第11章制造系統(tǒng)的工藝自動(dòng)化

第11章制造系統(tǒng)的工藝自動(dòng)化

本章主要內(nèi)容包括：11.1工藝自動(dòng)化系統(tǒng)概述11.2計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)11.3CAPP技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)第一頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1工藝自動(dòng)化系統(tǒng)概述

本節(jié)內(nèi)容包括：11.1.1工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化的意義11.1.2CAPP的基本概念11.1.3CAPP的結(jié)構(gòu)組成11.1.4CAPP的基本技術(shù)11.1.5CAPP系統(tǒng)應(yīng)用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益（看書(shū)解釋?zhuān)┑诙?yè)，共六十三頁(yè)。11.1.1工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化的意義

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代日益頻繁，多品種、小批量的生產(chǎn)模式已占主導(dǎo)地位，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)方法已不能適應(yīng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展需要，因此，計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（ComputerAidedProcessPlanning，CAPP）受到了工藝設(shè)計(jì)領(lǐng)域的高度重視，用CAPP系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)具有重要意義，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：第三頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.1工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化的意義

（1）CAPP可以使工藝設(shè)計(jì)人員擺脫大量、煩瑣的重復(fù)勞動(dòng)，將主要精力轉(zhuǎn)向新產(chǎn)品、新工藝、新裝備和新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。

（2）CAPP有助于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化及自動(dòng)化工作，提高工藝的繼承性，最大限度地利用現(xiàn)有資源，縮短工藝設(shè)計(jì)周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

（3）CAPP有助于對(duì)工藝設(shè)計(jì)人員的寶貴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和繼承。

（4）CAPP是企業(yè)推行信息集成和制造業(yè)信息化工程的重要基礎(chǔ)之一。第四頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.2CAPP的基本概念

CAPP是指在人和計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)中，依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息、設(shè)備約束和資源條件，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等功能來(lái)制訂零件加工的工藝路線、工序內(nèi)容和管理信息等工藝文件，將企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)的一種技術(shù)，也是一種將產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息與制造環(huán)境提供的所有可能的加工能力信息進(jìn)行匹配與優(yōu)化的過(guò)程。第五頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.2CAPP的基本概念20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著機(jī)械制造業(yè)向CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）或IMS（IntelligenceManufacturingSystem）的發(fā)展，CAD/CAM（CompuerAidedManufacturing）集成化的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，CAPP在CAD、CAM中起到橋梁和紐帶作用。第六頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.2CAPP的基本概念在CAD/CAM集成系統(tǒng)中，CAPP必須能直接從CAD模塊中獲取零件的幾何信息、材料信息、工藝信息等，以代替人機(jī)交互的零件信息輸入，CAPP的輸出是CAM所需的各種信息。隨著CIMS的深入研究與推廣應(yīng)用，人們已認(rèn)識(shí)到CAPP是CIMS的主要技術(shù)基礎(chǔ)之一，因此，CAPP從更高、更新的意義上再次受到廣泛的重視。在CIMS環(huán)境下，CAPP與CIMS中其他系統(tǒng)的信息流如圖11.1所示。第七頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.2CAPP的基本概念

第八頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.2CAPP的基本概念

如圖11.1所示解釋如下：

（1）CAPP接收來(lái)自CAD的產(chǎn)品幾何拓?fù)?、材料信息以及精度、粗糙度等工藝信息；為滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求，需向CAD反饋產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià)信息。

（2）CAPP向CAM提供零件加工所需的設(shè)備、工裝、切削參數(shù)、裝夾參數(shù)以及反映零件切削過(guò)程的刀具軌跡文件、NC指令；同時(shí)接收CAM反饋的工藝修改意見(jiàn)。第九頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.2CAPP的基本概念

如圖11.1所示解釋如下：

（3）CAPP向工裝CAD提供工藝過(guò)程文件和工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。

（4）CAPP向企業(yè)資源計(jì)劃（EnterpriseResourcesPlanning，ERP）提供工藝過(guò)程文件、設(shè)備工裝、工時(shí)、材料定額等信息；同時(shí)接收由ERP發(fā)出的技術(shù)準(zhǔn)備計(jì)劃、原材料庫(kù)存、刀量具狀況及設(shè)備更改等信息。第十頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.2CAPP的基本概念

如圖11.1所示解釋如下：

（5）CAPP向制造自動(dòng)化系統(tǒng)（ManufacturingAutomationSystem，MAS）提供各種過(guò)程文件和夾具、刀具等信息；同時(shí)接收由MAS反饋的工作報(bào)告和工藝修改意見(jiàn)。

（6）CAPP向計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理（ComputerAidedQuality，CAQ）提供工序、設(shè)備、工裝、檢測(cè)等工藝數(shù)據(jù)，以生成質(zhì)量控制計(jì)劃和質(zhì)量檢測(cè)規(guī)程；同時(shí)接收CAQ反饋的控制數(shù)據(jù)，用以修改工藝過(guò)程。第十一頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.3CAPP的結(jié)構(gòu)組成

如圖11.2所示的系統(tǒng)構(gòu)成是一個(gè)比較完整的CAPP系統(tǒng)，其基本模塊如下所示。第十二頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.3CAPP的結(jié)構(gòu)組成

如圖11.2所示解釋如下：

（1）控制模塊。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理，協(xié)調(diào)各模塊的運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息交互的窗口。

（2）零件信息輸入模塊。零件信息輸入可以有2種方式：一是人工交互輸入；二是從CAD系統(tǒng)直接獲取或來(lái)自集成環(huán)境下統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型。

（3）工藝過(guò)程設(shè)計(jì)模塊。進(jìn)行加工工藝流程的決策，生成工藝過(guò)程卡。第十三頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.3CAPP的結(jié)構(gòu)組成

如圖11.2所示解釋如下：

（4）工序決策模塊。生成工序卡。

（5）工步?jīng)Q策模塊。對(duì)工步內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成NC指令所需的刀位文件。

（6）NC加工指令生成模塊。根據(jù)刀位文件，生成控制數(shù)控機(jī)床的NC加工指令。

（7）輸出模塊。輸出工藝過(guò)程卡、工序卡、工序圖等各類(lèi)文檔，并可利用編輯工具對(duì)現(xiàn)有文件進(jìn)行修改后得到所需的工藝文件。第十四頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.3CAPP的結(jié)構(gòu)組成

如圖11.2所示解釋如下：

（8）加工過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真?？蓹z查工藝過(guò)程及NC指令的正確性。上述的CAPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一個(gè)比較完整、廣義的CAPP系統(tǒng)，實(shí)際上，并不一定所有的CAPP系統(tǒng)都必須包括上述全部?jī)?nèi)容。例如，傳統(tǒng)概念的CAPP不包括NC指令生成及加工過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真，實(shí)際CAPP系統(tǒng)組成可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要而調(diào)整。但它們的共同點(diǎn)應(yīng)使CAPP的結(jié)構(gòu)滿足層次化、模塊化的要求，具有開(kāi)放性，便于不斷擴(kuò)充和維護(hù)。第十五頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.4CAPP的基本技術(shù)

（1）成組技術(shù)（GroupTechnology，GT）。我國(guó)CAPP系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以說(shuō)是與GT密切相關(guān)，早期開(kāi)發(fā)的CAPP系統(tǒng)大多為以GT為基礎(chǔ)派生式CAPP系統(tǒng)。

（2）產(chǎn)品零件信息的描述與獲取。CAPP與CAD、CAM一樣，其單元技術(shù)都是按照自己的特點(diǎn)而各自發(fā)展的。零件信息（幾何拓?fù)浼肮に囆畔ⅲ┑妮斎胧鞘滓?，即使在集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化的CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)，零件信息的描述與獲取也是一項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題。第十六頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.4CAPP的基本技術(shù)

（3）工藝設(shè)計(jì)決策方法。其核心為特征型面加工方法的選擇、零件加工工序及工步的安排及組合。其主要決策內(nèi)容包括工藝流程決策、工序決策、工步?jīng)Q策、工藝參數(shù)決策、制造資源決策。為保證工藝設(shè)計(jì)達(dá)到全局最優(yōu)化，系統(tǒng)把這些內(nèi)容集成在一起，進(jìn)行綜合分析，動(dòng)態(tài)優(yōu)化，交叉設(shè)計(jì)。第十七頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.1.4CAPP的基本技術(shù)

（4）工藝知識(shí)的獲取及表示。工藝設(shè)計(jì)是隨著設(shè)計(jì)人員、資源條件、技術(shù)水平、工藝習(xí)慣的變化而變化。要使工藝設(shè)計(jì)在企業(yè)內(nèi)得到有效的應(yīng)用，必須總結(jié)出適應(yīng)本企業(yè)零件加工的典型工藝及工藝決策方法，按所開(kāi)發(fā)CAPP系統(tǒng)的要求，用相應(yīng)的形式表示這些工藝經(jīng)驗(yàn)及決策邏輯。

（5）工序圖及其他文檔的自動(dòng)生成。（6）NC加工指令的自動(dòng)生成及加工過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)。（7）工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。

第十八頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.2計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)CAPP系統(tǒng)按照系統(tǒng)工作原理、零件類(lèi)型、工藝類(lèi)型和開(kāi)發(fā)技術(shù)方法可以對(duì)CAPP系統(tǒng)進(jìn)行不同分類(lèi)，下面將對(duì)以下CAPP系統(tǒng)作概要介紹。11.2.1派生式CAPP系統(tǒng)11.2.2創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)11.2.3半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)11.2.4CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)簡(jiǎn)介第十九頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.2.1派生式CAPP系統(tǒng)

本節(jié)主要內(nèi)容包括：

1.派生式CAPP系統(tǒng)的工作原理2.派生式CAPP系統(tǒng)的使用過(guò)程3.派生式CAPP系統(tǒng)的特點(diǎn)第二十頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.派生式CAPP系統(tǒng)的工作原理

根據(jù)成組技術(shù)相似性原理，如果零件的結(jié)構(gòu)形狀相似，則它們的工藝過(guò)程也有相似性。對(duì)于每一個(gè)相似零件族，可以采用一個(gè)公共的制造方法來(lái)加工，這種公共的制造方法以標(biāo)準(zhǔn)工藝的形式出現(xiàn)。通過(guò)專(zhuān)家、工藝人員的集體智慧和經(jīng)驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié)制定出標(biāo)準(zhǔn)工藝文件，然后儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中。

第二十一頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.派生式CAPP系統(tǒng)的工作原理當(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)中檢索標(biāo)準(zhǔn)工藝文件，然后經(jīng)過(guò)一定的編輯和修改，就可以得到該零件的工藝規(guī)程，派生一詞由此得名。派生式CAPP系統(tǒng)又稱(chēng)檢索式或變異式、經(jīng)驗(yàn)法或樣件法CAPP系統(tǒng)。第二十二頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.派生式CAPP系統(tǒng)的工作原理根據(jù)零件信息的描述與輸入方法不同，派生式CAPP系統(tǒng)又分為基于成組技術(shù)（GT）的派生式CAPP系統(tǒng)與基于特征的派生式CAPP系統(tǒng)。前者用GT碼描述零件信息，后者用特征來(lái)描述零件信息，后者是在前者的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的?；诔山M技術(shù)的派生式CAPP系統(tǒng)的工作流程如圖11.3所示。第二十三頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.派生式CAPP系統(tǒng)的工作原理

第二十四頁(yè)，共六十三頁(yè)。2.派生式CAPP系統(tǒng)的使用過(guò)程派生式CAPP系統(tǒng)使用過(guò)程主要包括以下六個(gè)步驟。

（1）按照已選定的零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)，給新零件編碼。

（2）根據(jù)零件編碼判斷新零件是否包括在系統(tǒng)已有的零件族內(nèi)。

（3）如果新零件包括在已有零件族內(nèi)，則調(diào)出該零件族的標(biāo)準(zhǔn)工藝過(guò)程；如果不在，則計(jì)算機(jī)將告知用戶，必要時(shí)需創(chuàng)建新的零件族。第二十五頁(yè)，共六十三頁(yè)。2.派生式CAPP系統(tǒng)的使用過(guò)程

（4）計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入代碼和已確定的邏輯，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝過(guò)程進(jìn)行篩選。

（5）用戶對(duì)已選出的工藝過(guò)程進(jìn)行編輯、增刪或修改。

（6）將編好的工藝過(guò)程存儲(chǔ)起來(lái)，并按指定格式打印輸出。第二十六頁(yè)，共六十三頁(yè)。3.派生式CAPP系統(tǒng)的特點(diǎn)派生式CAPP系統(tǒng)有如下四個(gè)的特點(diǎn)：

（1）派生式CAPP系統(tǒng)以成組技術(shù)為理論基礎(chǔ)，利用相似性原理和零件分類(lèi)編碼系統(tǒng)，因此有系統(tǒng)理論指導(dǎo)，比較成熟。

（2）有較好的實(shí)用價(jià)值，問(wèn)世較早，應(yīng)用范圍比較廣泛。第二十七頁(yè)，共六十三頁(yè)。3.派生式CAPP系統(tǒng)的特點(diǎn)

（3）適用于結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的零件，在回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件中應(yīng)用更為廣泛。由于派生式工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的零件多采用編碼描述，對(duì)于復(fù)雜的或不規(guī)則的零件則不易勝任。

（4）對(duì)于相似性差的零件，難以形成零件族，不適于用派生式方法，因此派生式CAPP系統(tǒng)多用于相似性較強(qiáng)的零件。

第二十八頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.2.2創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)

本節(jié)主要內(nèi)容包括：1.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理2.逆向設(shè)計(jì)原理3.工序設(shè)計(jì)（看書(shū)自學(xué)）4.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的特點(diǎn)第二十九頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理

創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)與派生式CAPP系統(tǒng)不同，它的生成并不是通過(guò)修改或編輯相似零件的復(fù)合工藝實(shí)現(xiàn)的，而是利用系統(tǒng)中的決策邏輯和相關(guān)工藝數(shù)據(jù)信息，通過(guò)一定的算法對(duì)加工工藝進(jìn)行一系列的決，從無(wú)到有，自動(dòng)地生成零件的工藝過(guò)程。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理如圖11.4所示。

第三十頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理

第三十一頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)按工藝生成步驟劃分為若干功能模塊，每個(gè)模塊按其功能要求對(duì)應(yīng)的決策表或決策樹(shù)編制；系統(tǒng)各模塊工作時(shí)所需要的各種數(shù)據(jù)均以數(shù)據(jù)庫(kù)形式存儲(chǔ)；系統(tǒng)工作時(shí)，根據(jù)零件信息，自動(dòng)提取制造知識(shí)，按有關(guān)決策邏輯生成零件上各待加工表面的加工順序和各表面的加工鏈，產(chǎn)生零件加工的各工序和工步內(nèi)容；自動(dòng)完成機(jī)床、夾具、刀具、工具的選擇和切削參數(shù)的優(yōu)化；最后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行編排并輸出工藝規(guī)程。

第三十二頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理要實(shí)現(xiàn)完全創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)，必須解決三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

①零件的信息必須要用計(jì)算機(jī)能識(shí)別的形式完全精確地描述。

②收集大量的工藝決策邏輯和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)邏輯，并以計(jì)算機(jī)能識(shí)別的方式存儲(chǔ)。

③工藝過(guò)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(kù)中。

第三十三頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理由于工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，要使一個(gè)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)包含所有的工藝決策，并能完全自動(dòng)地生成理想的工藝過(guò)程是比較困難的。再則，利用現(xiàn)有的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)生成的工藝，有時(shí)還需要用戶進(jìn)行一些編輯修改。由于目前對(duì)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的研究還不夠完善，加上工藝過(guò)程設(shè)計(jì)本身的復(fù)雜性，所以，創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還沒(méi)有統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的方法。第三十四頁(yè)，共六十三頁(yè)。2.逆向設(shè)計(jì)原理在創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)中，工藝規(guī)程設(shè)計(jì)有兩種方法：一種是從零件毛坯開(kāi)始進(jìn)行分析，選擇一定的加工方法和順序，直到能加工出符合最終目標(biāo)要求的零件形狀，這種方法稱(chēng)為正向設(shè)計(jì)。另一種方法是從零件最終的幾何形狀和技術(shù)條件開(kāi)始分析，反向選擇合適的加工順序，直到零件恢復(fù)成無(wú)須加工的毛坯，這種方法稱(chēng)為逆向設(shè)計(jì)。第三十五頁(yè)，共六十三頁(yè)。2.逆向設(shè)計(jì)原理傳統(tǒng)上，工藝人員都采用正向設(shè)計(jì)方法，即從毛坯開(kāi)始進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。由于正向設(shè)計(jì)的起始點(diǎn)是毛坯粗表面，其前提條件不是很明確，導(dǎo)致零件在加工過(guò)程中的狀態(tài)也不明確。若根據(jù)不明確的前提進(jìn)行工藝規(guī)程的自動(dòng)設(shè)計(jì)，則其包含的設(shè)計(jì)自由度較多，會(huì)導(dǎo)致工藝規(guī)程的自動(dòng)設(shè)計(jì)走彎路。第三十六頁(yè)，共六十三頁(yè)。2.逆向設(shè)計(jì)原理在逆向設(shè)計(jì)原理中，以零件的最終狀態(tài)作為前提，這樣出發(fā)點(diǎn)就很明確。一個(gè)零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)是從圖樣上規(guī)定的幾何形狀和技術(shù)條件開(kāi)始考慮，然后填補(bǔ)金屬材料，逐步降低公差和粗糙度要求。

很明顯，金屬填補(bǔ)過(guò)程要優(yōu)于金屬切除過(guò)程。第三十七頁(yè)，共六十三頁(yè)。2.逆向設(shè)計(jì)原理采用金屬填補(bǔ)這種方法，很容易滿足最終目標(biāo)的要求，而且其加工過(guò)程的中間狀態(tài)也容易確定，即從已知要求出發(fā)選擇預(yù)加工方法的要求比較容易滿足，從而易于保證零件的加工質(zhì)量。另外，逆向設(shè)計(jì)還便于確定零件在加工過(guò)程中的工序尺寸、公差以及工序圖的自動(dòng)繪制等。所以，在已開(kāi)發(fā)的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)中，逆向設(shè)計(jì)原理得到了較多的應(yīng)用。第三十八頁(yè)，共六十三頁(yè)。4.創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）該系統(tǒng)不依賴(lài)于操作人員的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，不需人工干預(yù)，能保證相似零件工藝過(guò)程的高度相似性和相同零件工藝過(guò)程的高度一致性。

（2）該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程合理化和優(yōu)化，容易適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方式的發(fā)展。

（3）便于CAD/CAM的集成。

（4）系統(tǒng)一切從零開(kāi)始，對(duì)一些顯而易見(jiàn)的工藝決策問(wèn)題顯得浪費(fèi)計(jì)算機(jī)的時(shí)空資源，系統(tǒng)規(guī)模龐大，開(kāi)發(fā)技術(shù)難度大。第三十九頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.2.3半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)，又稱(chēng)為混合式、綜合式CAPP系統(tǒng)。半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是將派生式CAPP系統(tǒng)與創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)相結(jié)合，利用這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，克服各自的缺點(diǎn)。半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)沿用派生式CAPP系統(tǒng)的檢索編輯原理，在生成和編輯工序時(shí)卻引入了創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的決策邏輯。第四十頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.2.3半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)由于CAPP系統(tǒng)是面向企業(yè)的實(shí)用軟件，所以，要建立完全創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是很困難的，因此，半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是目前實(shí)用型CAPP系統(tǒng)的主要形式。

1.半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理2.半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工藝生成方法第四十一頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)綜合了派生式CAPP系統(tǒng)與創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的方法和原理，采取派生與自動(dòng)決策相結(jié)合的方法生成工藝規(guī)程，如需對(duì)一個(gè)新零件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，先通過(guò)計(jì)算機(jī)檢索零件所屬零件族的標(biāo)準(zhǔn)工藝，然后根據(jù)零件的具體情況，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行自動(dòng)修改，工序設(shè)計(jì)則采用自動(dòng)決策，進(jìn)行機(jī)床、刀具、工裝夾具以及切削用量的選擇，輸出所需的工藝文件。第四十二頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理

半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理如圖11.5所示。半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)兼顧了派生式CAPP系統(tǒng)與創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)兩者的優(yōu)點(diǎn)，克服了各自的不足，既具有系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性，又具有系統(tǒng)的快捷和靈活性，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用性。第四十三頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工作原理第四十四頁(yè)，共六十三頁(yè)。2.半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的工藝生成方法

在CAPP的設(shè)計(jì)中，最為關(guān)鍵的是工藝文件的生成，由于該部分涉及面廣，包括工藝路線決策、工步的確定、機(jī)床的選擇和工藝裝備的選擇等任務(wù)，因此，需要分別建立其相應(yīng)的功能模塊。其中關(guān)鍵部分是采用不同表面生成不同加工鏈方法，然后通過(guò)相關(guān)模塊的邏輯判斷，很好地解決工藝的生成。第四十五頁(yè)，共六十三頁(yè)。工藝路線決策生成合理的工藝路線是CAPP系統(tǒng)的關(guān)鍵。半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)工藝路線的生成是利用派生式原理，也就是按成組技術(shù)原理，對(duì)零件進(jìn)行分類(lèi)編碼、劃分零件族并編制標(biāo)準(zhǔn)工藝的。在生成具體零件工藝時(shí)，對(duì)檢索的零件族標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行編輯修改，生成零件的工藝路線，而工藝路線的編輯是依據(jù)零件GT碼，并由工藝決策模型自動(dòng)進(jìn)行篩選的。第四十六頁(yè)，共六十三頁(yè)。工藝路線決策

工藝路線決策模型是根據(jù)生成的零件特征表面加工鏈文件，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝文件的各主要工序進(jìn)行匹配比較來(lái)編輯工藝，也就是根據(jù)輸入的幾何信息和工藝信息，生成零件各特征表面的加工鏈，再根據(jù)加工鏈對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行編輯。

第四十七頁(yè)，共六十三頁(yè)。工藝路線決策編輯過(guò)程的原理如下：首先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝路線的主要加工工序進(jìn)行搜索，把搜索到的主要工序與零件的加工鏈文件中的特征表面加工鏈的工序序列進(jìn)行比較，如兩者能對(duì)應(yīng)，就保留該工序，否則就刪除。

第四十八頁(yè)，共六十三頁(yè)。工步的確定通過(guò)以上的加工鏈可以看出，各個(gè)工序?qū)?yīng)表面的加工內(nèi)容就是工步。例如：在完成精車(chē)外圓的工步后，所獲得的尺寸就是零件的標(biāo)注尺寸，精車(chē)之前的尺寸即半精車(chē)后的尺寸，依此類(lèi)推，可以計(jì)算出該表面要素的各個(gè)工序尺寸。第四十九頁(yè)，共六十三頁(yè)。機(jī)床的選擇系統(tǒng)中將各類(lèi)機(jī)床的加工精度、規(guī)格等通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存放在計(jì)算機(jī)中，根據(jù)零件表面要素的加工方法、加工精度、加工尺寸等，通過(guò)決策邏輯自動(dòng)確定所用的機(jī)床。如車(chē)床的確定取決于零件的最大外圓尺寸、零件的總長(zhǎng)以及是粗加工還是精加工等因素確定。第五十頁(yè)，共六十三頁(yè)。工藝裝備的選擇系統(tǒng)中的刀具、量具及夾具是通過(guò)決策邏輯搜索對(duì)應(yīng)刀具、量具、夾具庫(kù)，找出相匹配的元素來(lái)確定的。第五十一頁(yè)，共六十三頁(yè)。11.2.4CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本節(jié)主要內(nèi)容包括：

1.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理2.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)表達(dá)及知識(shí)庫(kù)的建立（看書(shū)解釋?zhuān)?.推理機(jī)的控制策略（看書(shū)解釋?zhuān)┑谖迨?yè)，共六十三頁(yè)。1.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理

CAPP系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為工具，能夠模仿工藝人員完成工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，使工藝設(shè)計(jì)的效率大大提高。但工藝設(shè)計(jì)知識(shí)和工藝決策方法沒(méi)有固定的模式，不能用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行描述。設(shè)計(jì)水平的高低很大程度取決于工藝人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此很難用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序來(lái)描述清楚。人工智能技術(shù)（ArtificialIntelligence，AI）的發(fā)展，為CAPP的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)辟了新的道路。第五十三頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理

進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，以AI技術(shù)為基礎(chǔ)的CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)已成為制造業(yè)研究的主要課題之一，由于CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)具有較大的靈活性以及處理不確定性和多義性的特點(diǎn)，因此CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)CAPP系統(tǒng)的缺點(diǎn)。同時(shí)，CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)還具有對(duì)話能力和學(xué)習(xí)能力，使計(jì)算機(jī)能真正模擬工藝人員進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。第五十四頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理

CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)與一般的CAPP系統(tǒng)的工作原理不同，兩者在結(jié)構(gòu)上也有很大差別，如圖11.6所示。

第五十五頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理

一般CAPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成，即零件信息輸入模塊和工藝規(guī)程生成模塊。其中工藝規(guī)程生成模塊是CAPP系統(tǒng)的核心，它包括工藝設(shè)計(jì)知識(shí)和決策方法，而且這些知識(shí)都使用計(jì)算機(jī)能識(shí)別的程序語(yǔ)言編制在系統(tǒng)程序中。第五十六頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理

當(dāng)輸入零件的描述信息后，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一系列的判斷，調(diào)用相應(yīng)的子程序或程序段，生成工藝規(guī)程。當(dāng)使用環(huán)境有變化時(shí)，就必須修改系統(tǒng)程序，這對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是比較困難的，所以一般CAPP系統(tǒng)的適應(yīng)性較差。第五十七頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理

CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)由零件信息輸入模塊、知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)三部分組成，其工作原理如圖11.7所示。第五十八頁(yè)，共六十三頁(yè)。1.CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)的工作原理

其中知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)是相互獨(dú)立的，CAPP專(zhuān)家系統(tǒng)不再像一般CAPP系統(tǒng)一樣，在程序的運(yùn)行中直接生成工藝規(guī)程，而