計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(教案1)

1、第九章 第九章 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì) 第九章 第九章 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì) 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(kāi)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

2、以來(lái)，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(guó)的研究的重要內(nèi)容之一。9.1.1 計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（Computer Aided Process Planning, CAPP)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。

3、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 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(lái)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。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、加工順序

4、、工夾量具、以及切削用量的計(jì)算等，使能按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)出合格的成品零件。9.1.3CAPP 技術(shù)的發(fā)展 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) 50~60 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(zhǎng)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(guó)家是挪威，他們從 1966 年開(kāi)始研

5、制，1969年，挪威工業(yè)公司開(kāi)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(guò)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(kāi)發(fā)周期短、費(fèi)用低、易于取得實(shí)效，適用于中小企業(yè)。美國(guó)在 1976 年推出了具有里程碑意義的 CAM-I’S Automated Process Planning 系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 CAM-I’S CAPP 系統(tǒng)）。CA

6、PP 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(guó)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(jiàn)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

7、年代中期，創(chuàng)成式 CAPP 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(lái)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(guò)程設(shè)計(jì)進(jìn)行邏輯決策。目前，各國(guó)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(guó)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(kāi)始研究和開(kāi)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)

8、， 并通過(guò)了原國(guó)家教委組織的鑒定，并于 1985 年在國(guó)際（CIRP 國(guó)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 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(kāi)目公司開(kāi)始研制 CAPP，1999 年問(wèn)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