计算机辅助工艺设计CA

计算机辅助工艺设计CAPP摘要：计算机辅助工艺过程设计做为连接CAD系统和CAM系统的桥梁，在产品设计和制造整个过程中担任着至关重要的角色。本文通过对分析国内外的CAPP的发展历程，介绍了CAPP的组成以及开发中存在的问题。最后概括了CAPP的发展趋势。关键词：CAPP；工艺决策；工艺路线优化Abstract：ComPuterAidedProcessPlanning,asthebridgeconnectingCADsystemandCAMsystem,isavitalroleinthewholeprocessofproductdesignandmanufacture.thepaperintroducethebxsiccompositiveandcunrentresearchproblemindevelopment.Finally,generalizecurrentofdevelopmentofCAPP.Keywords：CAPP;Processdecision;Optimizationofprocessroute1引言1.1CAPP的基本概念计算机辅助工艺规程设计，即ComputerAidedProcessPlanning，简称CAPP，是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程[1]。具体的说，CAPP就是利用计算机的信息处理和信息管理优势，采用先进的信息处理技术和智能技术，帮助工艺设计人员完成工艺设计中的各项任务，如选择定位基准、拟订零件加工工艺路线、确定各工序的加工余量、计算工艺尺寸和公差、选择加工设备和工艺装置、确定切削用量、确定重要工序的质量检测项目和检测方法、计算工时定额、编写各类工艺文件等，最后生成产品生产所需的各种工艺文件和数控加工编程、生产计划制定和作业计划制定所需的相关数据信息，作为数控加工程序的编制、生产管理与运行控制系统执行的基础信息。在企业生产中，工艺设计处于产品设计和加工制造的接口处，必须分析和处理大量信息。既要考虑产品设计图样上有关零件结构形状、尺寸公差、材料及批量等方面的信息，又要了解加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本及工时定额、甚至传统习惯等方面的信息，因此，工艺设计是一个典型的复杂问题。此外，工业设计受到诸如企业的生产环境、产品类型、制造资源、生产批量、工艺习惯、工艺方法、工艺师工艺水平等因素的影响，甚至受到组织与管理方式的制约。因此，工艺在各个方面都有其“个性”。随着市场竞争的不断加剧，产品升级换代的周期越来越短，产品品种急剧增加，产品要求质量也越来越高。但系列产品的工艺具有很多的继承性，不同产品中的相同或相似零部件具有相似的工艺，因此工艺卡片中存在大量的重复信息。倡传统左的工负艺设满计存后在以俯下缺器陷：尘1笔、沟工艺同数据燃重复喘填写僵、重屈复计故算，匀存在尽大量没的重懒复劳堆动，摧效率隔低、咱周期盒长；君2莫、敢要求费工艺范设计童人员辽具有熔丰富转的生劣产经犯验，上熟悉撕企业腹内部隐各种召加工文方法服及相括应的割设备症使用隆情况繁，熟缩悉企洁业内宗部各惨种生恩产价超格规奔范和室规章迫制度围[仍2搂]殊；像3央、盐同一嫌零件猴由不歼同工蚁艺员定编制混工艺脸时，穗往往驻得到地不同慰的工搂艺文劣件；距即使速同一贱工艺后员，旺每次往设计阴结果罚也可由能不述完全咏相同予，人栏工设沿计的忙工艺辩一致史性差蜡，且怎设计尊质量壤也取净决于疗工艺来员的犯技术锦水平湾与工历作经绝验，源难以常保证贞工艺伪文件约中数奏据的勉准确疤性和敬工艺浑质量彼，难慕以实盏现规妙范化宁、标蚁准化热；沈4慈、撇繁琐借而重绪复的宅密集剥型劳废动会描束缚返工艺撒人员竖的设粘计思矩想，边妨碍蔽他们壮进行急创造考性工真作，斤并且请工艺树人员覆的知递识积景累过亲程太尺慢，填而服萝务时菌间相窑对过裹短，总不利枯于工粪艺水业平的傅迅速凯提高辜，不半能适混应市不场瞬者息多恨变的检需求秩；离5住、驰不能略利用绣计算另机来鸟统一抵管理充和维梁护工赞艺文璃件，洁实现岁企业梳之间拢工艺沫信息废的共承享，赚不能执充分四利用孙企业靠的制彼造资席源。冈当今乔，计凭算机绝技术叮已深瓦入到午企业苹的各肿个领药域，久如应孟用其锈辅助威编制硬工艺膛，必笼然可仿极大离地提瑞高信悔息处姿理能辆力。罗因此献，传说统的从设计筝方法垂与现不代制做造技贡术的存发展罚不相误适应催了。袄1.繁2灵CA殃PP么发葡展及内分类帆CA搂PP裂的研孟究开亭发始欲于2侍0世渗纪6委0年疾代末拾，第朽一个宾CA备PP兴系统景是于栋19科69肆年诞斤生于艰挪威旱的壁AU黄TO滤PR循OS起系童统。孩在C颈AP基P发究展史埋上具铁有里帜程碑蔽意义虾的是徒美国袋计算谜机辅充助制切造公稳司(蛙CA示M-洋I)卸于1熄97歌6年有开发瞎的C浙AM更-I炕’盾S怨Au据to谷ma勿te束dP咽ro险ce葵ss识in封g胞Pl诸an岂ni其ng它系统馒。随治后，虫美国四、德挖国、腐匈牙谋利、恳英国蝴、日鞋本等户国的乌研究舍人员茄相继认研究亚开发蜓出了丽一批隐通用菊和实丰用型泻的C水AP楼P系裕统，翁并取摩得了捧一定削得经天济效贱益。贷我国泳的C刑AP闪P系掉统研拔究始经于8嚼0年杨代初诞，同拳济大虏学于蚊1装98驱2北年研他制出抄国内虑第一苦个脆CA叙PP牵系项统标——俯TO策JI猴CA株PP誓系仿统辈[赤3久]专，之壳后具悟有代匙表性芳的有惹清华醋大学醋开发缩的爱TH厚CA殿PP菌系颤统舞[甘4烈]钱，北哄京航价空航败天大姿学开留发的葬E销XC摧AP甩P胀系统蕉，西齐北工分业大讯学开估发的灾GN舒CA李PP虫系掠统，舒南京术航空选航天警大学支开发冬的N赤HC佣AP浊P系缠统等扰等。活经过仪4运0滔年的映开发阿研究屡，涌柄现出赌一大周批丹CA絮PP拾系趣统，燕就其领原理堵可分全为派扭生式慎C成AP哭P教系统牌、创侄成式席C谁AP图P仗系统晋和导CA箱PP翠专道家系粮统。幼(1扔)派惜生式雁C诵AP宋P限系统暗派捡生式舱(V购ar肉ia遭nt铺)C废AP稻P侮系统营也称沿作变术异式径、修妙订式抬C略AP骄P植系统楚，它妥是建畅立在耻成组境技术锦基础罚上，差零件箭按照跟几何费相似啦性或糟工艺如相似时性归伴类成丽族，氏建立艰该零它件族匙的主匆样件有及其掏典型累工艺煤规程才即标盛准工洋艺规叶程，撒并以尿文件竿形式津储存怎在计谅算机轨中。筐当要陷为新喷零件兵进行健工艺滨设计洁时，拳输入进该零破件的波成组揪技术模编码肤，由迎计算川机判计别零拐件属贤于哪漆一个段零件兔族，根检索绣出该淋零件虫族的概标准沿工艺阵规程蔽，再晋根据乘零件门的结交构形臭状特拘点和封尺寸价公差专，进荐行编术辑修决改，包获得炭适合描于该拴零件掩的工缩艺规旺程。握挪威接于1宰96无9年粥开发芝的桶AU唤TO锣PR河OS黎系速统，伏美国恶计算帐机辅俗助制我造公鞭司1阅97群6旁年开贿发的嚼C盐AM测-I逢’物S蛇Au没to摇ma牧te汤d伶Pr墨oc搜es杨si捎ng窗P咱la土nn沟in亭g茄系统圆，我乒国同蚂济大唇学于麦1初98雅2朵年开矮发的馒T偷OJ假IC袄AP弊P杨系统概等都拨属于再派生鞠式C寺AP走P系么统。箭派生桥式C眼AP破P系帮统原昆理简博单、武开发猎周期竹短、践投资侧少和站易于好取得清实际袖效益躁，是演中小畏企业滔常采拼用的锡方式港。但纵由于叠系统狭中存惑储的步是标丸准工授艺，嘴当设稿计的花新零弱件找蛛不到宅相应燃的零可件族样时，看系统昂就不爸能发愚挥作脚用。铁系统核针对趟性强蝶，只愉适用样于特追定的现工厂将，不淹便于柳移植维。久(2晋)创餐成式统C旺AP和P亮系统济创昨成式统(G业en涉er潮at绑iv兼e)躺CA猫PP胖系膊统不悲以原渴有的似工艺健规程着为基吵础，还在计半算机朗软件秘系统智中，林收集裤了大泛量的子工艺扯数据武和知东识，炸并在偿此基群础上架建立司了一贡系列跌的决灿策逻丘辑，伏形成担了工赤艺数垒据库宾和加乔工知猴识库起。当际输入块新零粮件的勿有关斥信息石后，饭系统布可以粉模仿菜工艺岸人员帖，应断用各芝种工跟艺决楼策逻帝辑规狗则，诸在没祸有人帖工干死预的周情况亮下，雁自动刺的生纺成零征件的族工艺伯规程信。但梳是，纪CA尤PP当专仪家系刘统仍监有许裳多问乳题有家待人酷们解困决或圆提出表更有布效的线方法省，比桶如工瞒艺知奥识的仰获取摄和表牙示，眠工艺挖模糊责知识龙的处兼理、之工艺相推理精过程蹦中自廉行解词决冲验突问帮题的朵最佳党路径哲，自傍学习刺功能姨的实亭现等惠等。孟美国肢普渡浇大学税19氏77码年开用发的马AP遣PA据S系撑统、胖德国说阿亨竹大学片于1堪98教0年稠开发麻的团AY且TA茄P揪系统款、我衰国南乏京航浮空航被天大奶学1跑98扶8年默开发琴的N系HC丹AP冰P系袄统等富都属愿于创坝成式除CA骡PP摸系统艇[懒5闲]汽。爪创成枣式C提AP裙P系倦统通购过逻保辑推洒理决炮策自吩动生寄成零涨件的亡工艺蒸规程基，保舌存和典继承脊了工猪艺设蒸计的纯经验遗和知共识，塞摆脱需了具粘体工述艺设饱计过奥程中缝对工贫艺人杏员经禽验和魔知识纸的依捏赖，斥具有裳较高闻的柔历性，乱适应脱范围意广。灰但是葱系统迁没有贝自动咱获取泄知识赖的能疮力，风缺乏折解释烤机制歼，容味错能聚力差蒸，不斑能适当应环京境的窑变化伸。羡(3筒)C境AP娃P专易家系肯统画从8把0年着代中休期起冲，创伞成式幼CA蛋PP材系统烂的研待究转悟向人乱工智殊能的柱专家尊系统序(E章xp正er汇t奶Sy驼st步em跟s)肃方面做。例做如美难国联议合工梁艺研薄究中渔心于水19扔84谜年开棉发的夸X占PS式-E融系韵统、泛英国征南安匠普顿品大学行19鞠86荐年开锯发的漂S绝IP筹PS即系京统，话我国印清华个大学暗于1更98补9年光开发广的从TH牺CA扇PP戴系鲁统等坚。趋知识芳库和锄推理或机是耍专家猾系统尿的两布大主阿要组苦成部绑分。饲知识反库存怕储从瑞工艺置专家砍那里咽得到彩的工州艺知烦识，蚁它是君专家省系统驴的核磨心。恒工艺齐知识漠是人绍们在呢工艺晴设计身实践坡中积桂累的泛认识衰和经溜验的摘总和螺。推献理机吼控制干并执残行对脾问题怨的求液解，续它根乎据已弓知事夹实，身利用室知识误库中柔的知叔识，将按一赵定的旱推理征方法等和控价制策拦略进附行推晶理，爸得到辟问题雅的答争案。慧推理韵机是哭专家混系统坐的控减制中弄心。塌在用闲C握AP州P程专家外系统著为零芹件设针计工狮艺规贝程时完，推捐理机龄从产狠品的怖设计增信息紧(零辉件特匀征信粱息)瓦等原统始信息息出省发，棒按某份种策驰略在访知识状库中安搜寻歉相应绸的知绩识，耻从而雕得出滚中间衬结论崭(如古选择请出特颠征的饶加工铲方法嗓)，猾然后臣再以屯这些更结论输为事忘实推企出进帮一步逮结论玻(如驶安排佣出工难艺路恩线)施，如杀此反肾复进妇行，趁直到志退出慕最终对结论晨，即粱产品婆的工间艺规杆程。调CA对PP勉专之家系脖统实艳现了朵工艺快知识已库和写推理谷机的炕分离窝，当俭生产讨环境绞发生厉变化粱时，馅可以辩修改虾或扩缴充知前识库城，而焰不需浊从头字进行纪系统溉开发音。而环且盼CA香PP侧专家碰系统粥在一异定程额度上木模拟稼工艺拍人员械进行恢工艺竟设计瓦，使面许多耗模糊捕问题狂得以时解决挎，对锋于结吹构形拣状复寺杂，洋加工箭工序悬多，戴工艺寄流程送长的秒箱体戴、壳姨体类裙零件迟，可雷能存法在多甘种加征工方链案，怨工艺崖设计燃的优君劣取党决于疫人的缸经验团和智傲慧，灿因此笛一般票的循CA卡PP休系搂统很呢难满朝足这歉类复声杂零士件的响工艺盗设计翠要求倡，而穷C丑AP芽P交专家这系统缓汇集弟众多劈工艺刊专家哀的经熟验和专智慧捧，并滔充分盼利用池这些啄知识殃，进卸行逻点辑推奴理，冻探索积解决古问题品的途屿径和乱方法具，因轮而能雾给出友合理预的甚万至最雕优的俭工艺蹦决策难。克但是事，C坝AP姨P违专家原系统逢仍有比许多爬问题扑有待法人们酿解决秋或提葛出更猴有效淘的方馒法，堡比如铺工艺舱知识少的获祝取和须表示麦，工级艺模付糊知洞识的牧处理粘、工留艺推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