第五章计算机辅助工艺设计技术.ppt

第五章 计算机辅助工艺设计技术 制造工艺在制造企业中占有重要地位，其中工艺过程设计是连接产品设计与产品制造的桥梁，是制造系统的重要环节之一。随着社会的发展和人类生活水平的不断提高，产品更新换代的周期越来越短，产品的需求越来越多样化，多品种、中小批量生产在制造业中的比重越来越大，从而使制造工艺的矛盾越来越大。 计算机辅助工艺过程设计(CAPP)是促进生产准备工作自动化的有效途径,其应用对于缩短产品制造周期，提高产品质量，降低产品成本具有重要意义。目前，随着制造系统自动化的发展，CAPP被公认为CIMS等先进制造系统的技术基础。 5.1 CAPP概述 工艺设计确定制造过程及制造所需的制造资源、制造时间等，是完成产品设计信息向制造信息转换的关键性环节。在现代机械制造业中，产品工艺过程设计工作具有多层次性。 通常，企业的工艺设计工作可划分为两个层次：总体工艺设计和专业工艺设计。 1. 总体工艺设计 总体工艺设计主要包括以下内容： (1)产品结构工艺性审查：产品结构工艺性审查的目的在于：早期发现产品设计中的工艺性问题，及时解决，防止或减少在生产中可能发生的重大技术问题；较早预见产品制造中的主要件、关键件所需的关键设备或特殊工艺装备，以便及早安排制造或外协。在并行工程环境下，产品结构工艺性审查是产品设计、工艺设计、生产计划等进行集成的重要环节。 (2)产品工艺零组件划分：从制造角度，划分可相对独立进行装配和制造的产品构成。这是从产品结构BOM(Bill of Material)向产品制造BOM进行转换的重要环节。 (3)产品工艺流程制订：在企业中，工艺流程又称为（车间）工艺路线、分工路线、分工计划等，它主要是从企业层确定产品零组件的制造过程。产品工艺流程的制订涉及到企业各工作中心/车间制造资源的宏观平衡，是MRPII/ERP的基础数据之一。在敏捷制造模式下，产品工艺流程制订将是虚拟企业的主要工艺设计工作。 5.1 CAPP概述 2. 专业工艺设计 在一般产品制造中，所包括的专业工艺设计种类有： (1)变形加工工艺设计：使原材料产生形态、形状或结构变化来制造零组件的工艺过程设计，如各类零件毛坯制造（铸、锻、下料等）、零件加工（机械加工、钣金冲压等）等。 (2)变态、变性加工工艺设计：通过改变原材料的性质来满足制造零组件需要的工艺过程设计，如热处理、表面处理等。 (3)连接和组装加工工艺设计：使工件与其它原材料或工件与工件、组件与组件结合而形成组件或产品的工艺过程设计，如焊接、装配等。 (4)其它环节的工艺设计：产品制造过程中其它环节工艺过程设计，如检测、试验等。 5.1 CAPP概述 工艺过程设计是一项技术性和经验性很强的工作，长期以来，都是依靠工艺设计人员个人积累的经验完成的，这种设计方法与现代制造技术的发展要求不相适应。主要表现在： 1.工艺设计要花费相当多的时间，但其中实质性的技术工作可能只占总时间的5%～10%，大部分时间用于重复性劳动和填写表格等事务性工作上。 这不仅加大了工艺人员的劳动强度，容易出错，而且延长了产品的生产周期； 2.同一零件由不同工艺员编制工艺时，往往得到不同的工艺文件；即使同一工艺员，每次设计结果也可能不完全相同。这就是说，人工设计的工艺，一致性差，难以保证工艺文件的质量和实现规范化、标准化； 3.繁琐而重复的密集型劳动会束缚工艺人员的设计思想，妨碍他们从事创造性工作，并且工艺人员的知识积累过程太慢，而服务时间相对过短，因而不利于工艺水平的迅速提高。 4.从企业的信息管理来看，工艺设计是生产信息的汇集处，因此，工艺信息的完整性、一致性具有十分重要的意义。传统的手工设计与管理模式，不仅工作效率低，而且很难保证工艺信息的准确性、一致性。 5.1 CAPP概述 六十年代末，人们开始在工艺过程设计领域应用计算机技术，进行计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning, CAPP)的研究与开发工作， 并逐渐引起越来越多的人们的重视，世界各国都在大力研究。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( CAM- I Automated Process Planning) 系统。 国内最早开发的 CAPP 系统是同济大学的TOJICAP系统和西北工业大学的CAOS系统，其完成的时间都在80年代初。  5.1 CAPP概述 应用CAPP技术，可以使工艺人员从繁琐重复的事务性工作中解脱出来，迅速编制出完整而详尽的工艺文件，缩短生产准备周期，提高产品制造质量，进而缩短整个产品开