第六章-计算机辅助工艺过程课件.ppt

1、 CAPPCAPP的关键技术的关键技术 零件信息的描述与获取技术； 工艺知识的获取与表示技术； 工艺设计决策技术； 工序图及其它文档的生成技术； 工艺数据库技术； NC 加工指令自动生成与加工过程动态仿真技术； 。零件的信息描述技术： 零件信息包括几何信息和工艺信息。几何信息：零件的几何形状、尺寸、拓扑关系；工艺信息：零件各表面的精度、粗糙度、热处理 要求、材料与毛坯类型等信息。描述方法： 零件分类编码描述法（GT技术）； 型面特征描述法； 图论描述法； 面向零件特征要素法； 知识表示描述法； 基于CAD 系统的信息获取。人机交互人机交互输入输入数据库中调用数据库中调用6.3.1 基本思想、概

2、念 成组技术（GT Group Technology） 是一门生产技术科学。利用事物相似性，把相似问题归类成组，寻求解决这一类问题相对统一的最优方案，从而节约时间和精力以取得所期望的经济效益。在生产系统中，成组技术可以应用于不同领域。6.3 6.3 成组技术成组技术 基本相似性：零件在几何形状、尺寸、功能要素、精度和材料等方面的相似性； 二次相似性：在制造工艺、装配和生产经营管理等方面延伸出来的形似性。 零件族：具有相似几何形状、尺寸和加工工艺的零件集合。是成组技术的关键。6.3.2 零件族的形成 1）直接观察法 2）生产流程分析法 3）编码分类法编码分类法 码位码值1234567890123

3、456789 码位码值1234567890123456789特征码位分类法码域分类法 码位码值1234567890123456789特征位码域法6.3.3 零件编码系统结构 由代表零件设计和制造特征的符号代码组成，代码可以是数字、字母或者两者都有。 系统结构形式: （1）链式结构 （2）层次结构 （3）混合结构（1 1）链式结构）链式结构 有序符号的意义是固定的，与前级符号无关。有助于识别具有工艺相似要求的零件。012345678901234567890123456789N0123456789（2 2）层次结构）层次结构 后级符号的意义取决于前级符号的值。层次代码组成的层次结构具有相对密实性，

4、能以有限个位数传递大量有关零件信息。012345678901234567890123456789M0123456789 （3 3）混合结构）混合结构 由链式结构和层次结构混合构成。混合结构具有单码结构和多码结构共同的优点，能最好地满足设计和制造的需要。012345678901234567890123456789N0123456789 Opitz Opitz 编码系统（如图）编码系统（如图） 横向结构：9位10进制数构成的主辅式结构。 前5位数为形状代码，用于描述零件的基本形状要素；后4位数构成增补代码，用来描述对制造有用的特征。6.3.4 典型零件编码系统返回回转体代码：013124279 非

5、回转体代码：54436678特点： 结构较简单，便于记忆和手工分类。 主码在零件基本形状的同时隐含了部分工艺信息。 辅助码有待进一步改善。 系统的分类标志尚欠严密和准确。 系统从总体结构上看简单，但局部结构十分复杂。KK-3系统（如图）系统（如图） 十进制21位代码构成的混合式结构。 分为回转体零件和非回转体零件两类。6.2.2KK-3系统返回返回特点：结构、工艺并重，在位码先后安排上考虑了加工顺序关系。前7位代码为设计专用代码，便于设计部门使用。将零件功能和名称作为分类标志，便于设计部门检索。在分类标志配置和排列上，便于记忆和应用。 环节多，在某些环节上，零件出现率极低。JLBM-1JLBM

6、-1系统系统 十进制15位代码的主辅码混合结构；横向：零件名称类别码、形状及加工码、辅助码Optiz系统KK-3系统的结合特点：横向环节数适中，结构简单。零件的形状及加工特征码具有通用性。便于设计部门检索。存在标志不全的现象。6.4.1 交互式CAPP 以人机交互为主的工作方式，操作人员在系统的提示下，回答工艺设计中的问题，对工艺过程进行决策。工艺过程设计质量对人的依赖性很大。 6.4 CAPP系统的类型 交互型系统结构交互型系统结构及工作过程及工作过程6.4.2 派生式（变异式）CAPP系统根据成组技术原理将各种零件分类归族，形成零件组；对于每一零件族，选择一个能包含该组中所有零件特征的零件

7、为标准样件，对其编制成熟的标准工艺规程；然后将该标准工艺规程存放在数据库中；需要设计新零件工艺规程时，按其成组编码确定其零件族，并检索该零件族标准工艺规程；最后对标准工艺规程进行修改编辑，得到所需的工艺规程。派生式系统结构派生式系统结构及工作过程及工作过程CAD零件信息及编码零件族检索找到所属零件族调入典型工艺规程编辑、修改工艺规程输出交互完成工艺规程Y YN N交互式交互式CAPPCAPP与派生式CAPP系统不同，创成式CAPP系统中不存在标准工艺规程，但是有一个收集有大量工艺数据的数据库和一个存贮工艺专家知识的知识库。当输入零件的有关信息后，系统可以模仿工艺专家，应用各种工艺决策规则工艺决

8、策规则，在没有人工干预的条件下，从无到有，自动生成该零件的工艺规程。创成式CAPP系统理论目前尚不完善，因此还未出现一个纯粹的创成式CAPP系统。6.4.3 创成式CAPP系统基本结构体系：零件信息输入工艺决策逻辑支持毛坯选择加工方法与顺序选择机床选择刀、夹具选择切削参数选择工艺生成与输出制造数据库机床数据刀、夹具数据切削数据建立该系统应做工作:（1）确立系统范围；（2）设计零件信息的描述方法；（3）确定工艺过程设计中各项工艺问题的决策方式；（4）建立可用的资源库（工艺知识库和数据库）；（5）工艺计算模型；（6）设计工艺文件的生成和输出系统。系统分类： （1）基于常规程序的创成式CAPP系统，

9、采用决策表、决策树或公理模型等方式表达； （2）基于人工智能的创成式CAPP系统，利用人工智能技术进行自动推理和决策。工艺决策工艺决策 工艺设计是一项复杂的多层次、多任务的决策过程，且工艺决策涉及的面较广，影响工艺决策的因素也比较多，实际应用中的不确定性也较大。国内的研究习惯把工艺决策分为加工方法决策和加工顺序决策。工艺决策的类型： 选择性决策逻辑：如毛坯类型及其尺寸的选择，加工方法的选择，机床及工、夹、量具选择，切削用量的选择等。（较简单） 规划型决策逻辑：如工艺路线安排、工序中加工步骤的确定等。（较复杂） 加工方法决策：如加工能力、加工限度、预加工要求等。工艺决策的方法： 决策树、决策表：

10、描述条件和结果相关联的方法。 决策树：分支处放条件；节点处放结果。 决策表：上部放条件，一般用T表示真，F表示假，空格表示与该条件无关；下部放结果，当上部所有条件都满足时，用表示结果。举例：课本P151 n课堂练习：”如果孔的精度要求低，则采用钻孔方式“；”如果孔本身精度要求高，并且位置精度要求低，则采用钻孔-铰孔“；”如果孔本身精度要求高，并且位置精度要求高，则采用钻孔-镗孔”。试用决策树和决策表来表示。本身精度要求低孔钻孔本身精度要求高位置精度要求低钻孔-铰孔位置精度要求高钻孔-镗孔孔TTT本身精度要求低T本身精度要求高TT位置精度要求低T位置精度要求高T钻孔铰孔镗孔决策表和决策树的设计原

11、则： 决策规则必须包括所有的可能性。 决策表要考虑完整性、精确性、冗余度和一致性因素。创成式CAPP的特点n自动化程度高；n具有较高的柔性、适用范围广；n便于实现计算机辅助设计和计算机辅助制造的集成；n由于工艺过程复杂性，完全自动化创成式CAPP系统是比较难的。目前只是部分创成式CAPP系统。 将变异型与创成型结合起来，即采取变异与自动决策相结合的工作方式。如需对一个新零件进行工艺设计时，先通过计算机检索它所属零件族的标准工艺，然后根据零件的具体情况，对标准工艺进行修改，工序设计则采用自动决策产生，这样较好地体现了变异与创成相结合的优点。6.4.4 综合式CAPP系统 下面以一个实例来加以介绍

12、。 ZHCAPP系统是以成组技术为基础，以单件、中小批量生产企业为应用对象，采用变异与自动决策相结合的工作方式，适用于回转体零件的综合型CAPP系统。 编码系统为JLBM1。在设计工艺时每个零件的工艺路线都是通过检索它所属零件族的标准工艺，再根据零件的具体情况，对标准工艺进行删改选择而得到；每一工序的内容则是根据零件的输入参数经过创成得到。 综合型系统工作过程面向绿色制造的CAPP系统 绿色制造：是综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个生命周期中，对环境的负面影响极小，并使企业的经济效益和社会效益协调优化。基本功能： （1）工艺过程

13、中的能量使用及流动情况； （2）材料的选择、形状大小、毒性、污染性、循环性、降解性等； （3）废弃物的产生与流动、排放、危害； （4）工艺过程中制造资源的使用情况；体系架构的特点：（1）集成性：强调与绿色工艺设计的集成；（2）柔性化：使企业可以加入环境要素进行二次开发；（3）实用性：对现有工艺规程、加工方法做节约资源、能源和减少环境污染的修改；（4）通用性：采用集成数据库，支持工艺过程设计、系统集成接口等模块的实现。n叙述成组技术的基本思想。 n叙述派生式CAPP的特点及其工作过程。 n叙述创成式CAPP的特点及其工作过程。 6.5 练习题6.3.3 派生式CAPP系统设计流程 1）选择零件分类编码系统； 2）划分零件族； 3）设计主样件，制定标准工艺规程； 4）建立工艺数据库；6.3.4 派生式CAPP系统 工作流程