在計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CAPP)系統(tǒng)中，零件信息描述的準(zhǔn)確性、科學(xué)性和全面性將直接影響所設(shè)計(jì)工藝文件的質(zhì)量和可靠性，是設(shè)計(jì)工藝文件的基礎(chǔ)。而工藝決策過程具有經(jīng)驗(yàn)性、多樣性和廣泛性，又使工藝設(shè)計(jì)極為復(fù)雜，是設(shè)計(jì)工藝文件的重點(diǎn)和難點(diǎn)。用編碼對零件信息進(jìn)行描述已被工程實(shí)踐證明是一種非常有效的方法。根據(jù)零件編碼信息，按照經(jīng)驗(yàn)規(guī)則來確定加工方法和步驟能有效解決工藝決策問題。

1 零件編碼

    零件的信息包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，即零件的幾何信息和工藝信息。零件的幾何信息也就是零件的圖形信息，包括零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸等；零件的工藝信息則包括零件各表面的加工精度、表面粗糙度、零件材料、毛坯類型、熱處理方式、形狀位置公差等。以回轉(zhuǎn)體零件為例，回轉(zhuǎn)體零件按表1所示結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼。編碼方法總體上采用分段式結(jié)構(gòu)，由20個(gè)碼位組成，零件代碼分為5個(gè)信息段，第1位到第5位為基本信息段，描述零件的材料、毛坯類型和熱處理等；第6位到8位為輪廓尺寸段：第9位到14位為外部形狀及加工精度段，描述零件外部的階梯、螺紋等特征；第15位到18位為內(nèi)部形狀及加工精度段，描述零件內(nèi)部的階梯、螺紋等特征；第19位到20位為補(bǔ)充特征段。

    表1 部分碼位表

2 規(guī)則庫的建立

    根據(jù)零件的材料、形狀結(jié)構(gòu)以及加工精度等要素確定加工方法和步驟，是一個(gè)極其復(fù)雜的過程。為了讓系統(tǒng)能根據(jù)零件編碼提供的信息自動(dòng)生成其加工方法和步驟，需要把以往的加工經(jīng)驗(yàn)和加工方法的選擇規(guī)則建成一個(gè)規(guī)則庫。規(guī)則庫里羅列出各種情況的加工方法選擇規(guī)則(見表2)。

    表2 部分加工方法規(guī)則庫

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

    3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    采用微軟Dot Net平臺和SQL Server數(shù)據(jù)庫，用VC為開發(fā)工具構(gòu)建了一個(gè)工藝輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（見圖1）。系統(tǒng)提供一個(gè)用戶交互界面（見圖2），用戶根據(jù)界面提示輸入零件相關(guān)信息，再由系統(tǒng)自動(dòng)生成零件編碼，最后系統(tǒng)根據(jù)零件編碼在規(guī)則庫中檢索出相應(yīng)的加工方法和步驟，生成零件加工工藝路線。

    圖1 系統(tǒng)界面

    圖2 零件信息輸入界面

    3.2 應(yīng)用實(shí)例

    用戶從系統(tǒng)界面輸入零件相關(guān)信息，系統(tǒng)生成零件編碼020114321155451-24413（見表3），再由零件編碼生成加工工藝路線，其過程如下。

    表3 典型零件編碼

    開始→讀取零件類型編碼為0(回轉(zhuǎn)體零件)→讀取毛坯類型編碼為2(鑄件有初始孔）→根據(jù)毛坯類型確定第一道工序?yàn)?ldquo;備合格鑄件”→下一工序?yàn)?ldquo;熱處理正火”→下一工序?yàn)?ldquo;粗車外圓”→推理后確定孔粗加工方法為“粗鏜孔”→綜合判斷孔、外圓及端面粗加工后能否達(dá)要求（不能）→下一工序“半精車外圓”→推理確定孔半精加工方法為“半精鏜孔”→讀取外部功能要素編碼，判斷是否有需加工（第10位編碼，選擇值1，即外部有側(cè)向小螺紋孔，需要加工）→調(diào)用外部功能要素加工規(guī)則得工序?yàn)?ldquo;鉗工：加工側(cè)向小螺紋孔”→綜合判斷孔、外圓及端面半精加工后能否達(dá)要求（判斷后為不能）→讀取內(nèi)部功能要素編碼，判斷是否有需加工（第16位編碼，選擇值2，即內(nèi)部功能要素有鍵槽，需要加工）→調(diào)用內(nèi)部功能要素加工規(guī)則得工序?yàn)?ldquo;銑鍵槽”→讀取端面功能要素編碼，判斷是否有需加工（第19位編碼，值為1，即端面特征為直沉頭孔，需要加工）→調(diào)用端面功能要素加工規(guī)則得工序?yàn)?ldquo;鉗工：加工端面孔”→讀取形位公差編碼、熱處理編碼（第4位熱處理編碼為1，第20位形位公差編碼為3，即硬度要求低，形位公差要求高）→推理確定外圓精加工工序?yàn)?ldquo;磨削”→推理確定內(nèi)孔精加工方法為“磨削”→綜合判斷孔、外圓及端面精加工后是否都能達(dá)要求（內(nèi)孔達(dá)要求，外圓及端面仍未達(dá)要求）→工序：“精磨外圓”→工序：“精磨端面”→工序：“檢驗(yàn)”→生成工藝過程卡（單擊“生成工藝過程卡”按鈕，導(dǎo)出為Word文檔）→人工處理工藝過程卡→打印輸出工藝過程卡。

4 結(jié)束語

    本文通過對零件信息進(jìn)行整理、編碼，進(jìn)而在規(guī)則庫的支撐下，自動(dòng)生成加工工藝流程。但這工藝流程中只有加工方法和加工步驟，沒有每一步加工的尺寸信息，還不能直接作為加工的指導(dǎo)性文件。接下來要考慮如何在加工步驟中加入尺寸信息，自動(dòng)生成工序卡。

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本文標(biāo)題：零件編碼結(jié)合規(guī)則庫在工藝決策中的應(yīng)用

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