0 引言
基于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械加工的工藝體系越來越自動化。尤其是一些中小企業(yè)，逐漸在小批量的生產(chǎn)中滲入CAPP工藝系統(tǒng)。依托CAPP系統(tǒng)加快了現(xiàn)代制造工藝的進(jìn)程，做到了將產(chǎn)品信息轉(zhuǎn)換為各種加工制造和管理信息，就這點(diǎn)突出解決了傳統(tǒng)手工工藝低效率、質(zhì)量差、不穩(wěn)定、不規(guī)范的缺點(diǎn)，在面對其諸多優(yōu)點(diǎn)的同時，對其系統(tǒng)的開發(fā)與構(gòu)建是該項(xiàng)技術(shù)能否運(yùn)用于實(shí)際中的關(guān)鍵。
1 CAPP系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用
1)CAPP是一種借助于計算機(jī)技術(shù)，利用計算機(jī)進(jìn)行計算、邏輯判斷和推理的零件加工工藝過程。在對于CAPP系統(tǒng)的構(gòu)建中，要緊緊依托計算機(jī)進(jìn)行有效的編程。其因工作原理和產(chǎn)品規(guī)格不一樣而存在較大的差異，但總的遵循如下板塊，對其進(jìn)行完整的工藝程序編程。
(1)控制端。該板塊的編程構(gòu)建是人控制信息轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，通過該板塊可以獲取零件的控制信息，做到對制造設(shè)備的及時調(diào)控。
(2)產(chǎn)品規(guī)格信息的輸入端。這個模塊在構(gòu)建中，可以使得系統(tǒng)準(zhǔn)確的讀取產(chǎn)品信息，產(chǎn)品信息的準(zhǔn)確輸入與否將極大地影響到造圖的三維模型的設(shè)計。其工藝的后續(xù)制造都是基于模型的數(shù)控化生產(chǎn)。
(3)工藝設(shè)計流程。這一環(huán)節(jié)的設(shè)計構(gòu)建是進(jìn)行加工工藝的決定性因素。其需要基于零件的規(guī)格、性格進(jìn)行工藝加工流程的設(shè)計，這樣可以更有利于零件的造型和生產(chǎn)。同時企業(yè)管理者可以針對產(chǎn)品流程，對產(chǎn)品生產(chǎn)狀況進(jìn)行了解，做到及時調(diào)控設(shè)備的零件生產(chǎn)，減少或避免不必要的制造失誤。
(4)工序條件的環(huán)節(jié)設(shè)置。這個環(huán)節(jié)構(gòu)建尤為的重要。該程序針對所要生產(chǎn)的零件，對其進(jìn)行有效的條件限制，諸如對產(chǎn)品的尺寸精準(zhǔn)設(shè)置，生成準(zhǔn)確的工程造圖，進(jìn)而可以精準(zhǔn)調(diào)試切刀的切割量以及差壓力的大小。但在實(shí)際的程序編程中，對于工程造圖等的設(shè)計需要大量的電腦輔助技術(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。也更需要高素養(yǎng)的程序編程人員的參與。
(5)NC加工指令的程序設(shè)計。該程序基于計算機(jī)數(shù)據(jù)編程，一個良好的指令程序?qū)τ谧詣踊纳a(chǎn)模式十分的關(guān)鍵。尤其對于關(guān)鍵技術(shù)的指令，諸如切割刀位和零件擠壓位的控制，對零件的造型非常的關(guān)鍵。如果切割刀位過大或擠壓力過強(qiáng)都會使得零件的成型不適合要求，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。
(6)輸出端。該環(huán)節(jié)編程的程序可以對于計算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析處理，進(jìn)而對系統(tǒng)起到良好的優(yōu)化作用，及時發(fā)現(xiàn)造圖存在的誤差，使得整個的系統(tǒng)構(gòu)建更加地切合實(shí)際部件的制造。
(7)對于CAPP系統(tǒng)還需要有動態(tài)仿真程序。該程序是對制造系統(tǒng)的模擬，進(jìn)而查找工藝體系的正確性，也對系統(tǒng)起到一定的優(yōu)化處理。
然而，對于中小企業(yè)基于CAPP的小批量生產(chǎn)，在產(chǎn)品品種和人力、財力上都比較的薄落。因此，在系統(tǒng)構(gòu)建上一般比較的簡化，諸如對產(chǎn)品采用生產(chǎn)流程分析法來處理零件編碼工作，進(jìn)而把零件分支為多個部件工藝過程，其既獨(dú)立又相互依賴。從而，被分支的部件工藝過程再依托計算機(jī)技術(shù)，編程出相應(yīng)的操作和控制程序。但是在實(shí)際的中小企業(yè)中，基于小批量的零件生產(chǎn)模式，進(jìn)行程序的編程時，一般都是依托相似的成熟工藝過程，在整合實(shí)際的產(chǎn)品規(guī)格要求進(jìn)行精準(zhǔn)的修正。這樣就可以編制出一個符合要求的工藝體系。這種形式下的工藝體系對于零件制造的標(biāo)準(zhǔn)性和工作效率都有一種質(zhì)的改進(jìn)。
鑒于成熟的典型零件工藝具有較強(qiáng)的借鑒價值。往下就注重闡述其實(shí)際的編程過程和幾個簡單的實(shí)例應(yīng)用，并在對其闡述的過程中將結(jié)合圖表。
在進(jìn)行其編程構(gòu)建時，應(yīng)該遵循企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品特點(diǎn)、編程技術(shù)人才儲備情況、單件小批量生產(chǎn)的實(shí)際生產(chǎn)量等來構(gòu)建符合實(shí)際操作的系統(tǒng)。從實(shí)際的操作系統(tǒng)看，其構(gòu)建主要依據(jù)圖1進(jìn)行。
圖1 體系構(gòu)建示意圖
由上述的圖表我們可以知道，在對其體系的構(gòu)建時，首先要依據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格和要求設(shè)計好方案，在設(shè)計的過程中需要緊緊借鑒典型工藝的成熟技術(shù)；然后由設(shè)計的方案建立零件的三維幾何模型，接下來鑒于其三維模型進(jìn)行分析、優(yōu)化處理和動態(tài)仿真的校正；當(dāng)這一環(huán)節(jié)通過時，則需要對其生產(chǎn)的控制系統(tǒng)進(jìn)行有效的編程。在編程的過程中，需要依托強(qiáng)大的計算機(jī)輔助技術(shù)，其中這一點(diǎn)也是整個工藝體系的數(shù)控化進(jìn)行的關(guān)鍵，同時涉及到諸多的學(xué)科領(lǐng)域，這對于以小批量生產(chǎn)模式的中小企業(yè)來說是一個巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。在系統(tǒng)中，刀具等的切割工具的精準(zhǔn)檢驗(yàn)與校正也十分的關(guān)鍵，由于零件需要高精準(zhǔn)度，這就要求切割的刀具需要進(jìn)行精密的操控，進(jìn)而確保零件在造型中的精準(zhǔn)。而對于其數(shù)據(jù)的處理，可以記錄和收集制造過程中的數(shù)據(jù)，這對工藝的優(yōu)化起到重要的數(shù)據(jù)依據(jù)，同時對該領(lǐng)域的數(shù)據(jù)整合和加快CAPP工藝的標(biāo)準(zhǔn)化非常的重要。
2)鑒于該種工藝體系在實(shí)際使用中具有較強(qiáng)的實(shí)用性�；贑APP的工藝體系可以解決傳統(tǒng)人工操作的諸多弊端，加快現(xiàn)代化工藝加工的進(jìn)程。其運(yùn)用主要集中于機(jī)械制造、數(shù)據(jù)檢索處理和自控化生產(chǎn)設(shè)備中。往下針對幾個應(yīng)用展開論述，并對其在應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析介紹。
(1)應(yīng)用于工藝的檢索領(lǐng)域。隨著CAPP的不斷發(fā)展，其已經(jīng)建立起了比較完善的方案庫。這方案庫的建立極大地利于工藝零件的參數(shù)讀取和基于參數(shù)的工藝方案的制定。該種工藝體系一方面針對已讀取的的新工藝參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合處理，一方面依托計算機(jī)輔助技術(shù)生成有效的新工藝方案。而且CAPP工藝體系的應(yīng)用極大的簡化了人工操作量，減少了人工帶來的失誤。但在實(shí)際中，其強(qiáng)大的工藝檢索領(lǐng)域在運(yùn)用于實(shí)際制造的流程中，還有一定的評估手段，對其設(shè)定的方案進(jìn)行判定，以確保方案的實(shí)際操作性。諸如普通螺絲的制造。主要對其如下尺寸和規(guī)格進(jìn)行評估。其中符號化是對于其三維模型而言的。
表1 零件結(jié)構(gòu)評估
因此，機(jī)械的制造工藝具有一定的復(fù)雜性，但依托CAPP系統(tǒng)工藝，可以做到針對零件，快速的制定生產(chǎn)規(guī)格的工藝，大大縮短了零件投入生產(chǎn)的時間。同時生成的工藝體系相對于傳統(tǒng)的技術(shù)而言，具有可靠性強(qiáng)、適用性廣、效率高的特點(diǎn)，非常的適合于現(xiàn)代工藝制造的發(fā)展。
(2)目前，CAPP系統(tǒng)還結(jié)合CAD，合成為具有強(qiáng)大造圖工藝的系統(tǒng)。這一有效的整合極大地彌補(bǔ)了CAPP造圖缺陷，使得其具有更加全面的制造流程。在使用中，可以比較簡單方便地繪制出切合實(shí)際規(guī)格的工藝簡圖。這一整合系統(tǒng)的構(gòu)建在對于一些中小型企業(yè)來說，基于小批量的模式下不僅可以節(jié)約另外大量的工藝簡圖的繪制，而且優(yōu)化了生產(chǎn)控制系統(tǒng)，更加有利于中小型企業(yè)的產(chǎn)能轉(zhuǎn)型。因此，依托逐漸成熟的CAPP工藝是我國的制造業(yè)不斷發(fā)展的方向。
(3)應(yīng)用于更新工藝體系和其生成。CAPP體系具有較強(qiáng)的借鑒性和改造性。在實(shí)際的操作中應(yīng)用時，可以依托本身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫對工藝體系進(jìn)行優(yōu)化處理，一些新工藝的產(chǎn)生往往以其為藍(lán)本。因此，CAPP體系的軟件對于其他體系的開發(fā)具有良好的指導(dǎo)性。諸如對于螺絲的轉(zhuǎn)軸加工，就是依托CAPP體系，結(jié)合轉(zhuǎn)軸制造公式而得到體系的更新，其在實(shí)際之中運(yùn)用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)，可以做到很好的數(shù)據(jù)模型的擬合。轉(zhuǎn)軸模型的擬合函數(shù)更加的精準(zhǔn)。這樣生成具有更加精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)軸工藝體系。這對于小批量的生產(chǎn)模式來說，可以制造巨大的經(jīng)濟(jì)效率，極大地避免了技術(shù)精準(zhǔn)度造成的規(guī)格不達(dá)標(biāo)問題。
(4)傳統(tǒng)的工藝體系有比較濃重的經(jīng)驗(yàn)色彩，對于相似的工藝的區(qū)分不到位，往往在關(guān)鍵的程序編程上出現(xiàn)較大的漏洞，諸如在對于螺絲的制造中，很多時候，其轉(zhuǎn)軸的螺紋是固定的。而隨著工業(yè)化的進(jìn)程，螺絲的廣度增大，螺紋變化多端，如果經(jīng)驗(yàn)式的工藝體系引用是有很大的弊端。但CAPP體系可以應(yīng)用于工藝體系的比較分析。其不僅可以依據(jù)新的數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝體系，而且可以結(jié)合典型的成熟工藝體系對其進(jìn)行優(yōu)化處理，極大地規(guī)范了工藝的制作流程和對于制造控制程序的設(shè)計
2 結(jié)束語
單件小批量生產(chǎn)類型的模式也隨著自動化的發(fā)展，而逐漸的滲入CAPP工藝體系。其作為一種基于計算機(jī)技術(shù)的工藝體系，在流程制作和控制上都具有巨大的優(yōu)勢。然而，對于其關(guān)鍵體系中的程序編程還是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作，諸如數(shù)字化控制系統(tǒng)，其需要依托數(shù)模思想、工程造圖等跨學(xué)科的理念，尤其是對于工藝的模型化是整個CAPP體系的關(guān)鍵，整個的程序控制都是基于零件模型展開的。不過我們也得看到，隨著各學(xué)科向計算機(jī)領(lǐng)域的滲入，其在模型的編程上將會得到飛速的發(fā)展。
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