0 引言

    計算機輔助工藝設(shè)計是指利用計算機軟硬件技術(shù)及其強大的應用支撐平臺來制定零件工藝的過程。憑借計算機強大的數(shù)值計算，邏輯判斷和智能推理等功能，解決傳統(tǒng)手工工藝設(shè)計的諸多問題。每個企業(yè)的研發(fā)都具有自身的特殊性，目前，隨著各企業(yè)新產(chǎn)品推出速度的加快，通用的CAPP工藝出現(xiàn)設(shè)計效率低，設(shè)計成本高等問題，其已成為企業(yè)快速發(fā)展的瓶頸。因此，開發(fā)設(shè)計適合企業(yè)自身特點的CAPP系統(tǒng)，已成為各個企業(yè)目前亟待解決的問題。

    本文針對某石油機械企業(yè)研發(fā)設(shè)計中出現(xiàn)的問題，例如在生產(chǎn)過程中原有手工工藝管理已不能適應現(xiàn)代化生產(chǎn)需求：在工藝編制過程中，出現(xiàn)了工藝文件查找困難、基礎(chǔ)工藝數(shù)據(jù)不一致，簡單工藝重復編制、工藝指導文件滯后于生產(chǎn)，嚴重制約了生產(chǎn)效率的進一步提高等。設(shè)計出了一套集機加工工藝卡片繪制，工藝信息管理和丁藝信息統(tǒng)計于一體的機加CAPP系統(tǒng)。同時與該企業(yè)的鍛造CAPP系統(tǒng)及ERP系統(tǒng)集成，遏制了信息孤島問題的發(fā)生，進一步提高了工藝的編制效率。

1 系統(tǒng)開發(fā)需求

    CAPP在CAD，CAM中間起到橋梁和紐帶作用。CAPP的輸出是CAM所需的信息。在先進制造系統(tǒng)的模式下，CAPP系統(tǒng)與先進制造系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系，如圖1所示。

    圖1 CAPP系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)之間的關(guān)系圖

    系統(tǒng)開發(fā)的目標是讓工藝人員從重復煩瑣的機械式勞動中解放出來，去從事工藝優(yōu)化工作。簡化工藝準備與工藝文件的管理，縮短工藝準備周期，實現(xiàn)工藝設(shè)計的規(guī)范化、標準化，提高工藝文件的設(shè)計品質(zhì)，為企業(yè)生產(chǎn)提供工藝信息與數(shù)據(jù)，降低工藝設(shè)計成本。同時為ERP提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，適應企業(yè)信息化的需要，為企業(yè)信息化起到承上啟下的橋梁作用。

2 功能分析與設(shè)計

    2.1 功能分析

    某石油機械企業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是石油機械，包括套管、閥體、油管、圓棒、套管頭、圓管、環(huán)件、油管四通、法蘭、適配器本體、四方塊、四通等十二大系列產(chǎn)品。同一種零件結(jié)構(gòu)相同或相似，對加工零件所選用的機床、夾具、刀具和量具及加工方法和工藝過程進行標準化。

    同名零件外形相似，材料相似，只是尺寸大小不一。由于尺寸變化加工方法略有變化，根據(jù)相似性原理，提取主要特征，進行典型工藝設(shè)計，在計算機輔助下實現(xiàn)工藝自動生成。

    2.2 功能設(shè)計

    CAPP的功能就是運用計算機進行制訂零件加工工藝的過程，可方便地將毛坯自動加工成圖樣上所要求的零件。工藝編制過程中，只需要輸入零件的幾何信息和工藝技術(shù)要求，本系統(tǒng)就可以根據(jù)這些內(nèi)容智能輸出工序說明及工藝要求以及工時等。

    通過對機加工車間需求和生產(chǎn)流程分析，進行系統(tǒng)功能模塊設(shè)計。機加工車間CAPP系統(tǒng)主要由零件信息輸入模塊、工藝管理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、工藝卡片管理模塊、工藝設(shè)計輔助模塊、系統(tǒng)管理模塊等六大功能模塊組成。如圖2所示。

    圖2 機加工CAPP系統(tǒng)功能模塊圖

    1)式零件信息輸入模塊：包括零件通用信息輸入和零件幾何信息輸入。

    2)工藝管理模塊：包括工藝規(guī)程設(shè)計、工藝信息的建模與管理、工藝制造資源管理、工藝審批流程管理、工藝知識管理。

    3)數(shù)據(jù)庫管理模塊：數(shù)據(jù)庫維護、數(shù)據(jù)庫信息導出、數(shù)據(jù)庫備份。

    4)工藝卡片管理模塊：包括工藝卡片新建、工藝卡片編輯、工藝卡片存儲、工藝卡片刪除、工藝卡片導出。

    5)工藝設(shè)計輔助模塊：制造資源選擇，工藝參數(shù)選擇，工藝尺寸鏈的計算，公差查詢、計算器。

    6)系統(tǒng)管理模塊：包括用戶添加與刪除、用戶密碼管理。

3 系統(tǒng)開發(fā)

    3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

    機加工CAPP是一個基于數(shù)據(jù)庫管理平臺的CAPP集成系統(tǒng)，應用人機交互式工藝設(shè)計的思想，實現(xiàn)派生式CAPP系統(tǒng)的開發(fā)。本CAPP系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立了零件信息庫、典型工藝資源庫、基礎(chǔ)工藝庫，通過對工藝設(shè)計資源的整合，有效地提高了工藝設(shè)計品質(zhì)和設(shè)計效率。機加工CAPP總體結(jié)構(gòu)框架圖如圖3所示。

    圖3 機加工CAPP總體結(jié)構(gòu)框架圖

    3.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

    本系統(tǒng)采用Visual Basic 6.0進行可視化程序設(shè)計，實現(xiàn)所見即所得的交互式系統(tǒng)操作方式。利用應用API函數(shù)，結(jié)合DAO與ODBC技術(shù)，與其他應用軟件進行集成，支持CAPP的開發(fā)。

    3.3 系統(tǒng)特點

    系統(tǒng)可視化強，圖形界面多，便于理解和操作。用戶可在短時間內(nèi)學會并熟練掌握工藝規(guī)程的制定。使用本系統(tǒng)，可實現(xiàn)規(guī)范化的設(shè)計與管理，提高產(chǎn)品品質(zhì)，減少材料浪費，提高生產(chǎn)效率。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

    4.1 工藝生成

    系統(tǒng)使用時，用戶從登陸界面進入機加工CAPP系統(tǒng)，系統(tǒng)顯示當天需要編制的機加工工藝卡的工作令號和零件名稱，判斷零件是否是本企業(yè)常生產(chǎn)的12大類，如果是本企業(yè)常生產(chǎn)的12大類，選擇其中的一類，輸入零件的基本信息，判定輸入的零件信息是否完全存在，如果存在，則調(diào)用現(xiàn)有的工藝卡，打印輸出工藝卡，如果零件信息不存在，則依據(jù)零件信息進行工藝規(guī)程編制，添加技術(shù)要求，生成工藝卡，若對現(xiàn)有工藝卡滿意，則保存工藝標準，否則再次進行工藝規(guī)程編制，最后打印輸出新編制的工藝卡；如果零件不是本企業(yè)常生產(chǎn)的12大類，則輸入此零件的基本信息，判定輸入的零件信息是否完全存在，如果存在，則調(diào)用現(xiàn)有的工藝卡，打印輸出工藝卡，如果零件信息不存在，則依據(jù)調(diào)用新零件的CAD圖，獲取更加全面的零件信息進行工藝規(guī)程編制，添加技術(shù)要求，生成工藝卡，若對現(xiàn)有工藝卡滿意，則保存工藝標準，否則再次進行工藝規(guī)程編制，最后打印輸出新編制的工藝卡。詳見圖4工藝設(shè)計流程圖。

    圖4 工藝設(shè)計流程圖

    4.2 工藝管理

    本系統(tǒng)的工藝管理功能包括：查詢、修改、編輯、保存和打印。查詢：用戶需輸入所查詢的零件號，系統(tǒng)自動從典型工藝數(shù)據(jù)庫中檢索出相應的典型工藝，并顯示出來。修改：用戶可以根據(jù)權(quán)限對典型工藝中的相關(guān)參數(shù)進行修改。編輯：可對參數(shù)化的圖樣進行編輯。保存：工藝確認后，系統(tǒng)將自動更新工藝數(shù)據(jù)庫。打�。簷C加工工藝經(jīng)保存后，可直接打印成需要的工藝卡片。詳見圖5與圖6。

    圖5 加工簡圖

    圖6 加工工藝

5 結(jié)語

    本系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(SQL Server)為基礎(chǔ)，以Visual Basic為開發(fā)平臺，集工藝設(shè)計、工藝管理功能于一體，是一個實用的CAPP系統(tǒng)。在設(shè)計上，系統(tǒng)各個功能模塊之間能夠共享系統(tǒng)內(nèi)部的各類數(shù)據(jù)，從而提高了工藝的編制效率。

    實施機加工CAPP系統(tǒng)，不僅完成了工藝文件的編寫，更重要的是對多年工藝管理進行了一次全面的整理，細化了工藝管理工作。機加工CAPP系統(tǒng)與鍛造CAPP系統(tǒng)和ERP的集成，大大提高了機加工工藝編制人員的工作效率。保證了工藝設(shè)計的規(guī)范性和一致性，有利于推行機加工工藝的標準化管理，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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本文標題：面向石油機械的機加工CAPP系統(tǒng)開發(fā)與應用

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