計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計

1、計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)1. 1. 概述概述 CAPPCAPP的基本概念的基本概念 CAPPCAPP在集成制造系統(tǒng)中的地位和作用在集成制造系統(tǒng)中的地位和作用 CAPPCAPP類型及基本原理類型及基本原理 CAPPCAPP結(jié)構(gòu)組成及基本技術(shù)結(jié)構(gòu)組成及基本技術(shù) CAPPCAPP發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢 計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(CAPPCAPP)是將產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成面向制造的指令性數(shù)據(jù)的重要環(huán)節(jié)，起著承上(產(chǎn)品設(shè)計)啟下(加工制造與管理)、連接CADCAD與CAMCAM及MRPMRP等應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁作用計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP基本概念基本概念 計算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計（C

2、APP, Computer Aided Process CAPP, Computer Aided Process PlanningPlanning），是通過計算機(jī)技術(shù)輔助工藝設(shè)計人員，以系統(tǒng)、科學(xué)的方法確定零件從毛坯到成品的整個技術(shù)過程(即工藝規(guī)程) CAPP CAPP徹底改變了手工編制工藝文件的方式和對人的依賴，大徹底改變了手工編制工藝文件的方式和對人的依賴，大大提高了編制工效，縮短了生產(chǎn)周期，保證工藝文件的一致大提高了編制工效，縮短了生產(chǎn)周期，保證工藝文件的一致性和工藝規(guī)程的精確性，避免不必要的差錯，為實現(xiàn)工藝過性和工藝規(guī)程的精確性，避免不必要的差錯，為實現(xiàn)工藝過程優(yōu)化、集成制造創(chuàng)造條件程

3、優(yōu)化、集成制造創(chuàng)造條件 輸入設(shè)計信息輸入設(shè)計信息 選擇工藝路線、決定工序內(nèi)容及選擇工藝路線、決定工序內(nèi)容及所使用的機(jī)床、刀具、夾具所使用的機(jī)床、刀具、夾具 決定切削用量決定切削用量 估算工時與成本估算工時與成本 輸出工藝文件輸出工藝文件 常見工藝流程 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP的發(fā)展歷程的發(fā)展歷程 研究派生式研究派生式 CAPP 推出典型系統(tǒng)推出典型系統(tǒng) CAMI1976年年 研究創(chuàng)成式研究創(chuàng)成式 CAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 智能化工藝智能化工藝 決策方法決策方法 零件信息零件信息 自動獲取自動獲取60年末年末80年代初年代初80年代初年代初90年代中年代中 深入研究深入研究 派生式派生式

4、CAPP CAPP進(jìn)入進(jìn)入 實用化實用化 CAPP數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 管理與應(yīng)用管理與應(yīng)用提出提出CAPP 研究新的研究新的 CAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)與方法結(jié)構(gòu)與方法 CAPP性能性能 提高提高90年代中年代中本世紀(jì)初本世紀(jì)初本世紀(jì)初本世紀(jì)初1965年Niebel首次提出CAPP思想 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容信息建模信息建模工藝決策工藝決策工藝設(shè)計數(shù)據(jù)工藝設(shè)計數(shù)據(jù)管理與輸出管理與輸出產(chǎn)品信息建模產(chǎn)品信息建模制造資源建模制造資源建模工藝數(shù)據(jù)建模工藝數(shù)據(jù)建模數(shù)據(jù)瀏覽與查詢數(shù)據(jù)瀏覽與查詢數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出加工方法選擇加工方法選擇切削參數(shù)計算切削參數(shù)計算加工順序安排加工順序安排計

5、算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP系統(tǒng)工作過程與步驟系統(tǒng)工作過程與步驟計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP應(yīng)用意義：應(yīng)用意義： 將工藝設(shè)計人員從繁瑣和重復(fù)性的勞動中解放出來，可以從將工藝設(shè)計人員從繁瑣和重復(fù)性的勞動中解放出來，可以從事新產(chǎn)品及新工藝開發(fā)等創(chuàng)造性的工作事新產(chǎn)品及新工藝開發(fā)等創(chuàng)造性的工作節(jié)省工藝過程編制時間和編制費(fèi)用，縮短工藝設(shè)計周期，降節(jié)省工藝過程編制時間和編制費(fèi)用，縮短工藝設(shè)計周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品在市場上的競爭力低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品在市場上的競爭力有助于對工藝設(shè)計人員的寶貴經(jīng)驗進(jìn)行集中、總結(jié)和繼承，有助于對工藝設(shè)計人員的寶貴經(jīng)驗進(jìn)行集中、總結(jié)和繼承，提高工藝過程

6、合理化的程度，從而實現(xiàn)計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計提高工藝過程合理化的程度，從而實現(xiàn)計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計較少依賴于個人經(jīng)驗，有利于實現(xiàn)工藝過程的標(biāo)準(zhǔn)化，提高較少依賴于個人經(jīng)驗，有利于實現(xiàn)工藝過程的標(biāo)準(zhǔn)化，提高相似或相同零件工藝過程的一致性相似或相同零件工藝過程的一致性降低對工藝過程編制人員知識水平和經(jīng)驗水平的要求降低對工藝過程編制人員知識水平和經(jīng)驗水平的要求減少所需的工裝種類，提高企業(yè)的適應(yīng)能力減少所需的工裝種類，提高企業(yè)的適應(yīng)能力CAPPCAPP是是CADCAD與與CAMCAM的橋梁，為實現(xiàn)的橋梁，為實現(xiàn)CIMSCIMS創(chuàng)造條件創(chuàng)造條件計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)自動化制造系統(tǒng) 自動化制造系統(tǒng)是指在較少的人工直接或

7、間接干預(yù)下，將原材料加工成零件或?qū)⒘慵M裝成產(chǎn)品，在加工過程中實現(xiàn)管理過程和工藝過程自動化。管理過程包括產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計；程序的編制及工藝的生成；設(shè)備的組織及協(xié)調(diào)；材料的計劃與分配；環(huán)境的監(jiān)控等。自動化制造系統(tǒng)包括剛性制造和柔性制造系統(tǒng)。CAPPCAPP集成制造系統(tǒng)中的地位和作用集成制造系統(tǒng)中的地位和作用計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)管理信息系統(tǒng) 所謂MIS（管理信息系統(tǒng)-Management Information System）系統(tǒng) ，是一個以人為主導(dǎo)，利用計算機(jī)硬件、軟件及其他辦公設(shè)備進(jìn)行信息的收集、傳遞、存貯、加工、維護(hù)和使用的系統(tǒng)，以企業(yè)戰(zhàn)略競優(yōu)、提高收益和效率為目的，支持企業(yè)高層決策、中層

8、控制和基層操作。 CAPPCAPP集成制造系統(tǒng)中的地位和作用集成制造系統(tǒng)中的地位和作用計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)質(zhì)量保證系統(tǒng)（體系） 質(zhì)量保證體系（Quality Assurance System/QAS）是指企業(yè)以提高和保證產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)方法，依靠必要的組織結(jié)構(gòu)，把組織內(nèi)各部門、各環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理活動嚴(yán)密組織起來，將產(chǎn)品研制、設(shè)計制造、銷售服務(wù)和情報反饋的整個過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的一切因素統(tǒng)統(tǒng)控制起來，形成的一個有明確任務(wù)、職責(zé)、權(quán)限，相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)的質(zhì)量管理的有機(jī)整體。 質(zhì)量保證體系相應(yīng)分為內(nèi)部質(zhì)量保證體系和外部質(zhì)量保證體系。CAPPCAPP集成制造系統(tǒng)中的地位和作用集成制造系統(tǒng)中

9、的地位和作用計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP集成制造系統(tǒng)中的地位和作用集成制造系統(tǒng)中的地位和作用 計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMSCIMS）的關(guān)鍵是系統(tǒng)集成，）的關(guān)鍵是系統(tǒng)集成，CAPPCAPP系系統(tǒng)解決了統(tǒng)解決了CADCAD和和CAMCAM的連接問題，真正實現(xiàn)的連接問題，真正實現(xiàn)CAD/CAMCAD/CAM集成集成 CADCAD工裝工裝CADCADCAMCAMCAPPCAPPMISMISMASMASCAQCAQ 接受CAD的幾何拓?fù)湫畔?、材料信息以及精度、粗糙度等工藝信息?向CAD反饋產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)工藝性評價信息,滿足并行產(chǎn)品設(shè)計要求 向CAM提供零件加工所需的設(shè)備、工

10、裝、切削參數(shù)、裝夾參數(shù)及反映零件切削過程的刀具軌跡文件； 接收CAM反饋的工藝修改意見 向工裝CAD提供工藝過程文件和工裝設(shè)計任務(wù)書 向MIS(管理信息系統(tǒng))提供各種工藝過程文件和夾具、刀具信息； 接受MISMIS反饋的工作報告和工藝修改意見 向MAS（制造自動化系統(tǒng)）提供各種過程文件和夾具、刀具等信息；接受MAS反饋的工作報告和工藝修改意見 向CAQ（質(zhì)量保證系統(tǒng)）提供工序、設(shè)備、工裝、檢測等工藝數(shù)據(jù)，以生成質(zhì)量控制計劃和質(zhì)量檢測規(guī)程； 接收CAQ反饋的控制數(shù)據(jù)，修改工藝過程 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP類型及基本原理類型及基本原理系統(tǒng)按照工藝決策方法主要分為： 檢索式檢索式CA

11、PPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 派生式派生式CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 創(chuàng)成式創(chuàng)成式CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 綜合式綜合式CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 由于零件及制造環(huán)境的不同，很難用一種通用的由于零件及制造環(huán)境的不同，很難用一種通用的CAPPCAPP軟件來滿足各種不同的制造對象軟件來滿足各種不同的制造對象 將派生式、創(chuàng)成式與人工智能結(jié)合綜合而成，目的是綜合派生式和創(chuàng)成式兩者的優(yōu)勢，避免派生式系統(tǒng)的局限性和創(chuàng)成式系統(tǒng)的高難度 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)檢索式檢索式CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng)檢索式CAPP系統(tǒng)是基于成組技術(shù)或基于特征的CAPP系統(tǒng)基本原理：按照零件編碼或圖號將企業(yè)現(xiàn)行各類工藝文件存入計算機(jī)數(shù)據(jù)庫 設(shè)

12、計時根據(jù)零件編碼或圖號，設(shè)計時根據(jù)零件編碼或圖號，在工藝文件庫中檢索類似零件在工藝文件庫中檢索類似零件的工藝文件，由工藝人員采用的工藝文件，由工藝人員采用人機(jī)交互方式修改、編輯人機(jī)交互方式修改、編輯 檢索式檢索式CAPPCAPP系統(tǒng)實際上是一個工藝文件數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)，功能較系統(tǒng)實際上是一個工藝文件數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)，功能較弱、自動決策能力差弱、自動決策能力差 開發(fā)難度小，操作方便，實用性強(qiáng)，與企業(yè)現(xiàn)有設(shè)計工作方式相一開發(fā)難度小，操作方便，實用性強(qiáng)，與企業(yè)現(xiàn)有設(shè)計工作方式相一致，得到很多企業(yè)的認(rèn)可，具有很高的推廣價值致，得到很多企業(yè)的認(rèn)可，具有很高的推廣價值計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)派生式派生式C

13、APPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng)基本原理：利用成組技術(shù)(GT)代碼或企業(yè)現(xiàn)行零件圖編碼，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工藝相似性將零件進(jìn)行分組，然后針對每個零件組編制典型工藝（主樣件工藝） 設(shè)計時根據(jù)零件的設(shè)計時根據(jù)零件的GTGT代碼和其它代碼和其它有關(guān)信息，按編碼搜索零件族，對有關(guān)信息，按編碼搜索零件族，對典型工藝進(jìn)行自動化或人機(jī)交互式典型工藝進(jìn)行自動化或人機(jī)交互式修改，生成符合要求的工藝文件修改，生成符合要求的工藝文件 可看成檢索式CAPP系統(tǒng)的發(fā)展，又稱變異式CAPP系統(tǒng) 派生式派生式CAPPCAPP系統(tǒng)柔性差，只能針對企業(yè)具體產(chǎn)品零件的特點(diǎn)開發(fā)，系統(tǒng)柔性差，只能針對企業(yè)具體產(chǎn)品零件的特點(diǎn)開發(fā)，可移植性差，不能用于全

14、新結(jié)構(gòu)的零件工藝設(shè)計可移植性差，不能用于全新結(jié)構(gòu)的零件工藝設(shè)計 工作原理簡單，容易開發(fā)，實際投入運(yùn)行的系統(tǒng)大多是派生式系統(tǒng)工作原理簡單，容易開發(fā)，實際投入運(yùn)行的系統(tǒng)大多是派生式系統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)創(chuàng)成式創(chuàng)成式CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng)基本原理：與檢索式和派生式方法不同，不是直接對相似零件工藝文件進(jìn)行檢索與修改，而是根據(jù)零件的信息，通過邏根據(jù)零件的信息，通過邏輯推理規(guī)則、公式和算法等，輯推理規(guī)則、公式和算法等，做出工藝決策而自動地做出工藝決策而自動地“創(chuàng)成創(chuàng)成”一個零件的工藝規(guī)程一個零件的工藝規(guī)程 創(chuàng)成式CAPPCAPP系統(tǒng)包括：基于傳統(tǒng)過程性程序結(jié)構(gòu)與決策形式的CAPPCAPP系統(tǒng)、基于

15、知識的 CAPPCAPP專家系統(tǒng)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 CAPPCAPP系統(tǒng)、CAPPCAPP工具系統(tǒng)或骨架系統(tǒng) 創(chuàng)成式方法接近人類解決問題的創(chuàng)新思維方式創(chuàng)成式方法接近人類解決問題的創(chuàng)新思維方式 由于大多數(shù)工藝過程問題不能建立實用的數(shù)學(xué)模型和通用算法，工由于大多數(shù)工藝過程問題不能建立實用的數(shù)學(xué)模型和通用算法，工藝規(guī)程的知識難以形成程序代碼，因此只能處理簡單的、特定環(huán)境下藝規(guī)程的知識難以形成程序代碼，因此只能處理簡單的、特定環(huán)境下的某類特定零件的某類特定零件計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)綜合式綜合式CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 將派生式與創(chuàng)成式結(jié)合起來，采取派生與自動決策相結(jié)合的工作方式，也稱半創(chuàng)成式半創(chuàng)成式C

16、APPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 新零件進(jìn)行工藝設(shè)新零件進(jìn)行工藝設(shè)計時，首先用計算機(jī)計時，首先用計算機(jī)檢索它所屬零件族的檢索它所屬零件族的標(biāo)準(zhǔn)工藝，再根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)工藝，再根據(jù)新零件具體情況，對標(biāo)零件具體情況，對標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行刪改與選準(zhǔn)工藝進(jìn)行刪改與選擇，工序設(shè)計則采用擇，工序設(shè)計則采用創(chuàng)成式創(chuàng)成式 CAPP CAPP 系統(tǒng)自系統(tǒng)自動決策產(chǎn)生動決策產(chǎn)生 體現(xiàn)了派生式與創(chuàng)體現(xiàn)了派生式與創(chuàng)成式相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)成式相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn) 文件維護(hù)輔助編碼控制數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工藝文件工序設(shè)計工序尺寸計算編輯輸出分組矩陣標(biāo)準(zhǔn)工藝名稱字典機(jī)床加工余量經(jīng)濟(jì)精度成族編碼編碼操作輸入圖樣數(shù)據(jù)工藝文件報告計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP的結(jié)構(gòu)

17、組成及基本技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成及基本技術(shù)CAPP系統(tǒng)構(gòu)成與開發(fā)環(huán)境、產(chǎn)品對象、規(guī)模的大小等因素相關(guān)存放存放CADCAD系統(tǒng)系統(tǒng)完成的產(chǎn)品設(shè)完成的產(chǎn)品設(shè)計信息計信息 存放企業(yè)加工設(shè)備、存放企業(yè)加工設(shè)備、工裝工具等制造資源工裝工具等制造資源的相關(guān)信息的相關(guān)信息 存放產(chǎn)品制造工藝規(guī)存放產(chǎn)品制造工藝規(guī)則、工藝標(biāo)準(zhǔn)、工藝則、工藝標(biāo)準(zhǔn)、工藝數(shù)據(jù)手冊、工藝信息數(shù)據(jù)手冊、工藝信息處理的相關(guān)算法和工處理的相關(guān)算法和工具具 存放零件族典型零件的存放零件族典型零件的工序卡、工步卡、工藝工序卡、工步卡、工藝流程圖、加工參數(shù)流程圖、加工參數(shù)，供系統(tǒng)參考使用供系統(tǒng)參考使用 存放存放CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng)生成的產(chǎn)品制生成的產(chǎn)品

18、制造工藝信息，造工藝信息，供輸出工藝文供輸出工藝文件、數(shù)控加工件、數(shù)控加工編程和生產(chǎn)管編程和生產(chǎn)管理與運(yùn)行控制理與運(yùn)行控制系統(tǒng)使用系統(tǒng)使用 存放工藝流程圖、工序卡、存放工藝流程圖、工序卡、工步卡等系統(tǒng)輸入輸出模工步卡等系統(tǒng)輸入輸出模板、手工查詢工具和系統(tǒng)板、手工查詢工具和系統(tǒng)操作工具集操作工具集 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPPCAPP的結(jié)構(gòu)組成及基本技術(shù)的結(jié)構(gòu)組成及基本技術(shù)CAPP系統(tǒng)構(gòu)成與開發(fā)環(huán)境、產(chǎn)品對象、規(guī)模的大小等因素相關(guān)控制模塊控制模塊：協(xié)：協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)調(diào)各模塊的運(yùn)行，實現(xiàn)人機(jī)行，實現(xiàn)人機(jī)間信息交流，間信息交流，控制產(chǎn)品設(shè)計控制產(chǎn)品設(shè)計信息獲取方式信息獲取方式 零件信息獲取零件信

19、息獲取模塊模塊：產(chǎn)品設(shè)：產(chǎn)品設(shè)計信息輸入計信息輸入 工藝路線設(shè)計模塊工藝路線設(shè)計模塊：加工工藝流程決策，加工工藝流程決策，生成工藝過程卡生成工藝過程卡 工序決策模塊工序決策模塊：選：選定加工設(shè)備、定位定加工設(shè)備、定位安裝方式、加工要安裝方式、加工要求，生成工序卡求，生成工序卡 輸出模塊輸出模塊：輸出工藝流程卡、：輸出工藝流程卡、工序和工步卡，工序圖工序和工步卡，工序圖工步?jīng)Q策模塊工步?jīng)Q策模塊：選擇刀：選擇刀具軌跡、加工參數(shù)，確具軌跡、加工參數(shù)，確定加工質(zhì)量要求，生成定加工質(zhì)量要求，生成工步卡及提供形成工步卡及提供形成NCNC指指令所需的刀位文件令所需的刀位文件 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)CAPP

20、CAPP發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢（1）集成化趨勢（2）工具化趨勢（3）智能化趨勢計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)（1 1）集成化趨勢）集成化趨勢集成化系統(tǒng)優(yōu)勢： 與CAD系統(tǒng)集成從根本上解決CAPP系統(tǒng)的零件信息輸入問題 集成化系統(tǒng)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范便于對各種數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理集成化是CAPP系統(tǒng)的一個重要發(fā)展趨勢 CADCAPPCAM工藝設(shè)計信息：工藝設(shè)計信息：對工步全面、詳細(xì)的對工步全面、詳細(xì)的規(guī)范描述，輸出符合規(guī)范描述，輸出符合 NCNC加工的工藝原則數(shù)加工的工藝原則數(shù)控加工工序決策結(jié)果控加工工序決策結(jié)果零件詳細(xì)信息零件詳細(xì)信息 零件的幾何工藝特征零件的幾何工藝特征 集成化指CAD/CAPP/CAM的局部集

21、成計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)（2 2）實用化趨勢）實用化趨勢工藝設(shè)計的共性與個性分開處理工藝設(shè)計的共性與個性分開處理 工藝決策方式多樣化工藝決策方式多樣化具有功能強(qiáng)大、使用方便和統(tǒng)一具有功能強(qiáng)大、使用方便和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)與知識庫管理平臺標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)與知識庫管理平臺智能化輸出智能化輸出 實用化思想主要表現(xiàn)： 共性主要包括：推理控制策略和一些公共算法以及通用的、標(biāo)準(zhǔn)化的工藝數(shù)據(jù)與工藝決策知識 個性主要包括：與特定加工環(huán)境相關(guān)的工藝數(shù)據(jù)及工藝決策知識 具有友好統(tǒng)一的人機(jī)工作界面 具有功能強(qiáng)大、便利的數(shù)據(jù)與知識庫管理系統(tǒng)，便于用戶對各種工藝數(shù)據(jù)與知識的獲取、表達(dá)、管理與維護(hù) 系統(tǒng)可按標(biāo)準(zhǔn)格式輸出各種工藝文

22、件，還可輸出由用戶自定義的工藝文件 單一的推理控制策略不能滿足用戶的需要，系統(tǒng)應(yīng)能給用戶提供多種工藝設(shè)計方法 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)（3 3）智能化趨勢）智能化趨勢 依靠傳統(tǒng)的過程性軟件設(shè)計技術(shù)，如利用決策表或決策樹進(jìn)行依靠傳統(tǒng)的過程性軟件設(shè)計技術(shù)，如利用決策表或決策樹進(jìn)行工藝決策軟件的設(shè)計等，已不能滿足工程實際對工藝決策軟件的設(shè)計等，已不能滿足工程實際對CAPPCAPP的需要的需要 專家系統(tǒng)技術(shù)以及其它人工智能技術(shù)在獲取、表達(dá)和處理各種專家系統(tǒng)技術(shù)以及其它人工智能技術(shù)在獲取、表達(dá)和處理各種知識的靈活性和有效性給知識的靈活性和有效性給CAPPCAPP系統(tǒng)的發(fā)展帶來生機(jī)。人工智能系統(tǒng)的發(fā)展帶來

23、生機(jī)。人工智能技術(shù)已越來越廣泛地應(yīng)用于各種類型的技術(shù)已越來越廣泛地應(yīng)用于各種類型的CAPPCAPP系統(tǒng)之中系統(tǒng)之中 基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的基于人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng)基于實例與知識的基于實例與知識的CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng) ANN（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，Artificial Neural Network）理論是近年來得到迅速發(fā)展的一個國際前沿領(lǐng)域，也為解決現(xiàn)有CAPP系統(tǒng)存在的問題開辟了新的途徑 基本原理：通過系統(tǒng)本身的工藝設(shè)計實例來“自我”總結(jié)、組織、學(xué)習(xí)和更新工藝設(shè)計“經(jīng)驗”，當(dāng)經(jīng)驗積累到一定程度時，系統(tǒng)將成為一個“聰明的設(shè)計者” 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)2.2.成組技術(shù)成組技術(shù) 成

24、組技術(shù)（成組技術(shù)（GTGT）被公認(rèn)為是提高多品種、中小批量生產(chǎn)企業(yè)）被公認(rèn)為是提高多品種、中小批量生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，是發(fā)展柔性制造技術(shù)和計算機(jī)集成制造經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，是發(fā)展柔性制造技術(shù)和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)系統(tǒng)的重要基礎(chǔ) 成組技術(shù)是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，即研究和發(fā)掘生產(chǎn)活動中有成組技術(shù)是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，即研究和發(fā)掘生產(chǎn)活動中有關(guān)事物的相似性，并充分利用事物的相似性，把相似問題歸關(guān)事物的相似性，并充分利用事物的相似性，把相似問題歸類成組，尋求解決這一類問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，從而節(jié)類成組，尋求解決這一類問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，從而節(jié)約時間和精力以取得所期望的經(jīng)濟(jì)效益約時間和精

25、力以取得所期望的經(jīng)濟(jì)效益 機(jī)械制造中的成組技術(shù)是將多種零件按其相似性歸類成組，并機(jī)械制造中的成組技術(shù)是將多種零件按其相似性歸類成組，并以這些組為基礎(chǔ)組織生產(chǎn)，從而實現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的以這些組為基礎(chǔ)組織生產(chǎn)，從而實現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝和生產(chǎn)管理的合理化產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝和生產(chǎn)管理的合理化 20世紀(jì)50年代起，成組技術(shù)由蘇聯(lián)學(xué)者斯 帕 米特洛凡諾夫總結(jié)并在機(jī)械工業(yè)中推廣應(yīng)用 成組技術(shù)的發(fā)展：成組技術(shù)的發(fā)展：成組加工成組加工成組工藝成組工藝成組技術(shù)成組技術(shù)成組生產(chǎn)系統(tǒng)成組生產(chǎn)系統(tǒng) 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)GTGT存在的理由：存在的理由：1 1）批量法則：中小批量生產(chǎn)成本是

26、大批量的）批量法則：中小批量生產(chǎn)成本是大批量的30305050倍，中小批量倍，中小批量生產(chǎn)占總生產(chǎn)的生產(chǎn)占總生產(chǎn)的70%70%左右左右2 2）設(shè)備利用：大批量生產(chǎn)為專用設(shè)備，而中小批量生產(chǎn)所使用的）設(shè)備利用：大批量生產(chǎn)為專用設(shè)備，而中小批量生產(chǎn)所使用的設(shè)備利用不充分。設(shè)備利用不充分。 如普通車床如普通車床CW6140CW6140加工的零件直徑加工的零件直徑D D最大可達(dá)最大可達(dá)400mm400mm，零件直徑，零件直徑D100 mmD100 mm的加工占總加工量的的加工占總加工量的80%80%以上。以上。3 3）制造周期：制造周期中，大約）制造周期：制造周期中，大約95%95%左右的時間為非加工

27、時間左右的時間為非加工時間 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)GTGT的相似性的相似性零件的結(jié)構(gòu)特征相似性包括：零件的結(jié)構(gòu)特征相似性包括： 結(jié)構(gòu)相似性結(jié)構(gòu)相似性（零件的形狀相似、尺寸相似、精度相似） 材料相似性材料相似性（零件種類相似、毛坯形狀相似、熱處理方法相似） 工藝相似性工藝相似性（加工工藝相似、加工設(shè)備相似、工藝裝備相似） GTGT的核心問題是充分利用生產(chǎn)系統(tǒng)中的各種相似性信息的核心問題是充分利用生產(chǎn)系統(tǒng)中的各種相似性信息 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)碼位間結(jié)構(gòu)碼位間結(jié)構(gòu) 層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu) 鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu) 混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)利用零件分類編碼描述零件，可在宏觀上描述零件而不涉及零件的細(xì)節(jié)碼位內(nèi)的信息排

28、列：遵循從小遵循從小大、從簡單大、從簡單復(fù)雜、從易復(fù)雜、從易難、常見難、常見少見的規(guī)律少見的規(guī)律 分類編碼系統(tǒng)是用各種各樣的符號，對零件的有關(guān)特征分類編碼系統(tǒng)是用各種各樣的符號，對零件的有關(guān)特征進(jìn)行描述和識別的一套規(guī)則和依據(jù)進(jìn)行描述和識別的一套規(guī)則和依據(jù) 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)尺寸比例尺寸比例幾何外形幾何外形XXXXX計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)也稱也稱多碼結(jié)構(gòu)多碼結(jié)構(gòu) 有序符號的意義是固定的，各碼位之有序符號的意義是固定的，各碼位之間相互獨(dú)立，后級與前級符號無關(guān)系間相互獨(dú)立，后級與前級符號無關(guān)系材料材料批量批量最大尺寸最大尺寸外部形狀外部形狀1524回轉(zhuǎn)體零件，

29、最大直徑回轉(zhuǎn)體零件，最大直徑150中批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)，45鋼鋼2534非回轉(zhuǎn)體零件，最大長度非回轉(zhuǎn)體零件，最大長度150大批生產(chǎn)，大批生產(chǎn)，45鋼鋼計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu) 工業(yè)上大多數(shù)商業(yè)零件編碼系工業(yè)上大多數(shù)商業(yè)零件編碼系統(tǒng)都是由上述兩種編碼系統(tǒng)組合統(tǒng)都是由上述兩種編碼系統(tǒng)組合而成的，形成混合結(jié)構(gòu)。而成的，形成混合結(jié)構(gòu)。 典型的混合結(jié)構(gòu)由一系列較小典型的混合結(jié)構(gòu)由一系列較小的多碼結(jié)構(gòu)組成，這些結(jié)構(gòu)鏈中的多碼結(jié)構(gòu)組成，這些結(jié)構(gòu)鏈中的數(shù)字都是獨(dú)立的，在整個混合的數(shù)字都是獨(dú)立的，在整個混合代碼中，需要有一個或幾個數(shù)字代碼中，需要有一個或幾個數(shù)字來表示零件的類別?；旌辖Y(jié)構(gòu)能來表示零

30、件的類別?；旌辖Y(jié)構(gòu)能最好地滿足設(shè)計和制造的需要。最好地滿足設(shè)計和制造的需要。 混合結(jié)構(gòu)具有單碼結(jié)構(gòu)和多碼混合結(jié)構(gòu)具有單碼結(jié)構(gòu)和多碼結(jié)構(gòu)共同的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)共同的優(yōu)點(diǎn)計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)零件分類編碼系統(tǒng)零件分類編碼系統(tǒng) 零件分類編碼零件分類編碼由代表零件設(shè)計和制造的特征符號組成，利用成由代表零件設(shè)計和制造的特征符號組成，利用成組技術(shù)正確抽出零件圖紙中為制定工藝過程所必需的必要信息組技術(shù)正確抽出零件圖紙中為制定工藝過程所必需的必要信息常見編碼系統(tǒng)： OpitzOpitz編碼系統(tǒng)編碼系統(tǒng) KK-3KK-3系統(tǒng)系統(tǒng) JLBM-1JLBM-1系統(tǒng)系統(tǒng) 柔性編碼系統(tǒng)柔性編碼系統(tǒng) 設(shè)計屬性設(shè)計屬性制造屬性制造

31、屬性其他實例：其他實例： 身份證號身份證號 430304860628894 圖書分類圖書分類號號 TH 166.111.8XXXXXXXX計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)OpitzOpitz編碼系統(tǒng)編碼系統(tǒng)內(nèi)外表面形狀內(nèi)部形狀平面加工輔助孔及齒形加工主要形狀外表面形狀平面加工輔助孔及齒形加工主要形狀主要形狀主要形狀主要孔平面加工輔助孔及齒形加工主要尺寸材料及熱處理處理毛坯原始形狀加工精度0回轉(zhuǎn)體零件L/D0.510.5L/D2有異形5特殊的6非回轉(zhuǎn)體零件A/B3,A/C37A/B38A/B3,A/C49特殊的第3位內(nèi)回轉(zhuǎn)表面形狀第一位零件分類 第2位外表面形狀 形狀代碼15位 增補(bǔ)代碼69位9位8位7

32、位6位第5位第4位OpitzOpitz編碼系統(tǒng)：編碼系統(tǒng)：12345 6789 ABCD12345 6789 ABCD前前9 9位數(shù)字碼用來傳送設(shè)計和制造信息，最后位數(shù)字碼用來傳送設(shè)計和制造信息，最后4 4位數(shù)位數(shù)ABCDABCD用于識別生產(chǎn)操用于識別生產(chǎn)操作類型和順序，稱輔助代碼，由各單位根據(jù)特殊需要設(shè)計安排作類型和順序，稱輔助代碼，由各單位根據(jù)特殊需要設(shè)計安排, ,第一位為零第一位為零件類別編碼件類別編碼, ,將零件分為回轉(zhuǎn)體和非回轉(zhuǎn)體將零件分為回轉(zhuǎn)體和非回轉(zhuǎn)體,24,24位描述零件細(xì)節(jié)位描述零件細(xì)節(jié). .計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較簡單，便于記憶和手工分類系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較簡單，便于記

33、憶和手工分類系統(tǒng)的分類標(biāo)志雖然形式上偏重于零件的結(jié)構(gòu)特征，但系統(tǒng)的分類標(biāo)志雖然形式上偏重于零件的結(jié)構(gòu)特征，但是實際上隱含著工藝信息是實際上隱含著工藝信息 如零件的尺寸標(biāo)志，既反映零件在結(jié)構(gòu)上的大小，同時也反映零件在加工中所用的機(jī)床和工藝設(shè)備的規(guī)格大小系統(tǒng)雖考慮了精度標(biāo)志，但只用一位碼來標(biāo)識不夠充分系統(tǒng)雖考慮了精度標(biāo)志，但只用一位碼來標(biāo)識不夠充分系統(tǒng)的分類標(biāo)志尚欠嚴(yán)密和準(zhǔn)確系統(tǒng)的分類標(biāo)志尚欠嚴(yán)密和準(zhǔn)確系統(tǒng)從總體結(jié)構(gòu)上看雖屬簡單，但從局部結(jié)構(gòu)看，則仍系統(tǒng)從總體結(jié)構(gòu)上看雖屬簡單，但從局部結(jié)構(gòu)看，則仍十分復(fù)雜十分復(fù)雜 最著名的分類編碼系統(tǒng),德國Aachen工業(yè)大學(xué)HOpitz教授開創(chuàng)OpitzOpit

34、z編碼系統(tǒng)特點(diǎn)編碼系統(tǒng)特點(diǎn) 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)OpitzOpitz編碼實例編碼實例計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)KK-3KK-3系統(tǒng)系統(tǒng)供大型企業(yè)使用的十進(jìn)制供大型企業(yè)使用的十進(jìn)制2121位代碼的混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)位代碼的混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng) KK-3系統(tǒng)特點(diǎn)： 在碼位及順序安排上，基本上考慮到各部分形狀加工順序在碼位及順序安排上，基本上考慮到各部分形狀加工順序的關(guān)系，它是一個結(jié)構(gòu)、工藝并重的分類編碼系統(tǒng)的關(guān)系，它是一個結(jié)構(gòu)、工藝并重的分類編碼系統(tǒng) KK-3KK-3系統(tǒng)前系統(tǒng)前7 7位代碼作為設(shè)計專用代碼，便于設(shè)計部門使位代碼作為設(shè)計專用代碼，便于設(shè)計部門使用用 在分類標(biāo)志配置和排列上，便于記憶和應(yīng)用在分類

35、標(biāo)志配置和排列上，便于記憶和應(yīng)用 采用按功能和名稱作為分類標(biāo)志，特別便于設(shè)計部門檢索采用按功能和名稱作為分類標(biāo)志，特別便于設(shè)計部門檢索 主要缺點(diǎn)是環(huán)節(jié)多主要缺點(diǎn)是環(huán)節(jié)多 在某些環(huán)節(jié)上，零件出現(xiàn)率較低，意味著環(huán)節(jié)設(shè)置不當(dāng) KK-3系統(tǒng)是日本通產(chǎn)省機(jī)械技術(shù)研究所提出草案，經(jīng)日本機(jī)械振興協(xié)會成組技術(shù)研究會下屬零件分類編碼系統(tǒng)分會修改而成計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)KK-3機(jī)械加工零件分類編碼系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)體非切削加工特殊孔規(guī)則排列內(nèi)平面與內(nèi)周期面內(nèi)曲面內(nèi)廓形狀周期性表面成形平面異形部分功能槽同心螺紋外廓形狀D直徑L長度細(xì)分類粗分類細(xì)分類粗分類輔助孔端面內(nèi)表面外表面各部形狀與加工外廓形狀與尺寸比主要尺寸

36、材料名稱分類項目2019181716151413121110987654321碼位外廓形狀與尺寸比21特殊孔形狀方向螺紋與成形面方向與階梯周期面與輔助成形面主成形平面外曲面外平面彎曲角度彎曲方向B直徑A長度細(xì)分類粗分類細(xì)分類粗分類輔助孔主孔以外的內(nèi)表面主孔外表面彎曲形狀各部形狀與加工外廓形狀與尺寸比主要尺寸材料名稱分類項目19181716151413121110987654321碼位非切削加工 2021精度非回轉(zhuǎn)體計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)JLBM-1JLBM-1系統(tǒng)系統(tǒng)我國機(jī)械工業(yè)部為推行成組技術(shù)而開發(fā)的一種零件分類編碼系統(tǒng)經(jīng)過先后四次修改，于1984年作為機(jī)械工業(yè)部的

37、技術(shù)指導(dǎo)資料頒布JLBM-1JLBM-1系統(tǒng)是一個十進(jìn)制系統(tǒng)是一個十進(jìn)制1515位代碼的混合結(jié)構(gòu)分類編碼系統(tǒng)位代碼的混合結(jié)構(gòu)分類編碼系統(tǒng) JLBM-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本上和Opitz系統(tǒng)相似，吸取了KK-3系統(tǒng)的特點(diǎn)，克服Opitz系統(tǒng)分類標(biāo)志不全和KK-3系統(tǒng)環(huán)節(jié)過多的缺點(diǎn) 為彌補(bǔ)Opitz系統(tǒng)不足，摒棄Opitz系統(tǒng)的開頭加工碼，把Opitz系統(tǒng)的零件類別碼改為零件功能名稱碼，把熱處理標(biāo)志從Opitz系統(tǒng)中的材料、熱處理碼中獨(dú)立出來，主要尺寸由一個環(huán)節(jié)擴(kuò)大為兩個環(huán)節(jié) JLBM-1系統(tǒng)增加了形狀加工環(huán)節(jié)，比Opitz系統(tǒng)可以容納較多的分類標(biāo)，在系統(tǒng)的總體組成上要比Opitz系統(tǒng)簡單，易于使用 計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)計算機(jī)輔助設(shè)計及制造技術(shù)工藝過程設(shè)計工藝過程設(shè)計工藝過程設(shè)計主要包括以下內(nèi)