數(shù)字化制造(CAPP-2信息輸入)

1、第三節(jié)第三節(jié) 計算機輔助工藝規(guī)劃計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)(CAPP)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計與制造產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計與制造二、零件信息描述與輸入二、零件信息描述與輸入（一）（一）CAPP 系統(tǒng)對零件信息描述技術(shù)的要求系統(tǒng)對零件信息描述技術(shù)的要求工藝設(shè)計考慮的因素工藝設(shè)計考慮的因素: 零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度；毛坯的種類、尺寸；生產(chǎn)批量；零件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度；毛坯的種類、尺寸；生產(chǎn)批量； 加工方法；加工方法； 設(shè)備、工裝配備；設(shè)備、工裝配備； 熱處理；熱處理； 生產(chǎn)企業(yè)條件；傳統(tǒng)工藝習(xí)慣；行業(yè)標(biāo)準生產(chǎn)企業(yè)條件；傳統(tǒng)工藝習(xí)慣；行業(yè)標(biāo)準 零件信息描述是零件信息描述是CAPP 中的關(guān)鍵技術(shù)之一中的關(guān)鍵技術(shù)之一

2、（是（是CAPP運行的基礎(chǔ)運行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)） CAPP的輸出質(zhì)量的輸出質(zhì)量信息描述影響信息描述影響： CAPP的運行效率的運行效率零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入1、零件的信息包括：、零件的信息包括： 幾何信息（圖形信息）：幾何形狀、尺寸幾何信息（圖形信息）：幾何形狀、尺寸 工藝信息：表面粗糙度，精度。熱處理要求、毛坯類型等工藝信息：表面粗糙度，精度。熱處理要求、毛坯類型等2 2、對零件信息描述的要求、對零件信息描述的要求 （1 1）描述零件的各組成表面的形狀、尺寸、精度、粗糙度和形位）描述零件的各組成表面的形狀、尺寸、精度、粗糙度和形位公差等公差等 （2 2）明確各組成表面的相互位置

3、關(guān)系、位置公差和連接次序）明確各組成表面的相互位置關(guān)系、位置公差和連接次序零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入（二）零件信息描述的基本方法（二）零件信息描述的基本方法1、零件分類編碼描述法：、零件分類編碼描述法： 方法：用零件編碼粗略的描述零件的形狀、尺寸和精度信息。方法：用零件編碼粗略的描述零件的形狀、尺寸和精度信息。 如如OPITZ, JLBM-1法法 特點：描述較為粗略；適合于檢索式、派生式系統(tǒng)特點：描述較為粗略；適合于檢索式、派生式系統(tǒng)2、形面要素描述法：、形面要素描述法： 把一個零件看作是由若干個基本的幾何要素所組成。把一個零件看作是由若干個基本的幾何要素所組成。 幾何要素分為主要形

4、面要素、次要形面要素和輔助形面要素。幾何要素分為主要形面要素、次要形面要素和輔助形面要素。零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入 主要形面要素主要形面要素 幾何要素：幾何要素： 次要形面要素次要形面要素 ：退刀槽、直槽、徑向孔、軸向孔、倒角：退刀槽、直槽、徑向孔、軸向孔、倒角 輔助形面要素：分布螺孔、油孔等輔助形面要素：分布螺孔、油孔等 上述要素任意組合，對形面編號，逐一描述。上述要素任意組合，對形面編號，逐一描述。 特點：特點：比較繁瑣，費時間；較為完善和準確比較繁瑣，費時間；較為完善和準確 主要用于描述回轉(zhuǎn)體零件主要用于描述回轉(zhuǎn)體零件外表面要素：外圓面，外錐面等外表面要素：外圓面，外錐面等

5、內(nèi)表面要素：主要孔、錐孔、花鍵孔內(nèi)表面要素：主要孔、錐孔、花鍵孔零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入3 3、零件特征要素法：、零件特征要素法： 用于描述復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體零件用于描述復(fù)雜的非回轉(zhuǎn)體零件 如：孔、螺孔，凸臺，如：孔、螺孔，凸臺，T T型槽等型槽等4 4、知識表示描述法：、知識表示描述法： 用于智能化用于智能化CAPPCAPP系統(tǒng)系統(tǒng) 如：框架表示法；產(chǎn)生式規(guī)則表示法；謂詞邏輯表示法如：框架表示法；產(chǎn)生式規(guī)則表示法；謂詞邏輯表示法5 5、直接與、直接與CAD CAD 連接：連接： 最為理想最為理想，但還不成熟；但還不成熟； 能克服常規(guī)描述法中輸入繁瑣、效率低、易出錯的缺點；能克服常規(guī)描

6、述法中輸入繁瑣、效率低、易出錯的缺點； 如：基于加工特征的建模系統(tǒng)；如：基于加工特征的建模系統(tǒng)；CAD/CAPPCAD/CAPP（集成）編碼機（集成）編碼機制等制等零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入（三）旋轉(zhuǎn)體零件圖形輸入方法（三）旋轉(zhuǎn)體零件圖形輸入方法1、旋轉(zhuǎn)體零件：、旋轉(zhuǎn)體零件： 包括：包括：軸類、盤類、套類、環(huán)類、墊類等軸類、盤類、套類、環(huán)類、墊類等 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點：形狀簡單；基本形狀較規(guī)則形狀簡單；基本形狀較規(guī)則2、主要描述方法主要描述方法 （1 1）分類編碼法）分類編碼法 （2 2）特征形面要素法）特征形面要素法 （3 3）綜合描述法：分類描述法）綜合描述法：分類描述法+ +形

7、面要素形面要素3、特征形面要素法、特征形面要素法 描述方法：描述方法：把零件整體分解為若干個最基本的幾何要素，分別對其把零件整體分解為若干個最基本的幾何要素，分別對其進行描述，然后再輸入零件的熱處理、形位公差信息，經(jīng)過計算機進行描述，然后再輸入零件的熱處理、形位公差信息，經(jīng)過計算機識別這些信息，產(chǎn)生相應(yīng)的加工方案。識別這些信息，產(chǎn)生相應(yīng)的加工方案。零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入（1 1）特征形面要素的分類）特征形面要素的分類 主特征要素主特征要素：主外表面：外圓柱、外圓錐、外螺紋、外花鍵等主外表面：外圓柱、外圓錐、外螺紋、外花鍵等 主內(nèi)表面：內(nèi)圓柱、內(nèi)圓錐、內(nèi)螺紋等主內(nèi)表面：內(nèi)圓柱、內(nèi)圓

8、錐、內(nèi)螺紋等 輔助特征要素輔助特征要素: 依附于主特征之上依附于主特征之上 如：倒角、圓角、輔助孔、平面、環(huán)槽、直槽等如：倒角、圓角、輔助孔、平面、環(huán)槽、直槽等（2 2）形面要素的代碼：）形面要素的代碼： 對特征要素進行編碼，以便于信息的輸入和存儲。對特征要素進行編碼，以便于信息的輸入和存儲。 如：四位代碼：如：四位代碼： 103X 外螺紋外螺紋; 1031 普通螺紋普通螺紋 1032 錐螺紋錐螺紋 1033 錐管螺紋錐管螺紋零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入（3 3）信息輸入的準則：）信息輸入的準則：有序輸入有序輸入 a、零件尺寸按照形面分段依次輸入，沿軸線方向，如外部形狀、零件尺寸按照形

9、面分段依次輸入，沿軸線方向，如外部形狀從左至右依次輸入；內(nèi)部形狀從右至左。從左至右依次輸入；內(nèi)部形狀從右至左。 b、附加于主特征上的輔助特征跟隨主特征之后輸入。附加于主特征上的輔助特征跟隨主特征之后輸入。 c、輔助要素歸屬：輔助要素歸屬： 主特征圓周上的輔助特征歸屬于該主特征主特征圓周上的輔助特征歸屬于該主特征 如：軸頸上的油槽如：軸頸上的油槽 沿形面輸入的方向，主要素軸向尺寸起點所在端面上的輔沿形面輸入的方向，主要素軸向尺寸起點所在端面上的輔助要素歸屬于該要素；助要素歸屬于該要素； 如：退刀槽如：退刀槽（4 4）輸入法的實現(xiàn)）輸入法的實現(xiàn) 要點：要點：分級菜單輸入分級菜單輸入 附有特征形面的

10、圖形提示附有特征形面的圖形提示 在屏幕上在屏幕上可以作修改可以作修改 零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入（四）非回轉(zhuǎn)體零件圖形輸入方法（四）非回轉(zhuǎn)體零件圖形輸入方法 指箱體、板、殼類零件指箱體、板、殼類零件 特點：特點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形面參數(shù)繁多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形面參數(shù)繁多 方位特征描述法方位特征描述法 輸入方法輸入方法: 分層特征描述法分層特征描述法 特征柔性描述法特征柔性描述法 1、特征信息內(nèi)容（如圖、特征信息內(nèi)容（如圖3.2.1) （1 1）零件各個組成表面本身的幾何信息（形狀、尺寸）和工藝信）零件各個組成表面本身的幾何信息（形狀、尺寸）和工藝信息（精度、粗糙

11、度）息（精度、粗糙度） （2 2）說明各個組成表面之間相互位置關(guān)系與連接次序）說明各個組成表面之間相互位置關(guān)系與連接次序 （即：各加工特征單元信息（即：各加工特征單元信息+ +各特征單元之間聯(lián)系信息）各特征單元之間聯(lián)系信息）零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入零件零件幾何信息幾何信息工藝信息工藝信息幾何尺寸幾何尺寸位置尺寸位置尺寸幾何關(guān)聯(lián)幾何關(guān)聯(lián)形面方向形面方向精度精度表面粗糙度表面粗糙度形位公差形位公差熱處理熱處理圖圖3.2.1 零件信息樹零件信息樹圖圖3.2.2 箱體零件特征的分解圖箱體零件特征的分解圖零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入2、信息描述的實現(xiàn)、信息描述的實現(xiàn) 特征單元的劃分方

12、法：特征單元的劃分方法：十方位描述法十方位描述法 單元劃分的基本思想：單元劃分的基本思想：將零件看作是矩形六面體將零件看作是矩形六面體 描述方法：描述方法：在三維空間坐標(biāo)系中描述在三維空間坐標(biāo)系中描述（如圖）（如圖）（1）六面體的六個方位面（）六面體的六個方位面（6個）個） D1：法向指向法向指向X軸正向；軸正向； D2：法向指向法向指向Y軸正向；軸正向； D3：法向指向法向指向X軸負向；軸負向； D4：法向指向法向指向Y軸負向；軸負向； D5：法向指向法向指向Z軸正向；軸正向； D6：法向指向法向指向Z軸負向。軸負向。零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入D2YXZD1D5D3D6D4（2 2

13、）斜面：平行于）斜面：平行于 x x、y y、z z軸的面（軸的面（3 3個）個） D7D7：法向與法向與X X軸相垂直，亦即該方向上所有平面皆與軸相垂直，亦即該方向上所有平面皆與X X軸平行，用軸平行，用平面與平面與 XOYXOY平面的正向夾角記其方位角；平面的正向夾角記其方位角； D8 D8：法向與法向與Y Y軸相垂直，亦即該方向上所有平面皆與軸相垂直，亦即該方向上所有平面皆與Y Y軸平行，用軸平行，用平面與平面與XOYXOY平面的正向夾角記其方位角；平面的正向夾角記其方位角； D9 D9：法向與法向與Z Z軸相垂直，亦即該方向上所有平面皆與軸相垂直，亦即該方向上所有平面皆與Z Z軸平行，

14、用軸平行，用平面與平面與XOZXOZ平面的正向夾角記其方位角；平面的正向夾角記其方位角；（3 3）與坐標(biāo)軸均不垂直）與坐標(biāo)軸均不垂直 （1 1個）個） D10D10：法向與法向與X X軸、軸、Y Y軸、軸、Z Z軸皆不垂直，用其上與軸皆不垂直，用其上與XOYXOY平面的正向夾平面的正向夾角記其方位角。角記其方位角。 零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入 通過對大量箱體類零件進行分析，發(fā)現(xiàn)除了最常見的通過對大量箱體類零件進行分析，發(fā)現(xiàn)除了最常見的六個方位面上加工特征較多之外，其余四個方位面上加工六個方位面上加工特征較多之外，其余四個方位面上加工特征較少，有資料統(tǒng)計，常見的六個方位面與其余四個方特

15、征較少，有資料統(tǒng)計，常見的六個方位面與其余四個方位面出現(xiàn)的頻率是（位面出現(xiàn)的頻率是（180180-200-200）：）：1 1。 從經(jīng)濟合理性考慮，選擇六方位描述法。從經(jīng)濟合理性考慮，選擇六方位描述法。 3、六方位描述法優(yōu)點：、六方位描述法優(yōu)點： （1）易于表達零件的形狀特征易于表達零件的形狀特征 （2 2）加工特征單元與加工方法間有關(guān)系，方便了工藝設(shè)）加工特征單元與加工方法間有關(guān)系，方便了工藝設(shè)計計 （3 3）各單元位置關(guān)系和連接次序可由方位、層次和適當(dāng)）各單元位置關(guān)系和連接次序可由方位、層次和適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲得。的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲得。零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入5 5、箱體零件、箱體零件

16、CAPPCAPP系統(tǒng)的信息描系統(tǒng)的信息描述實例述實例（1 1）表頭信息的描述表頭信息的描述 主要是文字性的描述信息和主要是文字性的描述信息和零件的整體特性數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)零件的整體特性數(shù)據(jù)，包括產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品型號、零件圖號、品名稱、產(chǎn)品型號、零件圖號、材料牌號、毛坯種類、零件凈材料牌號、毛坯種類、零件凈重、零件的最大長度、零件的重、零件的最大長度、零件的最大寬度、零件的最大高度、最大寬度、零件的最大高度、每臺件數(shù)、熱處理要求、油漆每臺件數(shù)、熱處理要求、油漆分類、合加工產(chǎn)品型號、合加分類、合加工產(chǎn)品型號、合加工件零件號等等。工件零件號等等。 零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入（2）形面信息分類）形

17、面信息分類 采用特征技術(shù)將箱體類零件抽象為一個六面體，組成六面體的各采用特征技術(shù)將箱體類零件抽象為一個六面體，組成六面體的各面定義為箱體的方位面，而每一方位面其組成要素為孔、面、槽。組面定義為箱體的方位面，而每一方位面其組成要素為孔、面、槽。組成零件的各種孔、面、槽等形狀特征是劃分加工特征單元的基礎(chǔ)。成零件的各種孔、面、槽等形狀特征是劃分加工特征單元的基礎(chǔ)。零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入組別詳細分類1面1平面1普通平面2框形平面3閉凹面4外圓弧面5通凹面6凹面2導(dǎo)軌面1V平導(dǎo)軌面2外直角導(dǎo)軌面3內(nèi)直角移置導(dǎo)軌面4內(nèi)傾斜移置導(dǎo)軌面5內(nèi)矩形導(dǎo)軌面6外矩形導(dǎo)軌面7單燕尾導(dǎo)軌面面孔槽組別詳細分類

18、3槽1普通槽1矩形兩端不通直槽2矩形一端不通直槽3矩形直通槽4開口槽5開口階梯槽6T型槽7半圓槽8圓周上等分槽9軸向不通開口槽2油槽0轉(zhuǎn)彎油槽1平底直油槽2圓底直油槽3三角油槽面孔槽零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入組別詳細分類2孔0直孔1直孔2斜直孔3長空刀槽直孔4間斷直孔5三支撐直孔1階梯孔0一階孔1斜面一階孔2間斷一階孔3二階孔4間斷多階孔5迷宮孔6簡單迷宮孔2沉孔0沉孔1斜面沉孔2反向沉孔3盲孔0簡單盲孔1尖底盲孔2間斷盲孔3平底一階直孔4尖底一階盲孔5間斷一階盲孔6底盤盲孔4特殊孔0非圓孔零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入(3) 形面信息的輸入形面信息的輸入 零件信息描述與輸入零

19、件信息描述與輸入零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入 零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入 零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入（五）集成環(huán)境下的（五）集成環(huán)境下的CAPP系統(tǒng)的信息描述系統(tǒng)的信息描述 信息流向圖：信息流向圖：CAPPCAMCADMASMISCAQ產(chǎn)品數(shù)據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的公藝性評價工藝過程、設(shè)備、工時技術(shù)準備計劃、庫存、刀具狀況工藝文件、刀夾具信息工作報告、修改意見工藝規(guī)程、刀具清單、工裝數(shù)據(jù)工序、設(shè)備、檢測數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)（用于修改工藝過程），工藝信息意見零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入零件信息描述與輸入CAD/CAPP集成環(huán)境下的信息輸入方法集成環(huán)境下的信息輸入

20、方法（1）特征識別法）特征識別法 （語義自動轉(zhuǎn)換）（語義自動轉(zhuǎn)換） 零件信息的自動輸入是解決零件信息的自動輸入是解決CAD/CAPP CAD/CAPP 集成的關(guān)鍵，是集成的關(guān)鍵，是“世界性世界性難題難題”方法：從方法：從dwg或或dxf 文件中直接提取文件中直接提取CAPP需要的信息需要的信息 CAPP所需要的信息：所需要的信息：組成表面、形狀特征、尺寸、公差等組成表面、形狀特征、尺寸、公差等特點：特點：有局限性；有局限性； 不通用；不通用； 難實現(xiàn)難實現(xiàn)難點：難點：CADCAD系統(tǒng)的圖形基本單元是點、線、面及拓撲關(guān)系等底層信系統(tǒng)的圖形基本單元是點、線、面及拓撲關(guān)系等底層信息，從中提取加工表面特征等高層工藝信息，非常難息，從中提取加工表面特征等高層工藝信息，非常難; ; CADCAD文件中文件中沒有公差、粗糙度、熱處理等工藝信息，標(biāo)注上的是圖元素，它們很沒有公差、粗糙度、熱處理等工藝信息，標(biāo)注上的是圖元素，它們很難對應(yīng)起來難對應(yīng)起來; ; CADCAD系統(tǒng)很多，不同系統(tǒng)文件格式不兼容系統(tǒng)很多，不同系統(tǒng)文件格式