计算机辅助设计

1、武汉软件工程职业学院机械制造工程系毕业设计任务书课题名称：计算机辅助工艺过程设计学院：机械制造工程系专业：机械制造与自动化专业作者：周天班级：机械制造机自 1001 班指导老师：韩春鸣二0一二年十月CAPP在企业信息化制造中的作用与发展前景摘要：Capp (Computer Aided Process Planning) 通常是指机械产品制造工艺过程的计算机辅助设计与文档编制。CAPP 系统的主要任务是通过计算机辅助工程工艺设计完成产品设计信息向制造信息的传递、是连接CAD 与 CAM 的桥梁，也是CIMS 系统中的重要组成部分。对产品质量和制造成本具有极为重要的影响。应用CAPP技术，可以使

2、工艺人员从繁琐重复的事务中解放出来，迅速编制出完整而详尽的工艺文件，缩短生产准备周期，提高产品制造质量，进而缩短整个产品的生命周期。前言：CAPP就是利用计算机技术辅助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术，是计算机集成制造系统（CIMS）的重要组成部分。采用计算机辅助工艺规程设计不仅能减轻工艺人员的重复劳动并显著提高工艺设计的效率，而且将更可靠和更有效地保证了同类零件工艺上的一致性，所以CAPP在国内外正引起越来越多的重视和研究，一些先进实用的系统在技术发达的国家中已得到广泛的应用，并取得了很好的效果。用CAPP代替传统的工艺设计方法具有重要

3、的意义，一、 CAPP的组成与基本结构CAPP系统的组成与其开发环境、产品对象及其规模大小等有关。控制模块： 协调各模块的运行，实现人机之间的信息交流，控制产品设计信息获取方式。零件信息获取模块：用于产品设计信息输入。零件信息输入可以有下列两种方式：人工交互输入，或从CAD系统直接获取或来自集成环境下统一的产品数据模型。工艺过程设计模块：进行加工工艺流程的决策，生成工艺过程卡。工序决策模块：选定加工设备、定位安装方式、加工要求，生成工序卡。工步决策模块：选择刀具轨迹、加工参数，确定加工质量要求，生成工步卡及提供形成 NC指令所需的刀位文件。输出模块：输出工艺流程卡、工序和工步卡，工序图等各类文

4、档， 亦可从现有工艺文件库中调出各类工艺文件， 利用编辑工具对现有文件进行修改后得到所需的工艺文件。产品设计数据库：存放有CAD系统完成的产品设计信息。制造资源数据库：存放企业或车间的加工设备、工装工具等制造资源的相关信息。工艺知识数据库：用于存放产品制造工艺规则、工艺标准、工艺数据手册、工艺信息处理的相关算法和工具等。二、 CAPP的发展趋势随着 CAD、CAPP、CAM单元技术日益不断发展成熟， 同时又由于 CIMS及 IMS 的提出和发展，企业信息化建设的不断深入，促使 CAPP向智能化、集成化和实用化方向发展。1、智能化机自 1001班 周天学生研修计算机辅助工艺工程设计无论从理论研究

5、， 还是实际应用上讲，CAPP技术的智能化研究对当今CAPP所取得成绩功不可没。 CAPP的智能化，指的是人工智能技术（AI）和专家系统技术(ES)在 CAPP中的应用。以“推理+知识”为特征，包括知识库和推理机。其中，知识库是由零件设计信息和表达工艺决策的规划集组成，而推理机是根据当前事实，通过激活知识库的规则集，而得到工艺设计结果。工艺设计是一个典型的复杂工程问题，在很大程度上依赖于具体制造资源和设计者的经验和技巧。 专家系统技术可以灵活和有效地处理工艺决策和领域专家知识。专家系统采用独立的知识库， 知识的扩充和修改与程序无关，使得 CAPP系统可以灵活地适应各种具体场合，扩充功能。模糊理

6、论和人工神经网络技术在CAPP中的应用正受到越来越多的重视，它们与专家系统的有机结合，使得CAPP系统更具柔性，能处理更为复杂的工艺过程设计问题。2、集成化随着企业信息化建设的不断深入，各种单元系统在企业均得到很好应用，如 CAD、CAM、CAE、MIS、PDM、ERP等，但各单元系统之间信息得不到充分的利用，甚至很多信息需要重新输入，这是企业所不能接受的。尤其CAPP在整个信息中起到的是桥梁作用（CAPP是 CAD和 CAM或 ERP的桥梁），是CIMS 各子系统信息汇集处，是实现CAD/CAM 真正集成的关键环节，所以集成CAPP系统是发展的必然趋势。在并行工程思想的指导下实现 CAD C

7、AM CAPP的全面集成，进一步发挥 CAPP在整个生产活动中的信息中枢和功能调节作用，这包括：与产品设计实现双向的信息交换与传送；与生产计划调度系统实现有效集成；与质量控制系统建立内在联系。CAPP集成化的基础是CAPP的信息集成， 开放式结构、 分布式网络和数据库系统是集成化应用的支撑环境。集成化CAPP的研究主要包括两个方面：CAPP1）CAD/CAPP的集成。这种集成主要是系统信息的集成。它是克服CAPP系统信息输入困难的根本途径，也是CAD/CAPP/CAM 集成成败的关键。2）CAPP/PPS的集成。这种集成主要是系统功能的集成。其实现方法主要有非线性工艺规划、动态工艺规划和准时工

8、艺规划等，其实质就是根据制造系统底层的状态以及提供的信息生成适应性的最优工艺规程。3、工具化为了能使 CAPP系统在企业中更好的推广应用，CAPP系统应提供更好的开发模式。传统专用型 CAPP系统虽然针对性强，但由于开发周期长，缺乏商品化的标准模块，适应性差，很难适应企业的产品类型、工艺方法和制造环境的发展和变化。而应用面广、 适应性强的平台型（工具式）CAPP系统，已经成为开发和应用的趋势。平台型 CAPP系统把系统的功能分解成一个个相对独立的工具，用户可以通过友好的用户界面根据本企业的情况输入数据和知识，针对不同的应用环境，形成面向特定的制造环境和工艺习惯的具体的CAPP系统，通常也可以将

9、开发平台提供给用户，使用户可以进行CAPP系统的二次开发，在开发平台上构造符合用户需要的CAPP系统。从理论上讲，它可以适应各种应用环境，具有较好通用性和柔性；而且由于还具有二次开发能力，能适应企业内部发生的较大的变化。三、 CAPP系统管理方面存在的问题对 CAPP 系统化、实用化、工程化研究不足，缺乏对CAPP 系统实用化、工程化的研究，缺乏各种技术之间、技术与组织管理之间、人与技术之间的集成与协调，使得各种新概念、新方法、新技术在CAPP系统的研究与开发中所起的作用不明显。同时，作为开发CAPP 系统基础的工艺设计基本原理和方法的研究没有受到足够的重视，使得 CAPP 缺乏良好的理论和坚

10、实的科学基础，难以开发出高水平的CAPP 系统。缺乏对工艺资源的管理。企业的工艺资源包括企业的加工设备、工艺装备、 工艺手段、典型工艺等任何可供共享和重复使用的工艺数据、工艺知识， 企业的工艺资源是编制工艺文件的基础。 工艺设计就是优化配置工艺资源、合理安排工艺过程的一门艺术，但是目前大部分企业对工艺资源缺乏管理，使得数据信息无法共享，不能实现工艺资源的有效合理利用。缺乏权限管理。四、 CAPP发展前景即从工艺基本数据结构及基本设计功能的普遍性、通用性出发,研究出能适应大多数企业的、 可在其上进行二次开发应用的工具化CAPP 。新一代 CAPP 工具系统应是 “一个以整个产品为应用对象,以产品

11、工艺数据为中心的集工艺过程设计、工艺信息管理为一体的交互式计算机应用系统和开发平台,通过融合检索、修订、创成等技术,逐步实现工艺设计和管理的自动化、信息化。 ”人工神经网络技术、模糊理论、几何推理等方法的发展,将为 CAPP 专家系统提供决策工具。采用多种技术相结合来构造智能化CAPP 系统 ,使其具有从实例数据自动产生规则和知识框架的可能,且可以并行地进行知识推理,从而增加 CAPP 获取、表达、处理知识的有效性和灵活性。五、感谢语衷心感谢父母的帮助下能让我们有良好的学习条件，才能对这么课程进行更深入的学习。感谢老师的提醒和指导，在老师的严厉的教导才能让我们真正的学习到这门科目，让我们更深入

12、的了解这门课程。我们能了解和深入这门课程，有学校的教育， 更重要的还是老师的帮助，所以衷心感谢父母老师学校。参考书宁汝新，赵汝嘉 主编 .CAD/CAM技术 . 北京：机械刘极峰 主编 . 计算机辅助设计与制造 .2004.7 工业出版社 .1999.113陈永府，王峰，朱林，陈立平.CAPP 发展趋势及面临的问题. 计算机工程与设计 .2004.5出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，

13、俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。“能 ”，是以众议举宠为督：亲贤臣， 远小人， 此先汉所以兴隆也； 亲小人， 远贤臣， 此后汉所以倾颓也。 先帝在时，每与臣论此事， 未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。 侍中、尚书、 长史、 参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来