CIMS組成與體系-CAPPppt課件

1、專題二：CIMS組成與體系之CAx(下)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)朱海平機(jī)械學(xué)院制造配備數(shù)字化國家工程中心/工業(yè)工程系.目 錄 Part1: CAPP簡介 Part2: CAPP關(guān)鍵技術(shù) Part3: CAPP軟件系統(tǒng) Part4: CAPP開展趨勢.工藝設(shè)計(jì)在PLM中所處的階段Test & Quality Assurance PLM(Product Lifecycle Management)Requirement & PlanConcept DesignSimulation & AnalysisProduct EngineeringManufacturing Engine

2、eringProcess Verification AnalysisProduction & ManufacturingSalesServices SupportScrapping & RecyclingProduct LifecycleProcess Planning.工藝設(shè)計(jì)與CAPP工藝設(shè)計(jì)的根本義務(wù)：將產(chǎn)品(包括零件)的設(shè)計(jì)結(jié)果轉(zhuǎn)換為要把原資料制呵斥為這樣的產(chǎn)品所需求的一系列操作(Operations)及資源需求(Resource Requirements)的描畫工藝設(shè)計(jì)是銜接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)踐消費(fèi)的紐帶，是消費(fèi)預(yù)備的重要環(huán)節(jié)CAPP是Computer Aided Process Plan

3、ning的縮寫CAPP是CIMS的重要組成部分.工藝設(shè)計(jì)的任務(wù)內(nèi)容和類型任務(wù)內(nèi)容毛坯設(shè)計(jì)工藝方案制定工藝道路排序詳細(xì)工序設(shè)計(jì)：工裝設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)確定、機(jī)床和刀夾具選擇、工序圖生成等等工時(shí)定額估計(jì)工藝仿真驗(yàn)證工藝文件輸出工藝類型零件的機(jī)械加工工藝、鈑金件的沖壓工藝、零件的鑄造工藝、鍛造工藝、焊接工藝和熱處置工藝等等產(chǎn)品及其部件(包括組件和合件)的裝配工藝.企業(yè)為什么需求CAPP？減輕勞動(dòng)量：工藝設(shè)計(jì)是很繁瑣的任務(wù)，信息處置量大，各種信息之間的關(guān)系極為錯(cuò)綜復(fù)雜反復(fù)利用知識：將閱歷轉(zhuǎn)化為知識，輔助工藝決策信息共享：實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)之間的并行工程過程管理：實(shí)現(xiàn)工藝人員之間的協(xié)同任務(wù)，實(shí)現(xiàn)工藝發(fā)布

4、流程和變卦流程的電子化優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果：工藝方案不但可行，還要盡量優(yōu)化仿真分析和驗(yàn)證：減少實(shí)踐消費(fèi)中因工藝錯(cuò)誤呵斥的損失規(guī)范化和規(guī)范化：一致的工藝文件格式、工藝術(shù)語等最終縮短消費(fèi)預(yù)備周期，降低本錢.CAPP的根本內(nèi)涵既是軟件工具集計(jì)算機(jī)輔助工具集(CAX)包括CAD/CAE/CAPP/CAM等，其中CAPP工具集包括工藝方案選擇、工藝道路排序、工序內(nèi)容決策、虛擬加工/裝配、工藝報(bào)表輸出等根本子工具又是管理系統(tǒng)系統(tǒng)的根本輸入是CAD數(shù)模文件和工程BOM系統(tǒng)的根本輸出是工藝規(guī)程文件和工藝BOM系統(tǒng)所管理的信息包括：工藝資源、工藝知識、工藝文件、工藝設(shè)計(jì)過程等等.CAPP的開展歷史(1)對CAPP的研討

5、始于20世紀(jì)60年代，1969年挪威發(fā)表第一個(gè)CAPP系統(tǒng)AUTOPROS，它是根據(jù)成組技術(shù)原理，利用零件的類似性去檢索和修正規(guī)范工藝過程的方式來構(gòu)成相應(yīng)零件的工藝規(guī)程1976年，美國的CAM-I公司研制出了可在微機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)的CAPP系統(tǒng)，其任務(wù)原理也是成組技術(shù)隨后的20余年時(shí)間里，出現(xiàn)了假設(shè)干派生式、創(chuàng)成式以及混合式CAPP系統(tǒng)，它們都以利用智能化和專家系統(tǒng)方法來自動(dòng)或半自動(dòng)編制工藝規(guī)程為主要目的迄今為止國內(nèi)外還沒有兼具適用性和通用性、真正商品化的、能自動(dòng)完成工藝設(shè)計(jì)的CAPP系統(tǒng).CAPP的開展歷史(2)目前在國際上，CAPP的中心功能普通不以一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)存在，而是嵌入到其它系統(tǒng)中，比如：

6、PDM系統(tǒng)(Teamcenter Engineering, Windchill等)既能管理產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，也能管理工藝數(shù)據(jù)三維CAD軟件(UG, Pro/E等)能進(jìn)展虛擬裝配CAM軟件能進(jìn)展虛擬加工數(shù)字化工廠/數(shù)字化制造軟件(Tecnomatix, DELMIA等)包含了工藝規(guī)劃和工藝驗(yàn)證等功能然而，在中國國內(nèi)，卻存在一批商業(yè)化CAPP軟件，它們普通都提供了工藝文件管理、工藝規(guī)程編制和工藝流程管理等功能，但工藝決策和工藝仿真功能相對欠缺.CAPP系統(tǒng)的分類CAPP系統(tǒng)檢索式(Index)系統(tǒng)派生式(Variant)系統(tǒng)創(chuàng)成式(Generative)系統(tǒng)混合式(Hybrid)系統(tǒng)基于成組技術(shù)基于特

7、征基于傳統(tǒng)過程方式的決策基于知識基于推理機(jī)派生式與創(chuàng)成式相結(jié)合基于實(shí)例與知識其他混合式.檢索式CAPP檢索式(Index)系統(tǒng)是最簡單的CAPP系統(tǒng)常運(yùn)用于大批、大量消費(fèi)方式。工件的種類很少，零件變化不大且類似程度很高不需求進(jìn)展零件的編碼，在建立系統(tǒng)時(shí)，將各類零件的工藝規(guī)程輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)只起到存儲(chǔ)、檢索、修正的作用通常只需求對已建立的工藝規(guī)程進(jìn)展管理即可假設(shè)需求編制新零件的工藝規(guī)程，就將同類零件的工藝規(guī)程調(diào)出并進(jìn)展修正.派生式(變異式)CAPP建立在成組技術(shù)(GT: Group Technology)根底上，基于零件的類似性(尺寸類似、外形類似、工藝類似)原理來進(jìn)展工藝設(shè)計(jì)和工藝信息管理零

8、件工藝規(guī)程庫的建立過程將各種零件分類歸族，構(gòu)成零件組對于每一零件族，選擇或構(gòu)造規(guī)范樣件 對規(guī)范樣件編制規(guī)范工藝規(guī)程將該規(guī)范工藝規(guī)程存放在數(shù)據(jù)庫中新零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)過程輸入該零件的成組技術(shù)代碼根據(jù)零件的成組技術(shù)代碼得到規(guī)范工藝規(guī)程修正編輯得到所需的工藝規(guī)程.派生式CAPP表示圖基于GT的工藝規(guī)程庫工藝設(shè)計(jì)過程零件圖零件編碼工藝道路編輯器工藝道路生成零件特征識別工藝道路工藝設(shè)計(jì)結(jié)果工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝規(guī)程編輯器規(guī)范工藝道路庫規(guī)范工藝規(guī)程庫.創(chuàng)成式CAPP在創(chuàng)成式CAPP中不存在規(guī)范的工藝規(guī)程，但是有一個(gè)搜集了大量工藝數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫和一個(gè)存貯了工藝專家知識的知識庫依托系統(tǒng)提供的各種決策邏輯(過程)以及各

9、種有關(guān)的制造工程數(shù)據(jù)信息，運(yùn)用各種工藝決策規(guī)那么，從無到有，自動(dòng)生成該零件的工藝規(guī)程創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)實(shí)際目前尚不完善，因此還未出現(xiàn)一個(gè)純粹的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng).創(chuàng)成式CAPP表示圖零件識別零件輸入輸出工藝創(chuàng)成工藝文件工藝數(shù)據(jù)庫現(xiàn)實(shí)庫規(guī)那么庫動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫.創(chuàng)成式CAPP的中心中心是工藝決策邏輯和決策模型的建立選定零件類型，建立零件描畫信息模型對該類零件進(jìn)展工藝分析，從零件描畫信息中直接抽取或分析出加工特征，并為這些加工特征提供可供選擇的加工方法建立各種加工方法的加工才干及加工精度等根本工藝知識工程數(shù)據(jù)庫歸納和建立各種工藝決策邏輯和決策模型，構(gòu)成知識庫(現(xiàn)實(shí)庫、規(guī)那么庫等).1特征識別屬性屬性屬性

10、屬性屬性屬性屬性屬性屬性屬性屬性屬性零件識別創(chuàng)成式CAPP.零件識別創(chuàng)成式CAPP.現(xiàn)實(shí)庫典型加工道路： 例如主軸下料粗車粗倒角調(diào)質(zhì)半精車倒角淬火磨削下料粗車粗倒角調(diào)質(zhì)半精車倒角精車創(chuàng)成式CAPP.現(xiàn)實(shí)庫加工設(shè)備CA6140車床1CA6185車床2加工中心1加工中心2創(chuàng)成式CAPP. 加工方法選擇 工件資料 外表外形 尺寸、公差、外表粗糙度 消費(fèi)批量 可供運(yùn)用的機(jī)床設(shè)備等。 工藝道路安排 先基后面 先粗后精 先面后孔槽 工序設(shè)計(jì) 加工設(shè)備和工藝輔具選擇 工步內(nèi)容和次序安排 加工余量確定 工序尺寸和公差確實(shí)定 切削用量確定工藝決策選擇加工方法、加工設(shè)備、切削用量、刀具等 數(shù)值計(jì)算工時(shí)定額、尺寸鏈

11、、資料利用率等編輯文字處置、制表任務(wù)等.決策模型 工藝過程設(shè)計(jì)是典型的復(fù)雜問題，設(shè)計(jì)各階段所涉及的決策過程的性質(zhì)是多種多樣的：工序尺寸計(jì)算、切削用量選擇、時(shí)間定額計(jì)算以及消費(fèi)本錢費(fèi)用計(jì)算等數(shù)值計(jì)算可以依托數(shù)學(xué)模型。大多數(shù)決策過程屬于邏輯決策。只能依托建立決策模型來實(shí)現(xiàn)。依托大量的制造工程數(shù)據(jù)依托專家豐富的消費(fèi)實(shí)際閱歷和技巧產(chǎn)品信息描畫是建立模型的根底.決策模型加工方法選擇 工藝道路安排 工序設(shè)計(jì) 加工設(shè)備和工具選擇工步內(nèi)容和次序安排加工余量確定工序尺寸和公差確實(shí)定切削用量確定時(shí)間定額計(jì)算加工費(fèi)用計(jì)算加工過程優(yōu)化 .決策模型以加工方法選擇為例加工方法選擇：即是加工工序序列的選擇外表特征外表加工方

12、法的選擇加工工序序列確定工序序列：正向設(shè)計(jì)指的是從毛坯外形開場，逐漸選擇適宜的加工工序，直至能加工出符合最終目的要求的外形為止。反向設(shè)計(jì)是反向的設(shè)計(jì)過程，即從零件外形特征的最終要求開場，反向逐漸選擇適宜的加工工序，直至選擇出無需預(yù)加工為止。為多數(shù)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)所采用。加工方法選擇應(yīng)思索的要素：工件資料、外表外形、尺寸、公差、外表粗糙度、消費(fèi)批量、消費(fèi)開銷和可供運(yùn)用的機(jī)床設(shè)備等。 .決策方法決策表 決策樹工藝設(shè)計(jì)專家系統(tǒng) .決策表某類零件半精加工的規(guī)那么如下：1 假設(shè)加工精度低于E級，那么不精車；2 假設(shè)加工精度高于E級，且L/D45，各圓留余量5mm；3 假設(shè)加工精度高于E級，且L/D45

13、，各圓留余量4mm； .決策樹某類零件半精加工的規(guī)那么=E級半精加工45L/D=45不精車留余量5mm留余量4mm.工藝設(shè)計(jì)專家系統(tǒng) 在利用決策表和決策樹的CAPP系統(tǒng)中，工藝知識和決策邏輯都用程序設(shè)計(jì)言語編制在軟件程序中，系統(tǒng)程序一旦編制、調(diào)試終了，其功能就確定下來，很不容易修正。當(dāng)消費(fèi)環(huán)境變化時(shí)，就缺乏足夠的柔性順應(yīng)這些變化?，F(xiàn)有的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)缺乏總結(jié)閱歷、發(fā)現(xiàn)問題的自學(xué)習(xí)才干。由于這些缺陷，促使人們將人工智能、專家系統(tǒng)的原理運(yùn)用于CAPP系統(tǒng)，開發(fā)出柔性高，具有自學(xué)功能，可以真正模擬人類專家進(jìn)展工藝設(shè)計(jì)的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)。.2工藝數(shù)據(jù)庫創(chuàng)成式CAPP結(jié)果例如.各種CAPP的缺乏之

14、處檢索式CAPP不具備任何智能派生式系統(tǒng)必需有規(guī)范文件，因此它有一定的適用范圍局限性，只能針對某些具有類似性的零件產(chǎn)生工藝文件創(chuàng)成式系統(tǒng)雖然能自動(dòng)生成工藝文件，但需輸入全面的零件信息，信息需求量極大，系統(tǒng)要確定零件的加工道路、定位基準(zhǔn)、裝夾方式等，由于工藝設(shè)計(jì)的特殊性及個(gè)性化特征，這些知識的表達(dá)和推理目前無法很好的實(shí)現(xiàn).目 錄 Part1: CAPP簡介 Part2: CAPP關(guān)鍵技術(shù) Part3: CAPP軟件系統(tǒng) Part4: CAPP開展趨勢.CAPP關(guān)鍵技術(shù)1. 面向工藝設(shè)計(jì)的產(chǎn)品信息模型獲取2. 工藝知識的獲取與描畫3. 工藝方案的多目的決策4. 工藝道路排序5. 基于類似性原理的變

15、異式工藝設(shè)計(jì)6. 參數(shù)化加工工藝設(shè)計(jì)7. 裝配工藝規(guī)劃與驗(yàn)證8. 工藝BOM的生成與管理.1. 面向工藝設(shè)計(jì)的產(chǎn)品信息模型獲取從三維CAD系統(tǒng)中提取所需的零件特征，建立工藝信息模型，從而對產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)展工藝性評價(jià)，并根據(jù)零件幾何特征和加工工藝特征來進(jìn)展工藝設(shè)計(jì)CAD/CAPP的集成信息產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息。包括零件各根本幾何形體的外表特征、構(gòu)造特征、零件的尺寸、根本幾何形體在零件中所處的位置等加工工藝要求。包括外表粗糙度，外形位置精度，形位間的相互位置精度等EBOM (Engineering BOM)工藝評價(jià)反響.CAD/CAPP的集成途徑(1)規(guī)范中性文件DXF, PDES, IGES等STEP

16、(Stand for Exchange of Product Model Data)。ISO制定的產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達(dá)與交換的規(guī)范，SETP零件模型由EXPRESS描畫言語定義.CAD/CAPP的集成途徑(2)PDM (Product Data Management)系統(tǒng)CAD/CAPP的數(shù)據(jù)全部在PDM系統(tǒng)中管理設(shè)計(jì)人員和工藝人員實(shí)現(xiàn)了真正的信息共享，這是并行工程(CE, Concurrent Engineering)的根底.三維輕量化工藝信息模型(1)傳統(tǒng)的CAPP中，工藝信息以數(shù)據(jù)庫表格和二維圖(AutoCAD等)的方式存在，不夠直觀三維輕量化工藝信息模型的優(yōu)點(diǎn)籠統(tǒng)直觀，易于實(shí)現(xiàn)可視化工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)

17、航數(shù)據(jù)量小，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸和閱讀支持空間尺寸鏈的自動(dòng)計(jì)算許多CAD軟件產(chǎn)商正努力于三維輕量化CAD模型的研討和格式制定，比如VRML格式、UGS的JT文件、Spatial的HSF文件等等.三維輕量化工藝信息模型(2)產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)模型和工藝模型存在較大的差別設(shè)計(jì)人員和工藝人員習(xí)慣于從不同的視角來對待產(chǎn)品，前者關(guān)懷產(chǎn)品的外型和功能，后者那么更關(guān)注產(chǎn)品加工和裝配的實(shí)現(xiàn)途徑。因此設(shè)計(jì)模型和工藝模型之間是一對多的關(guān)系，需求處理以下關(guān)鍵技術(shù)：從設(shè)計(jì)域到工藝域的特征映射方法面向可視化工藝的特征簡化和模型輕量化方法建立能支持不同CAD軟件的中性文件格式.2. 工藝知識的描畫與獲取(1)工藝知識表現(xiàn)為一系列

18、的決策規(guī)那么，它是實(shí)現(xiàn)工藝過程輔助決策支持的根底。工藝閱歷和工藝規(guī)范最終都可以轉(zhuǎn)化為工藝知識加工方法的多樣性和工藝人員的客觀性使得工藝知識的方式多樣，并且往往存在不確定性常用的工藝知識描畫方法決策表決策樹IFThen規(guī)那么神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)半精加工不精車留余量5mm留余量4mm45E級L/D45半精加工決策樹的例子.工藝知識發(fā)現(xiàn)方法手工地將知的工藝閱歷和工藝規(guī)范轉(zhuǎn)換為工藝知識描畫許多工藝知識隱含在歷史工藝模型和文件中，可以經(jīng)過知識發(fā)現(xiàn)方法來進(jìn)展相關(guān)知識的發(fā)掘常用的數(shù)據(jù)發(fā)掘方法聚類分析方法關(guān)聯(lián)分析方法基于粗糙集的制造序列知識發(fā)掘方法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類方法.3. 工藝方案的多目的決策同一零件的加工往往有多種工藝方

19、案可以選擇，比如某道工序既可以車、也可以銑在確定最終工藝方案時(shí)，需求綜合思索時(shí)間、本錢、質(zhì)量、綠色等目的，因此是一個(gè)多目的決策過程。常用的多目的決策方法是層次分析法(AHP)傳統(tǒng)的工藝規(guī)劃過程中，普通要在消費(fèi)方案和調(diào)度之前完成最終工藝方案確實(shí)定單工藝方案單工藝方案降低了消費(fèi)過程柔性，難以應(yīng)對設(shè)備缺點(diǎn)等不確定要素，因此柔性工藝規(guī)劃正成為新的趨勢.柔性工藝規(guī)劃的描畫方法非線性工藝(Nonlinear Process Planning, NLPP)模型在每個(gè)零件進(jìn)入車間之前生成一切能夠的工藝，并根據(jù)工藝規(guī)劃的優(yōu)化目的給每個(gè)可選工藝方案賦予一定的優(yōu)先級，最終用于消費(fèi)的工藝方案確實(shí)定任務(wù)由調(diào)度系統(tǒng)完成可

20、采用XML擴(kuò)展的PSL規(guī)范(簡稱為PSL/XML)來描畫柔性工藝規(guī)劃。PSL(Process Specification Language)是美國國家規(guī)范局(NIST)公布的工藝過程定義言語非線性工藝的根本思想.4. 工藝道路排序CAPP的主要義務(wù)之一是生成工藝道路，即在明確零件一切工藝特征和加工方法的根底上，進(jìn)展工藝道路決策和特征加工過程的工序/工步排序，其目的是合理安排一系列的操作，使得加工順序滿足由零件和工具確立的特征優(yōu)先約束，并盡量提高加工效率工藝過程排序是一個(gè)典型的組合優(yōu)化問題，對于加工特征眾多的復(fù)雜零件來說，特征之間的約束數(shù)量多，類型復(fù)雜，并且存在許多矛盾情況。工藝過程排序是一個(gè)N

21、P-Hard數(shù)學(xué)問題.兩類特征加工先后順序約束復(fù)雜零件的不同工藝特征之間存在著各種約束關(guān)系，按照強(qiáng)迫性程度的不同，可將它們分為合理性約束和最優(yōu)性約束，在工序/工步排序過程中，前者是必需滿足的，后者那么要求盡量滿足合理性約束：先基準(zhǔn)面后其它、先面后孔、先主后次、非破壞性約束關(guān)系等等最優(yōu)性約束：盡量減少裝夾次數(shù)、盡量減少換刀次數(shù)、某些特征的加工最好在一次裝夾中完成等.基于遺傳算法的工藝道路排序方法遺傳算法是求解優(yōu)化工藝道路序列的較好方法首先建立特征關(guān)系圖(FRG：Feature Relation Graph)遺傳算法的根本步驟如下：特征關(guān)系圖遺傳算法的根本步驟.5. 基于類似性原理的變異式工藝設(shè)計(jì)

22、許多制造企業(yè)都存在大量的變異式工藝設(shè)計(jì)，特別是在機(jī)加工工藝過程中，工藝人員往往憑閱歷找到類似零件的工藝文件，然后進(jìn)展修正并生成新零件的工藝零件的工藝類似性表示為不同特征的類似度加權(quán)和，因此需求確定：不同特征在零件工藝類似性中所占的權(quán)重特征的類似度計(jì)算公式一旦確定出以上兩點(diǎn)，CAPP就可以自動(dòng)判別零件的工藝類似性，并找到與當(dāng)前零件類似的老工藝規(guī)程.變異式工藝設(shè)計(jì)的根本步驟根本思想是利用已有零件的工藝規(guī)程來快速生成類似新零件的工藝規(guī)程，分為零件特征識別和定義、零件的檢索、類似性判別、工藝規(guī)程實(shí)例的抽取、工藝規(guī)程挑選、工藝過程修正等六個(gè)根本步驟新零件(新工藝設(shè)計(jì)問題)特征的識別和定義零件特征庫零件檢

23、索類似性判別足夠類似？類似零件工藝規(guī)程的抽取工藝規(guī)程挑選工藝規(guī)程修正工藝文件庫可用？工藝知識庫特征信息表工藝資源庫工藝規(guī)程重新設(shè)計(jì)是否否是.工藝類似性判別CAPP的零件特征模型在三維實(shí)體的根底上添加了諸如毛坯類型、加工批量、熱處置方式等工藝特征信息。以特征模型所含的特征信息為類似元進(jìn)展實(shí)例搜索，可提高搜索效率，并得到更為準(zhǔn)確的類似零件類似性判別經(jīng)過計(jì)算零件的特征類似度來實(shí)現(xiàn)。主要思索資料類似性、毛坯類似性、熱處置方式類似性、主要面加工精度類似性、主要面粗糙度類似性、加工批量類似性和外形類似性，對這些類似性按照04級標(biāo)度量化成類似度，并且不同的類似度賦予不同的權(quán)重。對一切類似度求取加權(quán)和就得到總

24、的類似度.6. 參數(shù)化加工工藝設(shè)計(jì)零件的加工工藝設(shè)計(jì)通常包括如下義務(wù)加工道路規(guī)劃：確定零件的加工方法和順序裝夾規(guī)劃：確定每道工序的定位裝夾方式與工裝等工序設(shè)計(jì)：確定出每道工序的詳細(xì)內(nèi)容參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)的根本思想將工藝決策知識轉(zhuǎn)化為參數(shù)化工藝流程圖模板工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)航過程中，經(jīng)過手工或自動(dòng)的方式輸入?yún)?shù)取值，逐漸完成工藝流程圖模板的實(shí)例化最終的工藝流程圖實(shí)例即為零件的加工工藝.工藝設(shè)計(jì)的多階段多層次決策模型工藝過程設(shè)計(jì)是典型的復(fù)雜問題，工藝設(shè)計(jì)各階段所涉及的決策問題的性質(zhì)多種多樣加工方法選擇工藝道路安排工序設(shè)計(jì)裝夾規(guī)劃加工方法選擇加工序列確定半精加工粗加工精加工定位方式確定利用舊夾具或重新設(shè)計(jì)加工余量

25、確定切削用量確定加工設(shè)備和工具選擇工步內(nèi)容和次序安排工序尺寸和公差確實(shí)定階段1階段2階段3階段4.工藝知識的參數(shù)化描畫工藝知識比較適宜于用參數(shù)化工藝流程圖模板的方式來描畫，其優(yōu)點(diǎn)在于：籠統(tǒng)直觀，便于工程師了解可以有選擇的定義參數(shù)變量，以順應(yīng)不同的情況解析的過程和工藝人員進(jìn)展工藝決策的過程可以有機(jī)結(jié)合.參數(shù)化工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)航針對工藝設(shè)計(jì)義務(wù)，在工藝流程圖模板的直接驅(qū)動(dòng)下，以三維工藝模型和特征庫為數(shù)據(jù)源，結(jié)合參數(shù)的自動(dòng)辨識技術(shù)，經(jīng)過半自動(dòng)的人機(jī)交互方式，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)航典型模板工藝庫典型工藝模板選擇，規(guī)那么解析參數(shù)化工藝數(shù)據(jù)生成典型工序圖自動(dòng)選取典型單元工序圖庫參數(shù)驅(qū)動(dòng)生成適當(dāng)工序圖工藝規(guī)程生成與后處

26、置工藝規(guī)程庫典型零件庫參數(shù)計(jì)算與處置特征識別零件庫聚類分析修正及入庫新零件按參數(shù)化實(shí)現(xiàn)規(guī)那么處置序列知識發(fā)掘參數(shù)約簡規(guī)那么描畫流程圖模板建立工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)航.7. 裝配工藝規(guī)劃與驗(yàn)證計(jì)算機(jī)輔助裝配規(guī)劃(CAAP: Computer Aided Assembly Planning)：利用計(jì)算機(jī)進(jìn)展裝配過程仿真來驗(yàn)證產(chǎn)品的可裝配性，并生成優(yōu)化的裝配序列CAAP 閱歷了幾個(gè)不同的開展階段，出現(xiàn)了4種代表性方法：經(jīng)典裝配規(guī)劃方法、虛擬裝配規(guī)劃方法、裝配規(guī)劃軟計(jì)算方法和協(xié)同裝配規(guī)劃方法目前CAAP中研討的熱點(diǎn)是裝配序列規(guī)劃，即以產(chǎn)品的三維CAD裝配模型為根底，采用幾何推理、軟計(jì)算、決策實(shí)際和方法，經(jīng)過產(chǎn)品裝

27、配建模、裝配序列推理和表達(dá)以及裝配序列評價(jià)和選擇為產(chǎn)品面向裝配的設(shè)計(jì)和裝配工藝規(guī)劃提供指點(diǎn)和支持.經(jīng)過自動(dòng)裝配生成裝配序列裝配是裝配的逆過程，假設(shè)按照某種序列可以裝配產(chǎn)品，那么該序列的逆過程一定是一種可行的裝配序列對于復(fù)雜產(chǎn)品而言，裝配序列的數(shù)量是及其龐大的，只能經(jīng)過計(jì)算機(jī)手段進(jìn)展裝配序列的自動(dòng)搜索在進(jìn)展干涉檢查時(shí)，既要思索零件之間的潛在干涉，也要思索零件和工裝、夾具之間的干涉經(jīng)過自動(dòng)裝配最終生成可行裝配序列集.裝配序列的尋優(yōu)與驗(yàn)證可行裝配序列集的尋優(yōu)是一個(gè)組合優(yōu)化問題(NP-Hard難題)，普統(tǒng)統(tǒng)過進(jìn)化算法來求解利用傳統(tǒng)的裝配仿真方法只能驗(yàn)證裝配序列能否存在零件間的幾何干涉景象為了進(jìn)一步確保

28、在車間中裝配序列的可行性和合理性，還需求在仿真建模過程中，將夾具、設(shè)備等要素都思索進(jìn)來，建立真實(shí)的虛擬仿真環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)裝配規(guī)劃的驗(yàn)證。.8. 工藝BOM的生成與管理(1)物料清單(BOM: Bill Of Material)是PLM根本數(shù)據(jù)模型BOM在產(chǎn)品生命周期中有不同的表現(xiàn)方式(視圖)PDM系統(tǒng)中EBOM (Engineering BOM)CAPP系統(tǒng)中的PBOM (Process BOM)ERP系統(tǒng)中的MBOM (Manufacturing BOM)BOM視圖的演化產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，PDM管理EBOMCAPP系統(tǒng)從PDM系統(tǒng)獲取EBOM，在工藝設(shè)計(jì)過程中，逐漸生成PBOMCAPP將PBOM

29、輸出到ERP系統(tǒng)中，ERP最終生成MBOM可見PBOM起到承上啟下的作用.PBOM與EBOM的區(qū)別EBOM表示產(chǎn)品最終的功能組成構(gòu)造PBOM表示工藝構(gòu)造普通只關(guān)注自制件EBOM的結(jié)點(diǎn)都是廢品，而PBOM還需求管理加工過程的中間件，比如毛坯、工序中間件等裝配過程中的虛擬件也在PBOM中管理，如以下圖P1P2P3P4P1P2P3P4V1V2EBOM構(gòu)造PBOM構(gòu)造虛擬件.目 錄 Part1: CAPP簡介 Part2: CAPP關(guān)鍵技術(shù) Part3: CAPP軟件系統(tǒng) Part4: CAPP開展趨勢.CAPP系統(tǒng)的體系構(gòu)造DBMS(獨(dú)立數(shù)據(jù)庫或者和PDM共用)運(yùn)用客戶端(C/S)閱讀器(B/S)C

30、AD接口工藝決策邏輯工藝編輯工具工藝文件管理器工藝資源/知識管理器虛擬加工/裝配ERP/MES接口查詢統(tǒng)計(jì)工具工藝設(shè)計(jì)過程管理工藝方案選擇用戶界面層中心運(yùn)用層數(shù)據(jù)庫層三維工藝設(shè)計(jì)引擎報(bào)表輸出工具.CAPP系統(tǒng)的功能變化CAPP時(shí)間主要特征功能構(gòu)成應(yīng)用效果圖形界面信息管理過程管理工藝決策查詢統(tǒng)計(jì)格式定制虛擬仿真系統(tǒng)集成第一代1970s-1990s強(qiáng)調(diào)智能化沒有或二維沒有沒有有沒有不靈活沒有不方便應(yīng)用面窄第二代1990s-強(qiáng)調(diào)CAPP的管理功能二維有有沒有或弱有很靈活沒有方便應(yīng)用面廣第三代2000s-基于三維的智能化、可定制系統(tǒng)三維有有功能強(qiáng)大有很靈活有方便應(yīng)用面廣.工藝信息管理工藝文件管理工藝文

31、件編碼工藝文件的集中存放和一致管理，版本控制工藝文件內(nèi)容(工序稱號、內(nèi)容等)的數(shù)據(jù)庫管理工藝資源和知識的管理根底資源的分類和管理：通用/公用刀具、檢具、檢測儀器、工藝配備、原資料、車間設(shè)備等開放式工藝資源管理，實(shí)現(xiàn)和企業(yè)中其它信息系統(tǒng)(比如ERP/MES)中的制造資源的集成工藝知識庫由工藝參數(shù)庫、典型零件工藝和一些閱歷規(guī)那么構(gòu)成，經(jīng)過IfThen來描畫這些規(guī)那么工藝文件操作閱讀、圈閱查詢、統(tǒng)計(jì).工藝設(shè)計(jì)過程管理工藝設(shè)計(jì)工程管理義務(wù)定義義務(wù)分解和進(jìn)度監(jiān)控任務(wù)流程管理工藝文件發(fā)布流程：設(shè)計(jì)評審?fù)獍l(fā)布工藝文件變卦流程：包括變卦定義、評價(jià)、變卦單的創(chuàng)建、變卦執(zhí)行等環(huán)節(jié)組織定義，基于角色和義務(wù)的權(quán)限控

32、制工藝設(shè)計(jì)協(xié)同過程控制不同工藝類型之間的協(xié)同任務(wù)沖突消解.工藝資源的管理分類管理，集數(shù)據(jù)、圖形、圖像和表格于一體知識管理原有各種格式的工藝資源的導(dǎo)入/導(dǎo)出直接訪問企業(yè)現(xiàn)有MIS、ERP、MRPII、MES等系統(tǒng)的資源信息.工藝文件編輯和圈閱.基于三維的加工工藝設(shè)計(jì)基于3D模型定義工藝特征(孔、外圓、鍵槽、中心孔)和工藝特征的加工要求(定位尺寸、精度、公差)基于知識進(jìn)展輔助工藝決策建立3D工藝配備庫(機(jī)床、卡盤、頂尖、定位銷、支撐釘?shù)?，繪制3D工序簡圖實(shí)現(xiàn)可視化的工藝裝夾規(guī)劃.基于三維的裝配工藝設(shè)計(jì)三維裝配的工藝性檢查裝配道路、裝配姿態(tài)調(diào)整裝配工藝過程仿真預(yù)覽與3D設(shè)計(jì)模型信息集成三維可視化的

33、裝配過程規(guī)劃裝配工藝道路與裝配模型的雙向互動(dòng)自動(dòng)、手動(dòng)生成三維裝配工序爆炸圖.基于PDM/PLM的CAPP系統(tǒng)基于PDM/PLM平臺(Teamcenter Engineering, Windchill等)開發(fā)CAPP系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)基于Teamcenter Engineering的CAPP系統(tǒng)可直接利用PDM本身強(qiáng)大的文檔管理功能來管理工藝文檔可直接利用PDM的流程管理和權(quán)限控制功能工藝數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的集成共享，有利于實(shí)現(xiàn)并行工程.CAPP與其它信息系統(tǒng)的集成(1)CAPP與其它系統(tǒng)之間的信息流CAPPERP/MRPIIMESCAD/PDM數(shù)模, EBOM工藝規(guī)程文件 PBOM工藝道路工時(shí)定額PBOM方案資源工藝道路工藝規(guī)程文件工藝變卦懇求車間制造資源.CAPP與其它信息系統(tǒng)的集成(2)集成的層次信息集成過程集成集成信息的描畫方法普通格式的中間文件(TXT, XLS)XML數(shù)據(jù)流集成實(shí)現(xiàn)途徑數(shù)據(jù)庫共享和直接訪問(JDBC/ODBC，存儲(chǔ)過程)基于CORBA的嚴(yán)密集成基于Web-Service的松散耦合集成.目 錄 Part1: CAPP簡介 Part2: CAPP關(guān)鍵技術(shù) Part3: CAPP軟件系統(tǒng) Part4: CAPP開展趨勢.系統(tǒng)更加柔性由于工藝設(shè)計(jì)的個(gè)性