计算机辅助工艺设计

1、计算机辅助工艺设计CAPP武永桥武永桥20140220361一、计算机辅助工艺设计的 概念 概念：概念： 计算机辅助工艺设计（Computer Aided Process Planning, CAPP)是利用计算机技术辅助工艺师完成零件从毛坯毛坯到成品成品的设计和制造过程，是将产品的设计信息设计信息转换为制造信息制造信息的一种技术。是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容的过程。23CAPP概念示意图成品成品计算机计算机零件零件工工艺艺路路线线工工序序几何信息几何信息制造信息制造信息工艺信息工艺信息毛坯毛

2、坯工艺师工艺师传统的工艺设计存在的问题传统的工艺设计存在的问题劳动强度大，效率低设计周期长，不能适应市场瞬息多变的需求依赖于工艺师的水平1.标准化和最优化差，经验的继承性困难。4 二、二、CAPP发展背景发展背景工艺在生产制造中的重要地位工艺在生产制造中的重要地位 桥梁、加工依据质量保证、提高生产率降低成本5三、CAPP发展背景基本工作步骤基本工作步骤市场需求市场需求CADCAPPCAM产品输出产品输出CAPP技术的特点提高了工艺文件的质量,缩短了生产准备周期将工艺人员从繁琐、重复的劳动中解放出来将有经验的工艺人员的经验总结出来，提高了企业工艺设计的继承性。实现了工艺设计的标准化，有利于工艺设

3、计的最优化。1.满足了现代制造业自动化生产的需要，并为实现制造系统信息化创造了条件。6三、CAPP发展背景三、CAPP发展背景 CAPP与传统工艺设计比较与传统工艺设计比较工作量效率工作量效率设计周期设计周期继承性继承性标准化最标准化最优化优化信息集成化信息集成化传统传统量大、效率量大、效率低低长长差差差差信息无法集成信息无法集成CAPP量轻、效率量轻、效率高高短短好好好好有利于实现有利于实现CIMS7 1965年由挪威人年由挪威人Niebel首次提出首次提出CAPP思想思想 经历了检索式、派生式、创成式、经历了检索式、派生式、创成式、混合式、专家系统、开发工具等不混合式、专家系统、开发工具等

4、不同的发展阶段同的发展阶段8四、CAPP发展过程和趋势 我国的我国的CAPP起步于起步于20世纪世纪80年代年代同济、清华、北航、华中科大、西安交大、上海交大、西北工大等都是较早研究CAPP的。 商业化的商业化的CAPP系统有：系统有： 开目开目CAPP 天河天河CAPP 思普思普CAPP 金叶金叶CAPP 大天大天CAPP 艾克斯特艾克斯特CAPP 天喻天喻CAPP CAXACAPP等等。9四、CAPP发展过程和趋势CAPP系统发展的热点和趋势系统发展的热点和趋势产品信息模型的生成与获取CAPP体系结构研究及CAPP工具系统的开发并行工程（CE）模式下的CAPP系统基于分布型人工智能技术的分

5、布型CAPP系统人工神经网络技术与专家系统在CAPP中的应用面向的实用化CAPP系统1.CAPP与自动生产高度系统的集成10四、CAPP发展过程和趋势检索式检索式CAPP系统系统派生式派生式CAPP系统系统创成式创成式CAPP系统系统半创成式半创成式CAPP系统系统广义广义CAPP系统系统智能型智能型CAPP系统系统11五、CAPP的基本类型 检索式检索式CAPP系统系统l适用范围：适用范围：大批量生产模式，工件种类少，零件变化不大且相似程度高。l工作原理：工作原理：事先将设计好的各类零件加工工艺规程存储在计算机中，对已建立的工艺规程进行管理。在编制新零件工艺规程时，检索出同类零件存有的工艺规

6、程，并进行修改。l特点：大批量生产模式，工件种类少，零件变化不大且相似程度高。简单实用，易建立，自动决策能力差。12五、CAPP的基本类型派生式派生式CAPP系统系统l适用范围适用范围：广泛，实用型CAPP系统。l工作原理：工作原理：以成组技术为基础，按零件结构和工艺的相似性，将零件分类归组，形成零件族，并给每一族的零件制定优化的加工方案和典型工艺规程。使用时根据零件编码检索出标准工艺，并在此基础上进行编辑修改。l特点：建立在成组技术基础上特点：建立在成组技术基础上.结构简单结构简单,易构建、易开发和维护、有系统性能可靠成熟等优点。13五、CAPP的基本类型五、CAPP的基本类型派生式派生式C

7、APP系统的工作流程：系统的工作流程：14 创成式创成式CAPP系统系统l适用范围：适用范围：理想范围很广泛，实际目前应用少l工作原理：工作原理：根据输入的零件信息，通过逻辑推理、公式和算法等，作出工艺决策而自动地生成零件的工艺规程。它需要有一个收集工艺数据的数据库和一个存储工艺专家知识的知识库。l特点：特点：不存在标准工艺规程,有一个收集工艺数据的数据库和一个存储工艺专家知识的知识库,以逻辑算法加决策表为其特征.上世纪70年代后期美国普渡大学的Wysk博士提出15五、CAPP的基本类型 半创成式半创成式CAPP系统（综合型系统（综合型CAPP系统）系统）l适用范围：广泛，以单件、中小批量生产

8、企业为主。适用范围：广泛，以单件、中小批量生产企业为主。l工作原理：工作原理：是派生式和创成式CAPP的综合，采用派生的方法首先生成零件的典型加工顺序，然后再根据零件信息，采用逻辑推理决策的方法生成零件的工序内容，最后再人机交互式地编辑修改工艺规程。l特点：特点：是派生式和创成式CAPP的综合,便于结合企业的具体情况进行开发.16五、CAPP的基本类型 广义广义CAPP系统（多元化系统（多元化CAPP系统）系统）适用范围：适用范围：适合不同的生产模式。工作原理：工作原理：将传统CAPP的概念扩充到生产计划编制、车间调度和生产负荷平衡等领域。包括了多种CAPP模式（检索式、派生式、创成式）。特点

9、：包括多种特点：包括多种CAPP模式模式,根据不同的生产情况系统可自根据不同的生产情况系统可自动选择适用的模式动选择适用的模式.17五、CAPP的基本类型 智能智能CAPP系统系统工作原理工作原理：将人工智能技术应用在CAPP系统。特点：特点：加入推理机制。以人工智能、专家系统技术为基础的CAPP系统。强调工艺设计系统中工艺知识的表达、处理机制以及决策过程的自动化。创成式创成式CAPP：“逻辑算法决策表逻辑算法决策表”专家系统专家系统CAPP：“逻辑推理知识逻辑推理知识”上世纪80年代法国的Descotte开发第一个利用人工智能技术的CAPP系统GARI系统18五、CAPP的基本类型19CAP

10、P系统系统工作原理工作原理检索式检索式CAPP派生式派生式CAPP创成式创成式CAPP混合式混合式CAPP专家系统专家系统CAPP零件类型零件类型回转体零件回转体零件非回转体零件非回转体零件盘套类零件盘套类零件箱体类零件箱体类零件杆件类零件杆件类零件板块类零件板块类零件工艺类型工艺类型工艺数据组织形式工艺数据组织形式系统实现技术系统实现技术与其它系统的集成与其它系统的集成机加工机加工CAPP焊接焊接CAPP。装配装配CAPP文件型文件型CAPP数据库型数据库型CAPP文件与数据库混合型文件与数据库混合型CAPP基于结构化技术的基于结构化技术的CAPP基于面向对象技术的基于面向对象技术的CAPP基于组件技术的基于组件技术的CAPP单元单元CAPP集成化的集成化的CAPP五五、CAPP的基本类型的基本类型CAPP包含的技术：成组技术（Group Technology)零件信息的描述与获取工艺设计决策机制工艺知识的获取及表示工序图及其他文档的生成NC加工指令的自动生成及加工过程动态仿真1.工艺数据库的建立20六、CAPP的基本构成六、CAPP的基本构成基本构成模块基本构成模块控制模块：控制模块：协调各模块的运行零件信息输入模块：零件信息输入模块：实现零件信息的输入工艺过程设计模块：工艺过程设计模块：形成加工工艺流程和工艺过程卡工序决策模块：工序决策模块：生