP系统的开发对于产品结构相对简单的中小型企业而言，计算机辅助工艺设计解决了工艺过程设计中的多样性问题，较好的实现了设计对象信息描述和工艺决策中“共性”与“个性”的统一，而且减少了工艺人员的重复劳动，有利于实现标准化，保证工艺设计的质量。2. 1 系统的开发环境本系统在Windows 98环境下，利用VisualBasic编程语言为主要软件开发工具，采用系统中Microsoft Office自带的Microsoft Access建立数据库。针对典型零件的结构特点，运用面向对象的方法，进行开发设计。2. 2 系统的结构框架该系统采用模块化设计，主要包括以下功能模块：(1) 文件管理模块：管理和维护系统文件。包括对所完成的工艺文件存盘、调用、打印等。(2) 零件特征信息提取模块：将零件的几何形状和技术要求转化为计算机识别的代码信息。包括表头信息模块、零件信息模块和毛坯图模块。(3) 工艺过程设计模块：此模块主要完成大量工艺数据和加工知识的收集，根据工艺设计的基本原理建立工艺决策逻辑表，生成零件的工艺规程文件(工艺卡、工序卡、检验卡) ，并可对其修改。其中包括了3个子模块：工艺知识子模块、工艺推理子模块和工艺生成子模块。(4) 数控加工仿真模块：对所设计的工艺方案自动生成NC代码，对其数控车削部分进行加工过程模拟，实现零件的试切过程。包括：NC代码模块和加工仿真模块。2. 3 系统的具体设计思路系统的具体工艺设计流程如图1。

2. 4系统数据库的建立数据库技术在数据管理、维护、查询、汇总等方面具有无可比拟的优越性，是CAPP集成化应用的支撑环境。CAPP作为连接产品设计与制造的桥梁，需要与产品设计与制造的各个环节交换大量的数据，同时CAPP系统内部各模块之间也存在大量的数据交换，实现既定的任务。为提高数据交换的速度和效率，保证数据交换的完整性、可靠性，必须采用有效的数据管理技术。Microsoft Access是目前最常用的典型的面向对象关系型数据库系统。Access使用符合标准的SQL作为它的数据库语言，从而提供了强大的数据处理能力和通用性，该数据库是一个功能强大而且易于使用的桌面关系型数据库管理系统和应用程序生成器。因此，我们应用该数据库技术建立了有关的数据库，包括产品标准工艺库、基础数据库、信息模型库、工艺规程数据库等。其中主要的2个数据库，系统的基础数据库包括工艺规程编制过程中需要的所有基础数据，主要由零件库、工装、材料等，是系统发挥效能的有力保证；工艺规程数据库是工艺人员编制新的工艺规程的存放处，可以进行修改、编辑、自动生成工艺卡片，最终输出工艺规程。3 系统开发中的关键问题该CAPP系统所涉及的关键技术主要包括以下方面。3. 1 零件工艺信息模型的描述由于设计和制造处于不同的角度，它们对特征的信息描述的侧重点不同，描述的方式也不同。从特征设计的观点来看，零件是由一系列的设计特征通过拓扑关系组合成的，其设计特征主要是描述零件的几何和拓扑信息。而从制造的角度看，零件是一系列的制造特征的组合，其制造特征主要是从制造加工的角度描述零件的制造和加工信息，有许多信息是非几何信息和非拓扑信息。因此系统在进行工艺设计和工艺性分析过程中必须建立零件的工艺信息模型，并把零件的设计信息模型转化成零件的工艺信息模型。在零件的工艺信息模型中，零件的特征信息应包括几何信息、拓扑信息和非几何的制造信息。制造工艺信息包括零件的材料、热处理、生产批量、精度、表面粗糙度以及其它一些和生产有关的管理信息。制造特征不同于设计特征，它是从制造的角度用显式的方式直观来描述零件的几何、拓扑和工艺信息。零件的工艺信息模型就是用制造特征的合理组合来描述零件的完整的制造信息。3. 2 企业信息集成的实现现代制造系统要求设计、工艺、制造等部门之间，实现实时的动态数据传输，在一个环境中协调运作，这就要求实现CAD /CAPP /CAM三者的集成。通过信息的集成即由零件的设计信息的描述通过工艺规程设计生成制造信息，从而实现零件设计信息、制造信息与功能的集成。特征技术是实现CAD /CAPP /CAM 信息集成的关键。CAD用于建立基于特征的零件模型，并通过数据接口转化成CAPP系统能够接受的格式。CAPP读入基于特征的零件信息，在CAPP系统建立基于特征的零件模型，借助于推理机和工艺数据库与知识库进行基于知识与实例的混合式工艺设计。CAM模块接受CAPP的设计结果，采用自动和人机交互相结合的方法进行刀具路径规划，自动生成零件的NC程序，传送到数控机床进行零件的加工，由此实现CAD/CAPP/CAM的信息集成。其原理如图2所示。

4 结束语随着计算机技术在制造型企业中的应用，利用计算机进行工艺辅助设计是必然的发展趋势，本文研究的CAPP系统为中小型企业提供了用计算机快速处理工艺信息的思路，促进了CAPP系统向实用性、产业化方向的发展。CAPP的应用必将大大提高企业工艺部门的工作效率、工作质量，提高信息处理能力以及各部门间信息的交流能力。(end)

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