農(nóng)機(jī)產(chǎn)品CAPP系統(tǒng)的零件工序參數(shù)式生成技術(shù)

1、農(nóng)機(jī)產(chǎn)品CAP陳統(tǒng)的零件工序參數(shù)式生成技術(shù)PartsProcessParametricGenerationofCAPPSystemforAgriculturalMachineryProductsTULi(DepartmentofMechanicalEngineering，ZhejiangMechanical&ElectricalCollege，Hangzhou310053，China)：ThekeyimplementofpartsprocessparametricgenerationwaspresentedfromtheangleofCAPPsystemdesignrequiremen

2、tforagriculturalmachineryproducts.Theconstraintrelationsbetweenprocesscardcontentsandtheextendedprocessdatastructureweredefined，theinformationachievingapproachtoprocessdatawasanalyzed，theintelligentstatementsynthesistechniquewasintroduced，andtheparametricimplementmethodsforprocesscontentsbasedoncons

3、traintrelationmodelwererealized.收稿日期：2013-06-25基金項(xiàng)目：2011年浙江省博士后科研項(xiàng)目擇優(yōu)資助項(xiàng)目tu_li22aliyun。采用參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，目前的農(nóng)機(jī)企業(yè)可以基于已有的成熟產(chǎn)品，通過對(duì)關(guān)鍵尺寸的修改產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)，促進(jìn)了企業(yè)產(chǎn)品的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，極大地縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期1。但由此引發(fā)出一個(gè)新的問題，即參數(shù)化的設(shè)計(jì)必然要求有參數(shù)化的工藝與之相適應(yīng)，使得設(shè)計(jì)尺寸數(shù)據(jù)的改動(dòng)能夠觸發(fā)現(xiàn)有工藝的自動(dòng)修改，生成相應(yīng)的新工藝，以進(jìn)一步縮短農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的制造準(zhǔn)備周期。而每一張工藝卡片都是工藝師創(chuàng)造性勞動(dòng)的結(jié)晶，在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)能借鑒已有的成熟工藝，

4、對(duì)它進(jìn)行一些修改與完善，快速高效地得到新的工藝卡片用于指導(dǎo)生產(chǎn)。同時(shí)，工藝設(shè)計(jì)本身是一個(gè)多變量非線性深度大反饋的系統(tǒng)，其不確定的因素很多2。工藝人員在編制零件工藝時(shí)難免要對(duì)零件的工藝尺寸進(jìn)行調(diào)整，參數(shù)式的CAPP(ComputerAidedProcessPlanning)系統(tǒng)可以自動(dòng)觸發(fā)與之相關(guān)聯(lián)的工藝內(nèi)容，如車間、設(shè)備、工裝、工時(shí)等，對(duì)它們進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，并實(shí)時(shí)地反映在工藝人員面前，為他們提供工藝決策的支持3。1農(nóng)機(jī)產(chǎn)品CAP陳統(tǒng)參數(shù)式工序生成的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵傳統(tǒng)的CAP陳統(tǒng)之所以不支持參數(shù)化設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于它們對(duì)工藝卡內(nèi)容描述的單一性，即只孤立地記錄了工藝卡各組成部分的內(nèi)容，如產(chǎn)品代號(hào)、材料、加工方

5、法、工步內(nèi)容、設(shè)備工裝、工時(shí)定額等。它們彼此之間缺乏任何關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)沒有反映出它們之間本應(yīng)具有的約束關(guān)系。實(shí)現(xiàn)CAP售數(shù)式工序生成的關(guān)鍵是建立工藝卡組成內(nèi)容之間的約束關(guān)系，具體見圖1。1.1 擴(kuò)充的工藝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品CAP除統(tǒng)采用一套擴(kuò)充的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來保存實(shí)現(xiàn)零件的參數(shù)式特征信息。這些零件特征信息包括：幾何特征，如零件的尺寸規(guī)格；加工特征，如加工方法、加工精度；材料特征，如零件材料、毛坯件數(shù)；求解特征，如工時(shí)求解方式；其他特征，如附加因數(shù)等。1.2 工藝數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信息獲取途徑獲得零件特征信息的主要途徑見圖2。1）零部件明細(xì)表。從零部件明細(xì)表中可以獲得零件件號(hào)、件數(shù)、材料牌號(hào)等信息，即直接從CAD

6、系統(tǒng)將零部件明細(xì)表信息通過中間數(shù)據(jù)文件自動(dòng)轉(zhuǎn)入CAP陳統(tǒng)。2）零部件編碼。系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)輔助編碼方式，利用“向?qū)А保╓izard）技術(shù)自動(dòng)生成零部件編碼。根據(jù)零部件編碼可以確定零件族，從而確定零件的加工工序等內(nèi)容。3）對(duì)話框交互輸入。由于CADf征自動(dòng)提取技術(shù)尚不完善，完全依靠從CA晾統(tǒng)自動(dòng)獲取零件加工特征是不現(xiàn)實(shí)的。因此在CAP陳統(tǒng)中可采用對(duì)話框4參數(shù)式交互輸入獲得一些必要的加工特征信息，輸入界面見圖3。由于這些特征信息都保存在系統(tǒng)的擴(kuò)充數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，所以當(dāng)用戶修改工藝參數(shù)時(shí)可以直接在對(duì)話框中方便地進(jìn)行改動(dòng)，而無需重新輸入。4）CA晾統(tǒng)的幾何特征輸入。CAP除統(tǒng)可采用CO峨術(shù)，提供直接從CAD

7、取部分零件幾何信息的功能。約束關(guān)系模型的建立是實(shí)現(xiàn)參數(shù)式CAP除統(tǒng)的關(guān)鍵。采用以上特征信息獲取方法將通常工藝內(nèi)容中的敘述性文字轉(zhuǎn)化為具有產(chǎn)品數(shù)據(jù)意義的參數(shù)數(shù)據(jù)，并直接為其他CAXI（統(tǒng)和企業(yè)ER博系統(tǒng)所共享。此外，修改工藝任何參數(shù)即可自動(dòng)得到新的工步內(nèi)容，從某種意義上來說，實(shí)現(xiàn)了工藝卡的參數(shù)化。2 零件工序內(nèi)容的參數(shù)式生成基于上述零部件特征及其相互約束的關(guān)系，農(nóng)機(jī)CAP隘統(tǒng)采用以下方法實(shí)現(xiàn)零件工序內(nèi)容的參數(shù)式生成過程。2.1 工藝路線對(duì)于農(nóng)機(jī)產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)得到的零件，依照零部件的成組編碼，檢索出同一零件族的模板工藝，從而得到工藝路線的雛形，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行增刪調(diào)整得到最終加工路線5。對(duì)于沒有模板

8、工藝的零部件（即變型配置設(shè)計(jì)得到的零件），工藝路線的確定主要根據(jù)設(shè)計(jì)人員的思路、各加工分廠的設(shè)備布置、零件的加工成本人為確定從而形成工藝過程卡的大致基本框架。系統(tǒng)提供部件工藝的加工路線粗框架，方便工藝人員的設(shè)計(jì)。2.2 工藝過程內(nèi)容說明工序內(nèi)容說明是一張工藝卡的主體，它用敘述性的文字，有時(shí)再加上工藝簡圖，描述了零件加工過程中具體某一步的實(shí)施方案，用以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的工作。對(duì)工序內(nèi)容說明的分析可以發(fā)現(xiàn)，每一句說明雖然內(nèi)容不同，但抽象地看無非是以下內(nèi)容的組合。加工的方法如“下料”、“焊接”、“油漆”等；加工的對(duì)象：即零件的件號(hào)；對(duì)象的數(shù)目：即零件的件數(shù)；加工的要求：如油漆次數(shù)等。可見工序內(nèi)容說明

9、并不是一個(gè)獨(dú)立變量，它受到上述各個(gè)因素的約束，約束方程如下：工藝過程內(nèi)容=f（加工的方法，加工的對(duì)象，對(duì)象的數(shù)目，加工要求）一旦這些因素之一發(fā)生變化，必然地要引起“工序內(nèi)容說明”的更新與修改。農(nóng)機(jī)產(chǎn)品CAP除統(tǒng)通過智能化語句合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“工序內(nèi)容說明”描述的規(guī)范、準(zhǔn)確、簡潔、統(tǒng)一。所謂“智能化語句合成技術(shù)”就是指，根據(jù)不同工種事先設(shè)計(jì)一系列標(biāo)準(zhǔn)的描述性的語句，設(shè)備、尺寸、件號(hào)、件數(shù)、材料、規(guī)格等都是這些標(biāo)準(zhǔn)語句的參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化組合成相應(yīng)的“工序內(nèi)容說明”，填寫在工藝卡中，詳見圖4。2.3 車間、設(shè)備、工裝零件的加工設(shè)備直接受加工方法、精度要求和零件尺寸的影響。當(dāng)工藝人員修改了零件的尺寸后必須重新對(duì)加工設(shè)備和工裝進(jìn)行選擇，如有變化則在工藝卡上作相應(yīng)的修改，提高工藝編制的水平。3 小結(jié)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品制造過程如何快速實(shí)現(xiàn)工藝卡的生成以完成生產(chǎn)準(zhǔn)備是農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，