課件：計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化講解

第四章

工藝智能規(guī)劃與智能數(shù)據(jù)庫01

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化

工藝規(guī)劃的涵義：1）考慮制定工藝計(jì)劃中的所有條件/約束的決策過程，涉及各種不同的決策；2）在車間或工廠內(nèi)制造資源的限制下將制造工藝知識與具體設(shè)計(jì)相結(jié)合，準(zhǔn)備其具體操作說明的活動；3）聯(lián)接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的橋梁。

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化

工藝規(guī)劃內(nèi)涵——優(yōu)化配置工藝資源，合理編排工藝過程的藝術(shù)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的第一步，連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品的橋梁以文件形式確定下來工藝規(guī)程主要任務(wù)——為被加工零件選擇合理的加工方法和加工順序，以便能按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)出合格的成品零件工藝規(guī)劃智能化的研究重點(diǎn)——對制造背景中的制造資源、工藝知識表示方法、工藝推理機(jī)制、以及決策邏輯方法進(jìn)行深入的底層的基礎(chǔ)理論與方法研究

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化內(nèi)涵——向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的原始數(shù)據(jù)，加工條件和加工要求，由計(jì)算機(jī)自動地進(jìn)行編碼，編程直至最后輸出經(jīng)過優(yōu)化的工藝路線和工序內(nèi)容的過程。計(jì)算機(jī)零件工藝路線工序幾何信息制造信息工藝信息毛坯工藝師

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化CAPP是連接計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的橋梁，是許多先進(jìn)制造系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)之一。計(jì)算機(jī)零件工藝路線工序幾何信息制造信息工藝信息毛坯工藝師

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）發(fā)展概述

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)對工藝人員的要求生產(chǎn)豐富的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)熟知企業(yè)內(nèi)部各種加工方法及相應(yīng)設(shè)備的使用情況熟知企業(yè)內(nèi)部各種與生產(chǎn)加工有關(guān)的規(guī)范和規(guī)章制度能與各方面保持友好合作傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)存在的問題勞動強(qiáng)度大，效率低設(shè)計(jì)周期長，不能適應(yīng)市場瞬息多變的需求依賴于工藝師的水平標(biāo)準(zhǔn)化和最優(yōu)化差，經(jīng)驗(yàn)的繼承性困難

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）發(fā)展概述計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化1965年由挪威人Niebel首次提出CAPP思想1976年推出CAM－I’S

AutomatedProcessPlanning.經(jīng)歷了檢索式、派生式、創(chuàng)成式、混合式、專家系統(tǒng)、開發(fā)工具等不同的發(fā)展階段

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）發(fā)展概述計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化我國的CAPP起步于20世紀(jì)80年代同濟(jì)、清華、北航、華中科大、西安交大、上海交大、西北工大等都是較早研究CAPP的。商業(yè)化的CAPP系統(tǒng)有：開目CAPP天河CAPP思普CAPP金葉CAPP大天CAPP艾克斯特CAPP天喻CAPPCAXA

CAPP等。

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃①產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息輸入②工藝決策③產(chǎn)品工藝信息輸出④工藝數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP）組成部分10工藝數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息輸入工藝決策產(chǎn)品工藝信息輸出

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃輸入工藝規(guī)劃所需要的最原始信息（產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息）。如：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀，技術(shù)要求。兩種信息輸入①人機(jī)交互輸入產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息②直接從CAD系統(tǒng)讀取產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息組成部分——設(shè)計(jì)信息輸入11

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息，利用工藝知識、經(jīng)驗(yàn)及具體的生產(chǎn)條件，確定產(chǎn)品工藝過程。需解決三類問題：①選擇問題（加工方法、設(shè)備選擇等）②規(guī)劃問題（工序、工步排序等）③計(jì)算問題（工序尺寸計(jì)算等）組成部分——工藝決策12

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息，利用工藝知識、經(jīng)驗(yàn)及具體的生產(chǎn)條件，確定產(chǎn)品工藝過程。工藝決策方法①檢索式②派生式③創(chuàng)成式④綜合式組成部分——工藝決策13

計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃①檢索式設(shè)計(jì)一個(gè)工藝規(guī)程數(shù)據(jù)庫，將現(xiàn)有零件標(biāo)準(zhǔn)工藝存儲在數(shù)據(jù)庫中，并對每個(gè)零件編號。需要進(jìn)行新零件工藝規(guī)劃時(shí)，可根據(jù)輸入的零件信息進(jìn)行檢索。組成部分——工藝決策14計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃②派生式相似零件具有相似的工藝規(guī)程。通過檢索現(xiàn)有相似的典型零件的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程，對其加以增刪或修訂，派生出一個(gè)新零件的工藝規(guī)程。組成部分——工藝決策154.4計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃③創(chuàng)成式根據(jù)零件的信息，通過邏輯推理規(guī)則、算法等做出工藝決策，自動“創(chuàng)成”一個(gè)新零件的工藝規(guī)程。組成部分——工藝決策164.4計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃④綜合式是派生式系統(tǒng)和創(chuàng)成式系統(tǒng)的結(jié)合。先通過派生式方法進(jìn)行工藝檢索和修訂；若搜索失敗，通過創(chuàng)成式系統(tǒng)生成新工藝。組成部分——工藝決策174.4計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃通常人們要以工藝卡片形式表示產(chǎn)品工藝過程信息。如：工藝過程卡，工藝路線卡，工序卡。在CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)中，CAPP系統(tǒng)需要提供CAM數(shù)控編程所需的工藝參數(shù)文件。組成部分——工藝信息輸出184.4計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)的支撐工具。包含工藝規(guī)劃所需的工藝數(shù)據(jù)和知識。工藝數(shù)據(jù)加工余量，切削用量，機(jī)床，刀具，夾具，材料，等知識工藝決策邏輯、決策習(xí)慣、經(jīng)驗(yàn)等內(nèi)容。如：加工方法選擇、工序排序組成部分——工藝數(shù)據(jù)庫194.4計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃按照工藝決策方法的不同，CAPP系統(tǒng)主要分為下述類型：①檢索式CAPP系統(tǒng)②派生式CAPP系統(tǒng)③創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)CAPP系統(tǒng)分類20④綜合式CAPP系統(tǒng)將派生式、創(chuàng)成式與人工智能結(jié)合在一起綜合而成的CAPP系統(tǒng)。

派生式CAPP系統(tǒng)4.4計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化適用范圍：廣泛，實(shí)用型CAPP系統(tǒng)。工作原理：以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，按零件結(jié)構(gòu)和工藝的相似性，將零件分類歸組，形成零件族，并給每一族的零件制定優(yōu)化的加工方案和典型工藝規(guī)程。使用時(shí)根據(jù)零件編碼檢索出標(biāo)準(zhǔn)工藝，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改。特點(diǎn)：建立在成組技術(shù)基礎(chǔ)上.結(jié)構(gòu)簡單,易構(gòu)建、易開發(fā)和維護(hù)、有系統(tǒng)、性能可靠成熟等優(yōu)點(diǎn)。

派生式CAPP系統(tǒng)工作流程4.4計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化零件GT編碼及輔助信息輸入零件族矩陣文件典型工藝文件變異規(guī)則應(yīng)用程序檢索零件族檢索典型工藝自動變異加工參數(shù)處理計(jì)算交互編輯格式化輸出工藝規(guī)程工藝規(guī)程

CAPP專家系統(tǒng)4.4計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃及其智能化概念——人工智能技術(shù)應(yīng)用于CAPP系統(tǒng)中所形成的專家系