計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

1、第九章計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)第九章計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)9.1概述計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)是隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展在20世紀(jì)60年代興起的一種工藝規(guī)程設(shè)計(jì)技術(shù).CAPP系統(tǒng)研究開發(fā)始終是以克服傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)缺點(diǎn)和推進(jìn)工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化 為主要目標(biāo)的，目前正向設(shè)計(jì)與制造繼承和智能化方向發(fā)展在工業(yè)界推廣應(yīng)用 CAPP系統(tǒng)產(chǎn)生了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，特別是20世紀(jì)80年代以來，隨著CIMS日益受到人們的重視，CAPP系統(tǒng)作為CAD/CAM集成的關(guān)鍵性中間環(huán)節(jié)，CAPP系統(tǒng)研究成為當(dāng)今各國的研究的重要內(nèi)容之一。9。1。1 計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)(Computer Aided Process Planning， C

2、APP)指在工藝人員借助于計(jì)算機(jī)，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段給出的信息和產(chǎn)品制造工藝要求，交互地或自動(dòng)地確定產(chǎn)品加工方法和方案，如加工方法選擇、工藝路線確定、工序設(shè)計(jì)等。如圖所示CAPP系統(tǒng)功能模型。9。1.2工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化的意義1、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的任務(wù)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)是工廠工藝部門的一項(xiàng)經(jīng)常性的技術(shù)工作，是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造的橋梁。以文件形式確定下來的工藝規(guī)程是后續(xù)工藝裝備制造和零件加工的主要依據(jù)，它對(duì)組織生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、縮短生產(chǎn)周期、改善勞動(dòng)條件都有著直接的 影響，是生產(chǎn)中的關(guān)鍵性工作。加工順序、工夾量具、以工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是為被加工零件選擇合理的加工方法、 及切削用量

3、的計(jì)算等，使能按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)出合格的成品零件。2、傳統(tǒng)的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)方法長期以來，傳統(tǒng)的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)一直是由工藝人員根據(jù)他們多年從事工廠生產(chǎn)活動(dòng)而積累 卡的經(jīng)驗(yàn)，以手工方式進(jìn)行的。包括查閱資料和手冊(cè)，進(jìn)行工藝計(jì)算，繪制工序圖，填寫工藝卡片和表格文件等其中花費(fèi)在書寫工藝文件上的時(shí)間占30%，工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)質(zhì)量完全取決于工藝人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)由于工藝規(guī)程設(shè)計(jì)處于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造之間的中間環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方法要求工藝設(shè)計(jì)人員具有豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，不僅要熟悉產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的信息，還要了解有關(guān)制造方面的指示。要成為一名熟練的工藝師 ，需要長時(shí)間經(jīng)驗(yàn)的積累，目前國內(nèi)外都卻犯這樣熟練的工藝 設(shè)計(jì)人員。而且由

4、于每個(gè)工藝人員的經(jīng)驗(yàn)都帶有一定的主觀因素，所以工藝編制的工藝規(guī)程往往因人而異，很難得到最佳的工藝規(guī)程。目前手工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中，每個(gè)零件都要設(shè)計(jì)一個(gè)工藝規(guī)程，存在著大量重復(fù)勞動(dòng)。根據(jù) 成組技術(shù)原理，各種機(jī)械產(chǎn)品中的許多零件都在一定程度上具有相似性，所以它們的工藝規(guī)程也具有一定的相似性，而不是每一個(gè)零件都必須設(shè)計(jì)一個(gè)工藝規(guī)程。例如，美國辛辛那提工廠生產(chǎn)的425種齒輪類零件，原來需要377種不同的工藝規(guī)程，應(yīng)用成組技術(shù)對(duì)齒輪共工 藝規(guī)程進(jìn)行仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)只用71種標(biāo)準(zhǔn)工藝就可以生產(chǎn)全部 425種零件。由此可見，生產(chǎn)的零件品種書和工藝規(guī)程數(shù)并不存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。手工工藝設(shè)計(jì)存在著大量的重復(fù)工作，不僅

5、是一種浪費(fèi)，而且會(huì)影響整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)能力。3、利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)能有效地管理大量的數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的計(jì)算，進(jìn)行各種方案的比較、選擇， 能自動(dòng)繪圖和編制表格文件，這些功能恰恰適應(yīng)了工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的需要，于是出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)這樣一種技術(shù) .CAPP不僅使工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化，還能把CAD和CAM信息聯(lián) 機(jī)起來，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM 一體化，使集成制造技術(shù)的關(guān)鍵性中間環(huán)節(jié)4、CAPP在CIMS中的重要作用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)被認(rèn)為是未來機(jī)械制造工業(yè)的生產(chǎn)模式。CIMS的關(guān)鍵是信息的集成，而CAD和CAM的集成又是實(shí)現(xiàn) CIMS的關(guān)鍵之一。在 CAD/CAPP/C

6、AM 集成系統(tǒng)中， CAPP是連接CAD和CAM的橋梁和紐帶。理想的CAPP系統(tǒng)能夠直接接收 CAD系統(tǒng)的信 息，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，生成工藝文件，并以工藝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和零件信息為依據(jù)，僅過適當(dāng)?shù)暮钪咎幚砗?，生?NC代碼，從而實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/CAM 的集成。所以為推進(jìn) CAD和CAM的真 正繼承，CAPP的研究已成為 CIMS中最迫切的的任務(wù)之一.CAPP不僅能實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化，還能把生產(chǎn)實(shí)踐中行之有效的若干工藝設(shè)計(jì)原則及方法轉(zhuǎn)換成工藝決策模型，并建立科學(xué)的決策邏輯，從而編制出最優(yōu)的制造方案另外，CAPP是CAD與CAM之間的橋梁，是實(shí)現(xiàn) CAD/CAM 一體化，建立CIMS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)9。1。

7、 3CAPP技術(shù)的發(fā)展在機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)，工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化是發(fā)展最遲的部分，NC技術(shù)、CAD技術(shù)早在20世紀(jì)5060年代已應(yīng)用于實(shí)踐，而工藝設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)的因素很多，隨機(jī)性很大，很難用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行理論分析，所以工藝設(shè)計(jì)長期處于手工操作、憑經(jīng)驗(yàn)辦事、效率很低的狀態(tài)世界上最早進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化研究的國家是挪威，他們從1966年開始研制，1969年,挪威工業(yè)公司開發(fā) AUTOPROS系統(tǒng)，是最早的CAPP系統(tǒng)。該系統(tǒng)以成組技術(shù)為基礎(chǔ)把零 件分類歸并成族，制定出各零件族相應(yīng)的典型工藝過程，根據(jù)每個(gè)零件的具體信息生成工藝規(guī)程，稱為派生式CAPP。這類系統(tǒng)開發(fā)周期短、 費(fèi)用低、易于取得實(shí)效，適用于中小企業(yè)

8、。 美國在1976年推出了具有里程碑意義的CAM I ' S Automated Proess Planning系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱CAM- I ' CAPP系統(tǒng)）。CAPP從20世紀(jì)60年代末研制，到目前雖只有30多年的歷史，但已研制出很多的 CAPP系統(tǒng)，而且有不少系統(tǒng)已投入生產(chǎn)實(shí)踐使用，目前各國的CAPP系統(tǒng)主要用于回轉(zhuǎn)體零件，其次為棱柱體零件和板塊類零件，其他非回轉(zhuǎn)體零件應(yīng)用較少，而 且多用于但見小批量生產(chǎn)類型 20世紀(jì)70年代后期，創(chuàng)成式CAPP成為研究重點(diǎn)。采用一定的邏輯算法，對(duì)輸入的幾何 要素等信息進(jìn)行處理，并確定加工要素，自動(dòng)生成工藝規(guī)程。20世紀(jì)80年代中期，創(chuàng)成式 C

9、APP系統(tǒng)的研究轉(zhuǎn)向具有人工智能的專家系統(tǒng)方面，這是 CAPP未來的發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)可以模仿工藝專家的邏輯思維方式，利用專家的知識(shí)對(duì)非確定 性的工藝過程設(shè)計(jì)進(jìn)行邏輯決策。目前，各國學(xué)者正致力于專家系統(tǒng)的實(shí)用化和工具化20世紀(jì)80年代起，我國一些高校和工廠在推廣和應(yīng)用成組技術(shù)的基礎(chǔ)上，也開始研究和開 發(fā)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)。最早進(jìn)行這項(xiàng)研究工作的是同濟(jì)大學(xué)，在1982年研制成功了 TOJICAPP系統(tǒng)， 并通過了原國家教委組織的鑒定，并于1985年在國際（CIRP國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)）會(huì)議上正式發(fā)表。隨后北京理工大學(xué)也研制出適用于車輛中回轉(zhuǎn)體零件設(shè)計(jì)的 BITCAPP系統(tǒng)，北京航空航天大學(xué)發(fā)表了

10、BHCAPP系統(tǒng)，還有一些高校和工廠合作研制的CAPP系統(tǒng)也相繼獲得成功。1996年華中科技大學(xué)開目公司開始研制CAPP，1999年問世.目前，CAPP系統(tǒng)主要應(yīng)用于零件的機(jī)械加工方面，但已逐漸向其它工藝領(lǐng)域擴(kuò)展，如熱處 理、鍛造、沖壓和裝配等，應(yīng)用前景是廣闊的?，F(xiàn)在的CAPP系統(tǒng)主要用于回轉(zhuǎn)體零件，其次為棱柱形零件和板塊類零件。其他回轉(zhuǎn)體零件也有應(yīng)用。9.1 o 4 CAPP系統(tǒng)的效益與傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)方法相比，CAPP的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。1、有利于工藝規(guī)程的合理化、標(biāo)準(zhǔn)化和最優(yōu)化CAPP系統(tǒng)將工藝專家的集體智慧融合到工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件中，使的工藝方案更趨于合理和優(yōu)化，而且計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理工

11、藝過程，其結(jié)果的一致性更好，避免了各個(gè)設(shè)計(jì)者的主觀性，有利于實(shí)現(xiàn)工藝規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)化。2、 提高工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)效率CAPP系統(tǒng)可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)高速、準(zhǔn)確處理信息的能力，減少了手工抄寫和繪制的工作量及錯(cuò)誤，計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的工藝文件簡(jiǎn)潔、統(tǒng)一，可讀性好，因此大大提高了工藝人員的工作效率，加快了工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的速度，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。例如美國洛克希德-喬治亞飛機(jī)公司采用 CAPP技術(shù)后，工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的書寫工作量減少了 75%，設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的能力比以前手工提高了300%.3、 可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益采用CAPP系統(tǒng)后，可以減少工藝設(shè)計(jì)費(fèi)用，降低制造成本。 據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，采用 CAPP后,工藝設(shè)計(jì)勞動(dòng)量減少了

12、 20%40%工藝設(shè)計(jì)費(fèi)用降低了 20 50%,總制造成本降低了 9。6%。4、有利于CAD/CAPP/CAM 的集成 CAPP是連接CAD和CAM的橋梁和紐帶，只有實(shí)現(xiàn) 工藝設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，才能真正實(shí)現(xiàn) CAD/CAPP/CAM 一體 化。9.2CAPP系統(tǒng)的分類F楚齢 N I 乂叫徨怡I土電科一個(gè)企業(yè)要應(yīng)用 CAPP ,首先要由有經(jīng)驗(yàn)的工藝工程師進(jìn) 行工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工作，選出優(yōu)化的工藝路線或生成工藝 的決策邏輯，以及各種工藝參數(shù)，然后依據(jù)這些原始數(shù)據(jù) 和其他要求開發(fā)的 CAPP系統(tǒng)，所以用CAPP系統(tǒng)生成的 工藝規(guī)程是企業(yè)工藝專家們的智慧結(jié)晶使用CAPP系統(tǒng)的工藝人員，并不要求他們具有豐富的

13、工藝知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)， 只要求他們能有一定的工藝知識(shí)并會(huì)使用CAPP系統(tǒng)，就能輸出合乎要求的工藝規(guī)程。這樣不僅可以彌補(bǔ)高級(jí)工藝師的缺乏，而且能使大量有經(jīng)驗(yàn)的工藝師從繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來，去從事不斷研究 新工藝、改進(jìn)現(xiàn)有工藝的工作，促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步?，F(xiàn)在雖然商用 CAPP系統(tǒng)有幾十種，但就其工作原理而言，主要有四類，一是派生法CAPP 系統(tǒng)，另一類是創(chuàng)成法CAPP系統(tǒng)、混合式和專家系統(tǒng)。9.2。1派生法CAPP系統(tǒng) 如何讓從事工藝設(shè)計(jì)時(shí)間較短的工藝人員利用計(jì)算機(jī)及CAPP系統(tǒng)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)呢？必須解決兩個(gè)主要問題：一是要實(shí)現(xiàn)零件圖紙信息代碼化，即讓計(jì)算機(jī)能夠了解零件的技術(shù)要求。二是要把工藝人員的經(jīng)

14、驗(yàn)和技能系統(tǒng)化、理論化、代碼化，即把工藝人員的加工能力知識(shí)庫有規(guī)律地儲(chǔ)存起來，需要是可用代碼隨時(shí)調(diào)用，以便工藝人員共享。1、定義：該系統(tǒng)是根據(jù)成組技術(shù)的原理將零件劃分為相似零件組，按零件組編制出標(biāo)準(zhǔn)工 藝規(guī)程，并以文件的形式儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中。當(dāng)要為新零件設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，輸入該零件的成組技術(shù)代碼，由計(jì)算機(jī)判別零件屬于哪一個(gè)零件組，檢索出該零件的組的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程，再根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn)、尺寸公差，進(jìn)行編輯修改，以獲得適合于該零件的工藝規(guī)程。通 常調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)工藝文件、 確定加工順序、計(jì)算切削參數(shù)、加工時(shí)間或加工成本都是由計(jì)算機(jī)自 動(dòng)進(jìn)行的。2、工作原理派生法將零件按成組技術(shù)的分類編碼系統(tǒng)進(jìn)行編碼，用數(shù)

15、字代碼表示零件圖紙的信息根據(jù)成組技術(shù)中相似性原理如果零件的結(jié)構(gòu)形式相似，即它們的工藝規(guī)程也相似。對(duì)于每一 個(gè)相似零件組，可以采用一個(gè)公共的制造方法，即標(biāo)準(zhǔn)工藝，它可以集中專家、工藝人員的 集體智慧和經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)為一個(gè)新零件設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，從計(jì)算機(jī)中檢索出標(biāo)準(zhǔn)工藝文件，然后經(jīng)過一定的編輯和修改就可以得到該零件的工藝規(guī)程，所以派生法是工藝人員經(jīng)驗(yàn)的體現(xiàn)。3、派生法CAPP系統(tǒng)的研制過程1.零件編碼5。建立工步代碼文件2零件分組6.建立切削數(shù)據(jù)文件3。設(shè)計(jì)零件組的復(fù)合零件7。設(shè)計(jì)各種功能子程序4。設(shè)計(jì)典型工藝規(guī)程8.CAPP系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)1) 零件編碼零件編碼的目的是將零件圖上的信息代碼化，使計(jì)算機(jī)易于

16、識(shí)別和處理。常用的系統(tǒng)有Opitz、JLBM等系統(tǒng)、編碼分為手工編碼和計(jì)算機(jī)編碼兩種。手工編碼是由編碼人員根據(jù)編碼法則，對(duì)照零件圖用手工方式編出各碼位的代碼。這種方式的效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，一致 性差，容易出錯(cuò)。計(jì)算機(jī)輔助編碼采用人機(jī)對(duì)話的方式，由計(jì)算機(jī)提問，操作人員回答，對(duì)編碼系統(tǒng)的理解和判斷是由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)完成的。這種系統(tǒng)明顯優(yōu)于人工編碼。2) 零件分組零件組的劃分是建立在零件特征相似性的基礎(chǔ)上，分組時(shí)首先要確定相似性準(zhǔn)則，即分組的依據(jù)分組方法以編碼分組法應(yīng)用最廣，編碼分組法又分為特征數(shù)據(jù)法和特征矩陣法。3) 設(shè)計(jì)零件組的復(fù)合零件復(fù)合零件又稱為主樣件， 它包括一組零件的全部形狀要素，有一定

17、的尺寸范圍， 可以使實(shí)際存在的，也可以是假想的。以它作為樣板零件，涉及適用于全組的通用工藝規(guī)程。4) 設(shè)計(jì)典型工藝規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程應(yīng)能滿足該領(lǐng)進(jìn)組所有零件的加工，并能反映工廠實(shí)際工藝水平。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程時(shí)可采用符合工藝路線法即在分析零件組中零件的全部工藝路線后，選擇其中一個(gè)工序最多，加工過程安排合理的零件工藝路線作為基本路線，然后把其他零件特有的、尚未 包括在基本路線內(nèi)的工序，按合理順序加到基本路線中去，構(gòu)成代表零件組的復(fù)合工藝路線5) 建立工步代碼文件標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程時(shí)有各種加工工序組成的，一個(gè)工序又可分為多個(gè)操作工步，所以工步是工藝規(guī)程中最基本的組成要素如車外圓，鉆孔、銃平面等。標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程

18、如何存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中， 怎樣隨時(shí)調(diào)用，又怎樣進(jìn)行篩選、主要依靠工步代碼文件。工步代碼隨所采用的零件編碼系統(tǒng)不同而異。6) 建立切削數(shù)據(jù)文件切削數(shù)據(jù)包括：進(jìn)給量、切削深度、切削速度。7) 設(shè)計(jì)各種功能子程序由于CAPP系統(tǒng)中要應(yīng)用各種計(jì)算方式，為此需預(yù)先將各種計(jì)算公式和求解方法編成各種功 能子程序，如切削參數(shù)的計(jì)算，加工余量、工序尺寸公差的計(jì)算、切削時(shí)間和加工費(fèi)用的計(jì) 算，工藝尺寸鏈的求解，切削用量的優(yōu)化和工藝方案的優(yōu)化等8) CAPP系統(tǒng)總程序設(shè)計(jì)上述各項(xiàng)工作完成之后，用一個(gè)主程序把所有子程序連接起來，構(gòu)成CAPP系統(tǒng)。9。22創(chuàng)成法CAPP系統(tǒng)1定義:該系統(tǒng)不以原有的工藝規(guī)程為基礎(chǔ)，而在計(jì)算機(jī)

19、軟件系統(tǒng)中收集了大量的工藝數(shù)據(jù)和加工知 識(shí),并在此基礎(chǔ)上建立一系列的決策邏輯，形成工藝數(shù)據(jù)庫和加工知識(shí)庫，在無需人工干預(yù) 的情況下，自動(dòng)生成零件的工藝規(guī)程匸藝過網(wǎng)刨戚目前的大部分 CAPP系統(tǒng)屬于派生法系統(tǒng)，這種 系統(tǒng)比較成熟，應(yīng)用十分廣泛。創(chuàng)成法系統(tǒng)尚不 完善，還沒有一個(gè)純粹的創(chuàng)成法 CAPP系統(tǒng)出現(xiàn)， 有的也只是在部分功能上應(yīng)用了創(chuàng)成原理，所以只能稱為半創(chuàng)成式系統(tǒng)2、工作原理輸出工藝披軒創(chuàng)成法CAPP系統(tǒng)不以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程的檢索 和修改為基礎(chǔ)，而是由系統(tǒng)根據(jù)加工能力知識(shí)庫 和工藝數(shù)據(jù)庫中加工工藝信息和各種工藝決策邏 輯，自動(dòng)設(shè)計(jì)出零件的工藝規(guī)程。有關(guān)零件的信 息可直接從CAD系統(tǒng)中獲取。這

20、種方法在原理上比較理想，就是讓系統(tǒng)模仿工藝人員的邏輯思維能力，自動(dòng)進(jìn)行各種決策，選擇零件的加工方法，安排工藝路線，選擇機(jī)床、刀具、夾具、設(shè)計(jì)切削參數(shù)和加工時(shí)間、加工成本，以及對(duì)工藝過程進(jìn)行優(yōu)化等。創(chuàng)成法CAPP系統(tǒng)很容易設(shè)計(jì)出新零件的加工工藝，具有很大的柔性，容易實(shí)現(xiàn) CAD/CAPP/CAM 體化。要實(shí)現(xiàn)完全創(chuàng)成法 CAPP系統(tǒng)，必須解決三個(gè)關(guān)鍵問題： 一是零件的信息要用計(jì)算機(jī)能識(shí)別的形式完全準(zhǔn)確地描述；二是收集大量的工藝決策邏輯和工藝規(guī)程設(shè)計(jì)邏輯，并以計(jì)算僅能識(shí)別的方式存儲(chǔ)；三是工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)邏輯和零件信息的描述必須收集在統(tǒng)一的加工數(shù)據(jù) 庫中。這是因?yàn)?，零件圖紙上的各種信息要完全準(zhǔn)確地描述

21、還存在困難；如何建立完善的工 藝決策模型。使計(jì)算機(jī)能識(shí)別和處理還有待進(jìn)一步解決；工藝過程的優(yōu)化理論還不完善。創(chuàng)成式;CAFP康理圉9.2。3 混合式（Hybrid）將傳統(tǒng)派生法、傳統(tǒng)創(chuàng)成法與人工智能結(jié)合在一起，綜合他們的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造了混合式CAPP系統(tǒng)，這種工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)沿用以派生式為主的檢索一一編輯原理，當(dāng)零件不能歸入系統(tǒng)已存在的零件組時(shí)，則采用創(chuàng)成式原理進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，或在工藝編輯是引入創(chuàng)成式的決策邏輯進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，或在工藝編輯時(shí)引入創(chuàng)成式?jīng)Q策邏輯原理。專家系統(tǒng)將人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)等技術(shù)應(yīng)用于CAPP系統(tǒng)的研究和開發(fā)。CAPP專家系統(tǒng)由零件信息輸入模塊、知識(shí)庫、推理機(jī)三部分組成，其中知識(shí)庫和

22、推理機(jī)是互相獨(dú)立的。CAPP專家系統(tǒng)根據(jù)輸入的零件信息頻繁地去訪問知識(shí)庫，并通過推理機(jī)中的控制策略，在知識(shí)庫中搜索能夠處理零件當(dāng)前狀態(tài)的規(guī)則，然后執(zhí)行這條規(guī)則，并把每一次執(zhí)行規(guī)則得到的結(jié)論部 分按照先后順序記錄下來，直到零件加工達(dá)到一個(gè)終結(jié)狀態(tài)，這個(gè)記錄就是零件加工所要求的工藝規(guī)程。1 KT基于知識(shí)的CAPP系統(tǒng)三種系統(tǒng)的比較派生式創(chuàng)成式專家系統(tǒng)原理成組技術(shù)決策算法決策算法生成條件復(fù)合工件（樣板文件）需輸入全面零件信息全面零件信息算法決策嵌套在應(yīng)用程序中知識(shí)庫9。3 CAPP 系統(tǒng)9。3.1功能一個(gè)CAPP系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：檢索標(biāo)準(zhǔn)工藝文件；選擇加工方法；安排加工路線選擇機(jī)床、刀具、量具、夾

23、具等；選擇裝夾方式和裝夾表面：優(yōu)化選擇切削用量；計(jì)算加工時(shí)間和加工費(fèi)用：確定工序尺寸和公差及選擇毛坯；繪制工序圖及編寫工序卡。有的CAPP系統(tǒng)還具有計(jì)算刀具軌跡，自動(dòng)進(jìn)行NC編程和進(jìn)行加工過程模擬的功能，有些專家認(rèn)為這些功能屬于 CAM的范疇。9。3。2工作過程與步驟云割!砒應(yīng)于乞血嘗件兒護(hù)丁他蝕i E曲蛋昨氓. _ 二_ -hhi 1 /；也MJSMMX徳嚴(yán)軟wliiD-'-住-Lwx*#VJ她建一 _ 'L一一 LiaiHr® T Srf ft ZZ T r3工聖左pttfc出11曲坤：綾的1 n9。3.3組成與基本結(jié)構(gòu)控制模塊：協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)人機(jī)之間的信

24、息交流，控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息獲取方式。零件信息獲取模塊：用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息輸入。工藝過程設(shè)計(jì)模塊：進(jìn)行加工工藝流程的決策，生成工藝過程卡。工序決策模塊：選定加工設(shè)備、定位安裝方式、加工要求，生成工序卡。工步?jīng)Q策模塊：選擇刀具軌跡、加工參數(shù)，確定加工質(zhì)量要求，生成工步卡及提供形成 NC指令所需的刀位文件。輸出模塊：輸出工藝流程卡、工序和工步卡，工序圖等各類文檔。產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫：存放有 CAD系統(tǒng)完成的產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息。制造資源數(shù)據(jù)庫：存放企業(yè)或車間的加工設(shè)備、工裝工具等制造資源的相關(guān)信息。工藝知識(shí)數(shù)據(jù)庫：用于存放產(chǎn)品制造工藝規(guī)則、工藝標(biāo)準(zhǔn)、工藝數(shù)據(jù)手冊(cè)、工藝信息處理的相關(guān)算法和工具等。典型案例庫：存放各零件族典型零件的工藝流程圖、工序卡、工步卡、加工參數(shù)等數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)參考使用。編輯工具庫：存放工