减速器辅助设计软件的开发——CAPP工具设计精选.doc

1 绪论 工艺过程设计在机械制造过程中占据及其重要的一环，它是连接产品设计和车间产品制造的中间桥梁。传统的工艺过程设计由人工编制，其设计质量在很大程度上依赖工艺设计人员的水平，并且存在劳动强度大、效率低、设计难以做到最优和标准等缺点。 随着制造业进入信息化和知识经济时代，制造业呈现出新的特点，过去追求的是产品的低成本高质量，而现在多品种、小批量、短交货期的要求越来越迫切。制造重点也由以前的成本和质量并重向现在的质量和时间并重转变，因而，传统的工艺过程设计方法已经不能适应当前制造业发展的需要，而CAD/CAM的系统集成化、智能化成为大势所趋，计算机辅助工艺设计CAPP在其中起着不可替代的作用，所以被人们日益重视。CAPP的使用可以大大缩短工艺设计周期，有利于工艺设计的最优化和标准化，是CIMS等先进制造系统的技术基础。因此，世界很多国家都在大力研究CAPP平技术，CAPP技术的理论研究和实际应用已经蓬勃发展起来[1]。 1.1 CAPP的发展历程 CAPP的研究开发始于20世纪60年代末，在CAPP发展史上具有里程碑意义的是设在美国的国际性组织CAM-I于1976 年开发的CAPP系统。国内最早开发的CAPP系统是同济大学的TOJICOP修订式系统和西北工业大学的CAOS生成式系统，其完成的时间都在80年代初。经过30多年的历程，国内外对CAPP技术已经进行了大量的探讨与研究，无论在研究的深度上海事广度上都不断取得进展[2]。CAPP的内涵也在不断的发展，从狭义的观点看，CAPP是利用计算机完成工艺过程设计，输出工艺规程，以及在工艺设计上代替工艺人员的劳动。但是在集成化、智能化、网络化、或先进制造模式中，特别是在并行工程工作模式中，“PP”不再单纯理解为“Proces Planning”，而应增加“Production Planning”的涵义。这样，就产生了CAPP的广义概念：即CAPP的一方面向生产规划最佳化及作业计划调度最佳化发展，作为制造资源计划MRPⅡ的一个重要组成部分；另一方面能够与物流系统相联系，生成NC加工控制指令，以控制物质流或加工过程。向集成化、网络化、智能化发展是现代CAPP发展的必然趋势。 1.2 工艺数据库 数据库技术作为信息技术的一个重要支撑部分，是人们有效地进行数据存储、共享和处理的工具。 数据库是为满足某一部门中多个用户的多种应用的需要，按照一定的数据模型在计算机系统中组织、存储和使用的相互联系的数据集合。数据库系统是管理大量、持久、可靠、共享的数据的工具。 数据库系统是具有数据库管理功能的计算机系统，它是有关硬件、软件、数据和人员组合起来的为用户提供信息服务的系统是计算机化的信息系统，由称作DBMS（DataBase Management System，数据库管理系统）的通用软件包管理数据。数据库系统是由4个主要部分组成，它们是数据库、数据库管理系统（软件）、计算机硬件和数据库管理员。 数据库的具体实现上，网络版选用的是SQL-Server，单机版选用的是ACCESS，通过ODBC（Open Database Connectivity，开放数据库互连）实现与工艺设计环境的连接[3] [4]。PDM、ERP、MIS等管理系统在不进入CAPP系统的前提下可直接访问工艺数据库。 构建拥有丰富的工艺知识、设备工装、刀夹量具、切削参数、典型工艺（包括典型工序、工步等）以及规范化的工艺术语等的知识库以便用户打开并引用知识，同时考虑知识库中应能存入实际设计过程中比较成功的工序、工步、设备工装等数据知识以实现工艺知识库在使用过程中的动态扩充，从而使知识库具有适用于不同零件的柔性是建立CAPP系统工艺知识库的目标[5]。 1.3 CAPP系统的发展趋势 随着国家信息化政策的制定和落实以及现代制造技术的飞速发展，对CAPP系统提出了更高的要求。在此形势下，CAPP系统的发展具有以下特点。 1.3.1 工具化和工程化 各企业的工艺环境、管理模式千差万别，CAPP系统要适应各企业的具体情况。提高其通用性，就要加强CAPP系统的工具化和工程化。开发CAPP系统时，应将CAPP系统分解为多个相对独立的工具进行开发。如开发零件信息描述工具、工艺决策工具、工艺文档输出工具、知识和数据的输人工具以及用户界面构造工具等。由用户或者开发软件的公司根据企业具体情况输入数据和知识，形成面向制造和管理环境的CAPP系统。用户还可以进行二次开发[6]。在工程化方面，既不能不考虑企业原有的环境和模式，也不能完全盲目服从。要根据对国家、国际标准和先进制造技术的分析，结合各类用户的根本需求，引导用户的工艺设计进程。促进工艺设计规范化，从而规范CAPP系统的实施过程。在统一的标准化工艺基础上开发出适应一般企业工艺规程的CAPP系统。使大部