1、CAPP系統的發展現狀
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的重要環節,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系統的實施就是為了縮短工藝編制的時間,優化工藝并實現工藝編制的自動化,減輕工藝編制人員的勞動強度;CAPP系統的應用還可以使企業的工藝文件實現標準化,實現企業內部數據的高度統一,標準化的工藝文件更加適合企業現代化的生產與管理環境,方便企業應用PDM,ERP等系統。
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展,主要經歷了檢索式、派生式、創成式、混合式、專家系統和工具系統等不同的發展階段,并涌現出了一大批商品化的CAPP系統。但是相對于其它信息管理系統的發展,CAPP的應用水平仍然比較滯后。
總結國內大中小企業的CAPP應用現狀,大多數企業CAPP的應用還存在一些不足和問題:
(1)大多數企業CAPP的應用僅僅是對紙質工藝卡片的電子化管理,以及實現對工藝信息的電腦自動統計匯總和權限的管理與控制方面,這種程度僅僅是實現對傳統工藝管理的電腦化管理。
(2)大多數企業CAPP的應用還不能有效地完整地總結本企業(甚至是行業)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,造成企業的工藝編制仍然主要依靠有經驗的工藝師,CAPP系統的的智能化程度仍然很低。
(3)目前大多數企業的CAPP系統的繪圖環境可以與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系統里面進行工藝附圖的設計和更改時比較費時費力。
(4)現階段,CAPP系統的繪圖環境局限于二維繪圖,能夠實現三維繪圖的很少。隨著三維制圖軟件的發展的推廣應用,三維制圖在不遠的將來肯定會成為我國制造企業產品設計的主要趨勢。因此,CAPP系統的繪圖環境還有待進一步提高和完善。
2、CAPP系統實現的關鍵技術
針對當前CAPP系統所存在的問題,如CAPP系統在智能性、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CAPP系統的關鍵技術之一就是建立完善的零件分類編碼系統,建立零件分類編碼系統時,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可以分為三種類型:以零件設計特征為基礎的編碼系統;以零件制造特征為基礎的編碼系統;以零件的設計和制造特征為基礎的編碼系統。
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,可以大大提高企業對成熟工藝的有效利用,提高企業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范化的操作和規則,這些規范化的操作和規則組成不同的模塊,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、專家系統技術實現不同模塊化的組合。
2.3 集成環境下的工藝數據管理技術
傳統的CAPP系統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,隨著大量制造企業信息化水平的不斷提高,大部分CAPP系統實在網絡化環境下實施應用的,因此,大量的工藝數據是在網絡環境下處理和共享以及存儲的,傳統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境,這就需要深入研究網絡化集成環境下的工藝數據管理技術。總之,CAPP系統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CAPP與CIMS其它子系統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系統成功運行的重要環節。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律,建立起標準統一的知識庫,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系統關鍵技術研究