1、CAPP系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
CAPP(Computer Aided Process Planning,又稱計算機輔助工藝設計)是指借助于計算機軟硬件技術和支撐環(huán)境,利用計算機進行數值計算、邏輯判斷和推理等功能來制定零件的機械加工工藝過程。工藝設計是產品開發(fā)的重要環(huán)節(jié),工藝設計的好壞直接決定零件的生產質量和生產效率以及成本。CAPP系統(tǒng)的實施就是為了縮短工藝編制的時間,優(yōu)化工藝并實現(xiàn)工藝編制的自動化,減輕工藝編制人員的勞動強度;CAPP系統(tǒng)的應用還可以使企業(yè)的工藝文件實現(xiàn)標準化,實現(xiàn)企業(yè)內部數據的高度統(tǒng)一,標準化的工藝文件更加適合企業(yè)現(xiàn)代化的生產與管理環(huán)境,方便企業(yè)應用PDM,ERP等系統(tǒng)。
自從1965年Niebel首次提出CAPP思想以來,各應用軟件公司和研究所以及高校對CAPP領域的研究得到了極大的發(fā)展,主要經歷了檢索式、派生式、創(chuàng)成式、混合式、專家系統(tǒng)和工具系統(tǒng)等不同的發(fā)展階段,并涌現(xiàn)出了一大批商品化的CAPP系統(tǒng)。但是相對于其它信息管理系統(tǒng)的發(fā)展,CAPP的應用水平仍然比較滯后。
總結國內大中小企業(yè)的CAPP應用現(xiàn)狀,大多數企業(yè)CAPP的應用還存在一些不足和問題:
(1)大多數企業(yè)CAPP的應用僅僅是對紙質工藝卡片的電子化管理,以及實現(xiàn)對工藝信息的電腦自動統(tǒng)計匯總和權限的管理與控制方面,這種程度僅僅是實現(xiàn)對傳統(tǒng)工藝管理的電腦化管理。
(2)大多數企業(yè)CAPP的應用還不能有效地完整地總結本企業(yè)(甚至是行業(yè))的工藝設計經驗和設計知識,因為沒有標準化的有效的工藝知識庫,造成企業(yè)的工藝編制仍然主要依靠有經驗的工藝師,CAPP系統(tǒng)的的智能化程度仍然很低。
(3)目前大多數企業(yè)的CAPP系統(tǒng)的繪圖環(huán)境可以與CAXA軟件集成,而與CAD軟件還不能完全集成,而大部分企業(yè)設計部門所采用的繪圖軟件都是使用的CAD繪圖軟件,這樣就造成了在CAPP系統(tǒng)里面進行工藝附圖的設計和更改時比較費時費力。
(4)現(xiàn)階段,CAPP系統(tǒng)的繪圖環(huán)境局限于二維繪圖,能夠實現(xiàn)三維繪圖的很少。隨著三維制圖軟件的發(fā)展的推廣應用,三維制圖在不遠的將來肯定會成為我國制造企業(yè)產品設計的主要趨勢。因此,CAPP系統(tǒng)的繪圖環(huán)境還有待進一步提高和完善。
2、CAPP系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術
針對當前CAPP系統(tǒng)所存在的問題,如CAPP系統(tǒng)在智能性、實用性、通用性、集成性和柔性等方面的不足之處,必須對以下關鍵技術進一步研究,以提高CAPP的應用水平和效果:
2.1 零件的分類編碼方法
實現(xiàn)CAPP系統(tǒng)的關鍵技術之一就是建立完善的零件分類編碼系統(tǒng),建立零件分類編碼系統(tǒng)時,首先要提取每個零件的設計特征和制造特征,然后將零件的這些特征通過編碼來識別。一般情況下,零件的特征越多,描述這些特征的編碼也越復雜。目前常用的零件分類編碼系統(tǒng)可以分為三種類型:以零件設計特征為基礎的編碼系統(tǒng);以零件制造特征為基礎的編碼系統(tǒng);以零件的設計和制造特征為基礎的編碼系統(tǒng)。
2.2 工藝設計相關技術
目前常用的工藝設計技術有:相似工藝自動檢索技術、參數化工藝設計技術、模塊化/單元化工藝設計技術等。
采用相似工藝檢索技術,可以大大提高企業(yè)對成熟工藝的有效利用,提高企業(yè)工藝編制的效率和質量,同時也可以減少工藝編制人員的重復性工作,減少人力成本。
參數化工藝設計技術是一種快捷有效的工藝設計模式。首先需要建立完善的典型工藝數據庫,每種零件對應一種典型工藝,只需要將對應的典型工藝數據庫里面的參數進行修改,就可以自動形成高質量的工藝文件。
模塊化工藝設計技術的核心思想是將制造工藝過程分解為一系列規(guī)范化的操作和規(guī)則,這些規(guī)范化的操作和規(guī)則組成不同的模塊,每個模塊里面的操作參數可以針對不同產品進行設計更改,針對特定零件的制造工藝可以利用參數化設計技術、專家系統(tǒng)技術實現(xiàn)不同模塊化的組合。
2.3 集成環(huán)境下的工藝數據管理技術
傳統(tǒng)的CAPP系統(tǒng)工藝數據管理技術一般采用文件形式對工藝數據進行保存,對工藝數據的管理要求不高。但是,隨著大量制造企業(yè)信息化水平的不斷提高,大部分CAPP系統(tǒng)實在網絡化環(huán)境下實施應用的,因此,大量的工藝數據是在網絡環(huán)境下處理和共享以及存儲的,傳統(tǒng)的基于文件保存工藝數據的方式已經不適應網絡化和集成化的環(huán)境,這就需要深入研究網絡化集成環(huán)境下的工藝數據管理技術。總之,CAPP系統(tǒng)中的工藝數據管理的目的是要保證工藝數控的一致性、有效性和完整性。實現(xiàn)CAPP與CIMS其它子系統(tǒng)的信息集成和信息的充分共享。
2.4 工藝知識庫的建立技術
工藝知識庫的建立和有效管理是CAPP系統(tǒng)成功運行的重要環(huán)節(jié)。建立工藝知識庫時應解決以下幾個關鍵問題:共享性、完善性、柔性和安全性。在建立知識庫前,首先要做大量的調研和分析,在此基礎上,再從零散的資料中找出規(guī)律,建立起標準統(tǒng)一的知識庫,使之能應用于各種生產條件下的各種類型零件,并不斷地對知識庫進行完善,以適應用戶不斷變化的需求。在知識庫管理過程中,將那些可以不斷被修改和擴充的知識與程序分離存儲,稱為外部知識庫;將那些用戶不能隨意修改和擴充的知識固化在程序中,稱為內部知識庫。內部知識庫和外部知識庫的具體界定則是需要進一步研究的內容。
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本文標題:CAPP系統(tǒng)關鍵技術研究