CAPP系统

CAPP系统（精选九篇）

CAPP系统 篇1

CAPP (computer aided process planning, 计算机辅助工艺设计) 是利用计算机技术辅助工艺人员设计零件从毛坯到成品的制造方法, 是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术, 是计算机集成制造系统 (CIMS) 的重要组成部分。

随着经济全球化和企业信息化的迅猛发展, 电子设备制造行业也面临着严重的挑战和巨大的发展机遇, 传统的工艺设计方法已经远远不能满足自动化和集成化要求。充分发挥行业和科技优势, 用现代信息技术和现代管理技术改造电子设备生产行业, 是实现电子设备行业跨越式发展的必由之路。CAPP克服了传统工艺设计的许多缺点, 借助计算机技术, 完成从产品设计到原材料加工成产品所需的一系列加工动作及其对资源需求的数字化描述。CAPP系统的成功实施, 将大大推动产品制造的信息化进程, 并在实际应用中取得良好的成效, 提高企业的竞争力。

1 CAPP系统的实施价值

传统的工艺规程设计主要是工艺人员在Word, Excel中绘制出工艺卡片的空白表格进行设计, 此种方法效率低且工艺文档、基础数据不能共享, 越来越不能满足发展的要求。而通过CAPP系统的实施可以有效缩短技术文件生产准备周期, 在实现工艺文件高效编制的基础上, 兼顾考虑未来信息集成需要。

a) 提高工艺编制效率。传统手工编制工艺文档的方式工作效率低, 数据复用性差。特别在电子设备制造中, 对于一些相似性很高的零部件也没有有效的典型工艺知识积累机制, 导致工艺设计重复劳动多。CAPP系统的实施为工艺设计人员提供了专业的工艺编制平台, 提高工艺设计效率, 将工艺设计人员从大量的手工、重复劳动中解放出来, 着重于工艺设计品质的改进和工艺创新, 实现工艺水平的持续改进。

b) 积累工艺设计知识。通过实施CAPP系统促进典型工艺以及工艺知识的积累和管理水平的提高, 让工艺人员方便地将工艺设计过程中的经验知识记录下来, 建立工艺知识积累和沉淀机制, 实现工艺经验和知识的快速传播, 为工艺创新打下基础。

c) 促进标准化管理, 实现工艺报表自动汇总。CAPP系统要能将设计的工艺数据按照用户需要的格式和处理逻辑自动统计输出。支持对数据进行编辑、分类、排序、汇总、统计、分析、计算和分页输出。

d) 有效工艺过程管理。工艺设计技术工作中, 评审等过程管理工作也对生产准备周期有重要影响。CAPP的实施可以提高管理工作的效率, 并且通过增强管理工作的规范来提高制造工艺设计品质, 提高协同工作效率。

从工艺信息流程过程中分析, 可以看到工艺系统的输入信息, 包括产品信息, 零件信息, 企业生产组织, 设备及工艺装备, 工人技术状况。控制信息有毛坯制造及热处理规范, 加工工艺及装配规范, 其中加工工艺及装配规范包括加工余量选择、切削用量、工时定额和装配工艺等规范。各种制造的工艺规范是控制工艺变化和实现安全性, 可靠性与经济性的保证;工艺路线、工艺规程、材料定额、工时定额是输出的目标信息。工艺信息流程如图1所示。

2 开目CAPP系统的特点

开目CAPP是武汉开目公司在综合分析不同行业和不同企业工艺设计的要求、工艺编制的特点的基础上, 研究开发的先进、实用、开放的CAPP系统。该系统推荐和引用国家标准的工艺设计和工艺管理规范, 并兼顾了大多数企业原有的工艺习惯, 而且容易在大多数企业内得到全面推广和普及。具体特点表现在以下几个方面:

a) 开目CAPP能够直接打开*.dwg文件, 对其进行工艺编辑, 无需工艺技术人员重新绘图;开目CAPP可以直接引用电子表格编写的Excel文件, 不需要重新填写, 并且开目CAPP填写的文件可转为Excel文件格式, 方便其他软件环境使用。

b) 开目CAPP更注重采用软件设计中的人机工程的原则、方法, 它的界面简洁清晰, 人机交互快捷, 强调功能的完备性, 融数据、图形、图像、表格、文字编辑于一体, 具有强大的表格填写和文字编辑功能, 做到图文并茂。

c) 开目CAPP可以由用户任意创建、定义、扩充工艺设计和工艺管理的各种工艺表格、规程, 可以方便地定义工艺表格的填写规范等, 能够满足不同企业工艺设计和工艺管理的需求。

d) 开目CAPP提供了计算公式的管理工具, 工艺资源库, 让用户能够添加各类计算公式, 扩充企业专用的工艺资源, 编制企业专用的符号等, 极大地方便了工艺技术人员进行动态地创建、使用、维护工艺资源数据库, 有利于提高工艺编制的效率和品质。

3 开目CAPP系统结构组成

CAPP系统采用结构化设计方法, 设计了系统管理、工艺管理、工艺设计、工艺资源管理、工艺规则管理、辅助管理等功能模块, 其基本组成如图2所示。

工艺人员可以通过CAPP系统实现相关工艺的查询, 完全避免了手工重复撰写的问题。相似零件的工艺编制, 只需在原有卡片的基础上进行局部改动即可, 从而减少工作量。开目CAPP系统工艺设计过程见图3所示。

4 开目CAPP系统的开发实施

4.1 定制开发阶段

安装完CAPP系统后, 首先对工艺人员进行培训。培训分为一般用户和系统管理员培训, 一般用户培训主要讲解CAPP行业背景、技术发展方向、基本操作、主要功能与应用系统集成、对企业能带来的效益等。系统管理员培训主要讲解如何定制本企业数据库、用户的管理和维护、定制卡片模板参数、功能设置、管理工具的使用、二次开发等。

a) 绘制表格:在工程实际应用当中, 工艺信息的交流都是以表格形式的工艺文件为主。这些工艺文件一般包括工艺过程卡、工序卡、工艺路线表、材料消耗工艺定额文件等。所以创建工艺表格是使用开目CAPP首先要做的一项基础工作。绘制表格的流程为:启动“开目CAPP客户端”→选择“新建工艺规程”→切换至零件图→进入绘图界面→完成表格绘制 (包括表格中的内容填写) 。完成表格绘制后, 组选表格, 点击【编辑】→【改线性质】→【改为表格线】, 选中表格的外框线, 点击【编辑】→【改线型】→【改为非打印线】。然后点击【图库】→【建表格库】→左键点击表格左下角后命名保存。

b) 定义表格:打开KMCAPP安装目录下“KMCAPPSVR→kmtabdef.exe”开目表格定义程序文件, 打开前面绘制好的表格, 点击“表格对应”, 定义表格, 先定义卡片的表头和签署栏, 若希望卡片首页中填写的内容在卡片续页中自动生成, 需要在“表格对应”中“填写内容控制”选中“公有”, 其他的都选择“私有”。同时在“表格对应”中“文字格式控制”选择所需的字体名称和字体高度。对卡片页码的定义, 在“表格对应”→“填写内容控制”中的填写内容分别填写“共页”和“第页” (注意中间不能有空格) , 以后系统就会将页码自动填写到定义为“共页”“第页”的地方。

下面开始定义卡片中的滚动编辑区, 选中【块定义】→【将卡片中间填写区所有块定义为一个滚动编辑区】→【表格对应】→【定义滚动编辑区每列块】→在【填写内容控制】统一为“私有”。

表格定义实际上是工艺系统的标准化、初始化的过程, 对每个企业来讲, 只需进行一次初始化, 今后基本上不用定义了, 除非增加新的工艺表格。

c) 建立企业资源库:工艺资源包括毛坯种类、材料牌号、材料规格、机床设备、工艺装备、工艺基本术语、工艺规则库、工艺简图库、工艺参数库 (含切削参数、设备参数、工时定额表) 、典型工艺库等内容。

建立企业资源库, 首先打开“开目企业资源管理器”, 点击右键选择【添加子节点】, 在【数据来源】中按需要选择【内部数据源】 (直接填写) 和【外部数据源】 (数据导入) , 将提前分类统计好的企业资源信息按照不同的类别分别建立子库。8511研究所使用的是“内部数据源”直接将统计出的工艺资源信息录入数据表结构, 在数据表中可增删字段。

资源库内容还可以嵌套许多子库, 即资源库可分层, 如机床包括车床、钻床、铣床等, 车床下面又包含卧式车床、立式车床等;卧式车床又包含C616, CA6140等。这些层次分明的数据库可以很方便地建立。根据生产情况及实际加工能力和生产加工设备, 我们相应建立了工序名称库:如机加、电装、调试等;工序内容库:如钻孔、落料、落料冲孔等。还有模具库、刀具库、量具库及其相对应的子库等。

在企业资源管理器中“系统管理员”具有最高的权限, 由系统管理员设置用户, 每个用户由系统管理员赋予不同的权限, 权限有节点权限和记录权限, 其中节点权限包括节点浏览权和节点编辑权, 记录权限包括数据表浏览权和记录编辑权。企业资源管理器根据键入的用户名和密码, 判断相应的权限后用户才能作相应的操作。

d) 定义工艺规程:打开KMCAPP安装目录下“KMCAPPSVR→gyshjmb.exe”程序, 在“工艺规程类型列表”中点击右键, 选择【追加工艺规程】→填写【工艺规程模板名称】, 在“工艺规程封面”空白出点击右键, 选择【追加封面表格】→【选择表格文件】, 在“当前工艺规程类型中的过程卡列表”中点击右键, 选择“新增过程卡表格”, 在“表格名列表”中选择相应的表格文件 (可增加续页) 。

一般来说, 企业生产某一产品要用到的不仅仅是一种加工工艺, 可能还要用到很多其他工艺。如一种零件的加工不仅仅是机加工工艺, 可能还要用到热处理、装配等其它工艺。创建工艺规程管理可以配置相应的工艺卡和过程卡, 以便在开目CAPP中选择某种工艺规程, 编制工艺路线时系统能自动调出所用的工艺过程卡和工序卡。上述所创建的工艺表格文件只有追加到工艺规程管理中才能在CAPP应用程序中使用。这一过程就是把所编制的相应的表格文件追加到相应的工艺规程管理中去。只有这样, 才能真正地在CAPP编辑模块中编制工艺文件。

e) 卡片定义挂库:完成企业资源库的建立后, 重新打开KMCAPP安装目录下“KMCAPPSVR→kmtabdef.exe”开目表格定义程序, 打开需要与资源库对应连接的卡片, 点击“表格对应”→左键单击需要对应的列块→点击“节点对应”后面的按钮→找到企业资源库中对应的子节点→双击选取→保存退出。其他需要对应的列块按上述步骤依次完成数据库对应。这样以后再填写此区域时, 可到该资源库里去查找。

4.2 运行阶段

系统定制基本完成后, 进行了试运行, 对运行过程中发现的问题予以记录、汇总, 并及时进行改进、完善。经过3个月的试运行后, KMCAPP系统进一步得到了完善, 工艺人员对软件操作也已经得心应手。

5CAPP系统的应用效果

开目CAPP系统实施后, 工艺设计的效率、品质、规范性均有明显提高, 具体体现在以下几个方面:

a) 缩短了技术准备周期, 把工艺人员从繁琐、重复的劳动中解放出来, 工艺人员有更多的时间和精力投入到工艺试验和工艺攻关中去;

b) 大大节省了材料工艺消耗定额、材料汇总表的编制时间, 同时准确度大大提高;

c) 提高了工作效率和工作品质;

d) CAPP系统的应用, 推进了研究所专业术语的标准化工作, 保证工艺设计的一致性和规范化;

e) 典型工艺的应用, 不停地积累和管理优秀的工艺经验和工艺知识, 对8511研究所工艺技术的创新和持续发展起到了很大的支持作用;

f) 可以为生产部门和管理部门提供产品数据服务功能, 避免重复劳动, 提高工作效率。

6 结论

CAPP是CIMS工程中的一个重要模块, 也是企业信息化建设的关键环节。开目CAPP的应用在一定程度上使企业的工艺水平有了很大的提高。一方面, 它使工艺管理迈上了一个新台阶, 避免了零件工艺的多样性, 保证了工艺工作的标准化、规范化;另一方面减轻了工艺人员的劳动强度, 大大地节省了手工劳动时间, 避免了重复的查表和工艺编制工作, 节约了工艺文件编制消耗的人力物力。同时也缩短了从工艺编制到工艺使用的时间, 为工艺技术的优化和创新提供了必要的手段和开拓空间。

摘要：结合计算机辅助工艺设计 (CAPP) 系统在电子设备制造中的实施与应用过程, 从CAPP系统的实施价值、特点等方面分析, 介绍了开目CAPP系统基本结构组成, 对开目CAPP系统具体实施过程进行了详细的描述, 及在实施过程中的一些注意事项, 最后对企业使用开目CAPP系统的实际应用效果进行了评价。

关键词：开目计算机辅助工艺设计,工艺设计,工艺管理,应用效果

参考文献

[1]邵新宇, 蔡力钢主编.现代CAPP技术与应用[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[2]陈宗舜.机械制造业工艺设计与CAPP技术[M].北京:清华大学出版社, 2004.

[3]中国航天工业总公司.航天产品工艺文件管理制度[Z].北京:中国航天工业总公司第七○八研究所出版, 1996.

CAPP系统 篇2

传统质量系统对质量的追踪主要用于追溯离线状态下的质量数据，这些质量数据虽然覆盖了所有的质量活动，但联系工艺设计过程和产品制造过程的数据分析手段比较落后，同时对制造过程的实时追踪力度不够。这类质量系统大多独立于制造过程，数据采集、查询和处理均在质量系统内部完成闭环，很少考虑与工艺设计过程、制造过程质量数据的交互。因此仅能支持质量部门日常工作的无纸化操作，无法满足质量追溯过程和工艺设计过程之间的信息传递需求，也无法满足企业对质量活动执行效率和制造过程质量水平的追求。

对制造业来说，制造过程的质量决定了产品除设计因素外的绝大部分质量，是企业追求精益质量的核心环节之一。制造执行系统(Manufaeturing Execution System，MES)拥有制造过程所有静态和动态的数据，形成巨大的制造数据集合，为质量追溯的策划、执行、评价和改进提供了丰富的数据基础。而计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning，CAPP)是连接产品设计与制造的桥梁，工艺设计过程包含了产品制造过程中的所有工艺、物料、设备等实现质量可追溯系统必不可少的信息；另外，企业生产的面向客户的最终产品是通过工艺规划和制造过程的功能和信息的集成才完成的；只有对CAPP和MES进行有机结合分析，才能真正实现质量可追溯性目标。

为此，本文提出基于MES和CAPP的质量可追溯系统的概念，旨在通过分析MES中质量数据的自动实时采集、分析、追踪和溯源控制，即时对比分析CAPP过程数据，建立一套以数字化为特征的动态质量追溯体系，有效提高质量追溯活动的执行效率，并使工艺设计过程和制造过程的跨系统质量追踪能力、反馈能力、信息交互能力和质量控制能力得到极大提高。跨系统动态质量追溯

1.1 基本概念

跨系统动态质量追溯针对具有关联关系的多个子系统构成的复杂质量系统，在同一参考系下不同子系统之间，对时间上先后发生的特定事物行为间的可回溯性关系进行集成分析，包括系统间追溯对象的关联关系分析、因果关系分析、系统间集成追溯模式分析、系统间集成追溯数据模型分析等；其追溯性隐含于系统内或系统间的某个过程，包含追溯对象、追溯关系和跨系统推理机理三大元素。其追溯对象是追溯的起点和终点，如缺陷产品的状态或者故障报警现象；追溯关系是追溯的方向，如现象与现象、现象与行为之间的关联关系；跨系统推理机理是追溯的纽带，如系统间对比分析方法。动态质量追溯系统中系统之间的连接关系如图1所示。

图1 跨系统动态质量追溯元素模式

1.2 跨系统动态质量可追溯的特点

跨系统动态质量追溯非常复杂，它具有如下特性：

(1)串联性(先后性)

表达了后发生行为与先发生行为之间存在的某种联系，从后发生行为出发可以推理到这些前发生行为，即通过某种关系追溯行为发生的历史过程的特性。

(2)隐含性

在动态质量追溯系统中，包含关系知识的模型并不一定采用显式的表达方法来表现，而是将这些关系隐含在模型的方程和处理方法中，从而使分析无法直接获取这些已有的关系知识。

(3)紧密性

在整个追溯系统中，由于要实现系统间的无缝连接，在追溯过程中要有一定的紧密性。

(4)复杂性

动态质量追溯系统与其他系统集成运作的过程中，其规模、结构和关系都呈现出一定的复杂性，这种复杂性使得人们容易迷失在海量的数据和质量追溯结果中，而无法将焦点聚集到集成质量系统关键的关系作用过程。

(5)动态性

集成系统间的关系体现在框架组件之间的交互上，在系统中体现在模型之间的动态交互上，因此质量追溯过程中质量因子的交互是动态的，从而整个集成系统体现出动态性。

由这些特性可以看出，跨系统的可追溯性具体体现在：系统通过自动采集数据、对比数据、分析根源，最大限度地挖掘系统中所包含的关系信息，基于这些信息可以进行追溯。

由动态质量追溯特性可以提取出追溯系统具备的三大条件为：可执行条件、可视条件和推测条件。

(1)可执行条件

在整个复杂系统中发生的质量缺陷、故障等不良现象与检测数据和状态蕴含一定的关联因果关系，是可执行的。

(2)可视条件

上述存在的关系信息是可以提取的，即追溯系统输入与输出的观测数据包含完整的因果关系，或者包含部分因果关系，通过特定的推理结构可以获取完整的因果关系。

(3)推测条件

这些关系信息可以直接支持追溯。

由上述三个条件可以看出，条件(1)和条件(2)可以认为是具备追溯性的静态条件，条件(3)是动态条件。

以上从理论上阐述了跨系统动态质量追溯系统的内涵、特点和实现的必要条件，下面将根据CAPP和MES的承接，构建相应的动态质量追溯系统。动态质量可追溯系统的基本框架

一般制造环节由CAPP和MES两个关联子系统构成。CAPP能够保证生产车间更快、更好地完成新产品导入和产品制造工艺的优化。CAPP数据系统能够提供制造阶段的所有质量标准和规范，这些信息正是追溯系统进行质量缺陷追溯的依据。MES在车间收集实时数据，让企业可以分析和管理整个制造过程，它具有深入了解车间详细数据的能力，如物料跟踪、运行监控及质量追踪和纠正，在此平台上，通过实时工艺执行、潜在故障诊断和及时溯源纠正，持续提升产品制造质量。

CAPP和MES是动态可追溯实现的基础，通过CAPP和MES的承接，企业得以实现工艺、流程、参数、工序状态、材料、设备、人员、部件、产品的动态可追溯性。图2所示为按照质量可追溯性目标和要求设计的基于CAPP和MES的动态质量可追溯系统的基本框架。

图2 基于MES与CAPP的质量可追溯系统框架

动态质量可追溯系统通过与CAPP的动态衔接，可实时观测新产品导入数据、物料管理方案、工艺设计方案、制造规划参数等相关质量数据，并且可实现与CAPP系统的实时数据交互，也可实现对已完成任务详细的制造工艺历史数据的追踪，及时反馈和纠正工艺相关的缺陷。通过与MES的动态衔接，可实时跟踪设备资源配置状况、现场数据采集状况、生产过程的调度和管理状况，并且在得到缺陷反馈后及时追溯分析制造执行现场，在得到纠正方案后可即刻对制造执行过程中的缺陷进行整改和纠正。整个动态质量追溯系统通过从生产车间追踪详细的最终制造工艺方案和详细的生产调度计划，可对制造工艺方案和生产调度计划进行动态预测和实时调整，使缺陷部件和缺陷产品在进入下一道生产工序前被及时发现和纠正；此外，该动态质量可追溯系统能够无缝地与产品验证阶段的制造工艺报告或报警报告进行连接，进一步追溯工艺设计或产品设计阶段的缺陷。

本框架反映了动态质量系统的基本运行模式，其核心是动态质量可追溯系统；此系统通过整合CAPP和MES系统的相关质量数据，一方面实现对质量缺陷的快速追踪和溯源，及时制定纠正措施和生成质量报告，进一步提高质量目标；另外一方面通过分析和改进CAPP及MES动态数据，使质量缺陷纠正措施得到及时执行和验证。动态质量可追溯系统运行模式

根据前文对可追溯系统目标的阐述，一个理想的可追溯系统应当具备的功能包括识别和跟踪产品物料清单(Bill of Material，BOM)、动态跟踪工艺管理和工况管理、实现实时交互和验证等。为了更好地实现这一目标，本文把系统的运行分为追踪和溯源两部分来阐述。

3.1 动态质量可追溯系统的追踪层次

企业资源规划(Enterprise Resource Planning，ERP)系统是现代企业广泛采用的信息系统，本文提出的基于CAPP和MES的动态质量可追溯系统不可避免地要与ERP系统进行数据交互。动态质量可追溯系统的运行(如图3)也是通过与ERP系统数据交互来实现质量数据的动态可追溯。本文结合ERP系统，将系统的追踪分为三个层次。

图3 基于MES与CAPP的动态质量可追溯系统追踪模式

(1)跟踪产品结构树信息

通过与ERP系统交互，动态追溯所有产品与其部件、原材料的组装关系。通过调用ERP系统信息，分析BOM结构，可追查到具体的缺陷产品、缺陷部件。同时，可追溯系统还可以通过条形码查到使用了同一批次缺陷部件的其他产品的具体信息。

(2)跟踪CAPP系统中的工艺相关信息

通过及时追查CAPP系统中记录的工序设计参数、工序执行参数和操作规范，发现产品制造执行前的工艺设计误差和潜在的工艺缺陷，以及在制造过程中可能发生的导致部件产生缺陷的具体工艺异常数据；追查CAPP系统中新产品导入环节的设计参数和试制记录，进一步溯源到新产品设计方面的潜在缺陷。

(3)实现与MES的动态交互

通过对用户反馈信息、故障报告和缺陷描述的分析，追查产品制造执行阶段的每个产品在每个工序的时间点、每个工序的操作设备和工装信息、操作人员信息，以及在制造过程中工艺报错或报警记录等信息。3.2 动态质量可追溯系统的溯源步骤

一旦完成动态质量追踪，就需要进一步对缺陷进行溯源。例如，当某一产品从客户处返回或通过其他方式发现了一个缺陷产品时，制造商需要了解以下信息：①到底什么部件失效？②失效原因是否由制造环节造成？③失效是否和工艺设置有关？

总体溯源步骤如图4所示。

图4 动态质量可追溯系统总体溯源步骤

具体步骤描述如下：

(1)进行失效分析以找出失效部件，即所谓的BOM溯源。一旦找到了缺陷部件，可追溯系统就可以生成一份包括该部件批次号、供应商等详细信息的报告；同时制定相关决策，如通知供应商和采购部门临时执行纠正措施。

(2)确定该部件在生产的哪个环节用到，所有有问题的部件批次以及使用到该批次部件的相关产品都必须被追溯到，制定临时纠正措施，如批次隔离，以防止它们进入生产现场；同时还必须确定库存或其他地方尚未使用的相关缺陷批次部件，进而制定全面纠正措施。对缺陷部件的溯源如图5所示。

图5 BOM溯源步骤

(3)确定问题的根本原因。通过跟踪制造执行阶段包括从制造到检验的所有环节(如分析具体的部件批次号)，系统可以提供具体部件涉及到的所有操作活动和相关人员，包括具体设备、操作员、检验员、班次及生产时间等；通过动态追溯调查历史和现行MES记录，确定缺陷产生的根本原因是否是在制造执行过程中产生，一旦找到根本原因，可以制定相应的整改方案，实施纠正措施，如更换刀具设备、纠正操作规范和检验标准等；及时对MES进行更新。图6给出了简易的MES系统溯源流程。

图6 MES系统溯源步骤

同时，由于动态质量可追溯系统集成工艺规划和MES，除了能够识别和预防制造过程中的任何异常，还能对CAPP工艺规范和加工参数动态追踪进行确认，若发现缺陷产品与设计参数和设计工艺有关联，则必须考虑是否对设计相关程序进行纠正更改，同时实时交互引导所有操作人员及时纠正操作方式，以防止进行任何非一致性工艺操作，从而实现对CAPP和MES同时进行动态工艺管理和工艺执行。具体的溯源步骤如图7所示。

图7 CAPP溯源步骤 动态质量可追溯系统数据模型

大中型制造工厂内部信息的构成非常复杂，涉及的范围很广，如人员信息、零部件信息、工艺信息、工序状况信息及设备等，而每一个信息又由多个因子组成，如零部件信息中包括零件号、规格、批号、材料、零件名等，不仅数据量大、数据类型和结构复杂，而且数据间存在复杂的语义联系，数据的载体也是多介质的。基于MES和CAPP集成环境下的可追溯系统部分继承数据表单的E—R图如图8所示。

图8 基于CAPP和MES的动态质量可追溯系统相关数据模型

需要说明的是，图中只给出与质量可追溯系统有关的主要数据表，将其他为了满足表达完整性和系统开发需求而设计的辅助表省略。图中集成了MES和CAPP的主要数据表。通过将生产计划、零部件信息、工艺信息、工序状况信息、设备状况信息和人员信息进行连接，实现整个可追溯系统的动态追踪，通过分析、纠正、更新所有相关数据，使CAPP和MES达到交互追踪，实时纠正。动态质量可追溯系统总体构架及应用实例

系统实现采用传统的基于Java／Bean的浏览器／服务器(Browser／Server，B／S)多层构架，图9所示为系统的总体构架。其中后台数据库系统为MS-SQL2000，中间层的Web服务器使用多数企业采用的Tomcat，浏览端采用可扩展标记语言(eXtensible Markup Language，XML)和超文本标记语言(HyperText Markup Language，HTML)封装执行，用户层主要利用MS-IE6.0页面显示。

图9 基于MES和CAPP的动态质量可追溯系统总体构架

系统主功能窗口界面如图10所示。左边框架是系统树型功能菜单，右边框架是系统的主操作区域。在进入系统后，右边主操作区域显示当日的质量反馈信息，包括设计部门反馈及制造部门反馈等；同时能够调用企业当日关注信息和相关新闻。左边是导航栏，呈树状排列。

图10 系统主界面

图11所示为某型号发动机点火相关故障列表界面。进入故障信息列表界面，可以看到MES相关故障的详细故障描述，自动给出故障分析和诊断结果，同时通过与CAPP对比分析系统，可以追踪某一故障原因工艺过程与制造过程缺陷及导致故障的关键节点，还具备自动统计同一类型故障不同原因的所有案例数目。如对于“发动机点火故障”，主要的原因包括低压电路故障、高压电路故障、点火时间过早、点火系统不工作、点火延迟、火花塞故障、发动机回火和放炮、发动机爆震和过热八个主要原因。

图11 发动机点火故障原因MES列表

针对这些原因，通过工艺过程与制造过程的对比分析，获得相关关键工艺设计故障源节点12个，制造过程关键控制源节点17个，每种原因的案例统计数目由系统自动运算得出；图12为与CAPP系统对比分析故障原因及溯源关键节点统计图。根据发动机点火故障原因列表以及追溯工艺过程与制造过程溯源节点的统计数据，一共有5110条在案的统计记录，通过工艺设计系统对比分析每种原因溯源节点所占总数的比例，可以得出统计图。由分析可以看出，高压电路故障的关联溯源节点所占比例高，为发动机点火故障的主要原因，是重点控制对象；低压电路故障的关联溯源节点所占比例也比较大，是次重点控制对象。相关的技术人员可以根据此数据对工艺过程关键关联节点与相关批次故障产品的制造过程关联关键节点进行重点控制，以便于导致故障缺陷源的排查和快速完善。

图12 发动机点火故障原因溯源关键节点与CAPP对比分析统计图

结束语

CAPP系统 篇3

【关键词】回转体；创成式；CAPP；工艺

1.CAPP系统简述

CAPP（computer aided process planning,计算机辅助工艺过程设计）的作用是利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。

图1-1 CAPP系统组成

2.创成式CAPP工艺数据库的建立

创成式CAPP工艺数据库包含许多要素，例如：加工方法，加工顺序的确立，零件毛坯材料，工件热处理工艺，机床刀具选择等等。本文是应用C++汇编语言，事先在ACCESS中创建多个数据库表格，应用C++Builder软件，对ACCESS进行调用，在对调出的信息进行编辑和筛选处理，选出最佳加工工艺方法。加工链的选取同时参考了经济精度等级（IT），表面粗糙度Ra（um）和适用范围的条件，选取最佳的加工方案，下面以一个外圆表面加工方案表格为例：首先进入ACCESS软件，创建表，进行字段设计如下：

图2-1 外圆表面加工方案

3.创成式CAPP系统的工艺设计

3.1零件毛坯的选择

工艺设计时，往往首先要对零件的毛坯类型做出选择，毛坯类型的确定主要受零件的重量、批量、材料和结构等因素的影响。

3.2零件特征的划分

对零件图的分析，最重要的就是对零件特征的详细划分，因为零件的特征直接对应着后续的零件加工链的生成。依照零件图，对零件进行详细的特征划分，不要遗漏。

3.3零件几何信息的预处理

主要的预处理是:将输入零件总体信息中轴向最大尺寸、径向最大尺寸和材料密度转换成工艺决策所需的零件重量代号和长径比；材料类型转换成相应的材料类型代号；将输入零件几何信息中的尺寸公差按国标转换成标准公差等级。

3.4加工链的生成

对第一个表面特征平面来进行加工链生成。

方法：首先是在ACCESS中创建平面加工方案，保存。进入C++Builder软件运用C++汇编语言，来完成加工链的调用。

用if语句，在对话框中安装零件信息和要求输入零件的信息，点击加工方案按钮，既可自动生产对应的加工链，在点击调入工艺卡，则该加工链可存入工艺卡中。如若输入错误，可点击重新输入按钮，再次输入数据。完成后，可点击返回按钮，返回到主页面。

3.5加工阶段的划分

路线按工序性质的不同，一般可划分为四个加工阶段，即粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和超精加工阶段。零件依次按阶段加工，有利于消除或减少变形对精度的影响，避免已加工表面受到损伤，便于及早发现工件内部缺陷.合理选择设备并有利于车间设备的布置。工艺路线是否划分阶段，以及划分的严格程度.主要由工件的变形对精度的影响程度来确定，在划分了加工阶段后，就确定了各表面加工方法的大致顺序。

3.6加工基准的确定

在设计工艺路线时，重要问题之一是要考虑位置精度的保证问题，在零件图中，通过设计基准和设计尺寸来表达各表面的位置要求。在加工时，是通过原始基准及原始尺寸来保证这些位置要求的，而原始尺寸方向上的位置.在加工时由定位基准来确定的:加工后工件上各表面间的位置是通过测量基准来进行检验的。因此，基准选择主要研究的是加工过程的表面位置精度及其保证方法。对于回转体零件而言，定位基准的选择一般要综合考虑零件的具体类型、加工表面表类型及所处的加工阶段来确定。

3.7工序集中与分散

传统的以专用机床、组合机床为主体组建的流水生产线、自动生产线基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。采用数控机床和加工中心加工零件都按工序集中原则组织工艺过程，虽然设备的一次性投资较高，但由于可重组生产的能力较强，生产适应性好，转产相对容易，仍然受到越来越多的重视。

3.8生成工艺过程卡

当以上各步骤执行完后，需要进行加工顺序的安排以最终输出工艺过程文件。每个特征对应的加工链生成后，已经直接将对应的加工链调入到ACCESS中一个空白的新表《工艺卡》中，并选入了相应的机床和所加工形面的名称、编码与层次号。但是加工链中还是有重复和冲突的部分，这还是要通过更高级的数据库来进行优先等级的判断，这里由于技术所限，还不能到达最优排列。零件的加工是由粗到精的过程，用来指导零件加工的工艺规程文件，不仅要规定每一道，厂序的内容而且要指明各道工序间先后顺序。最终还是要对加工的顺序和每次加工的内容进行人工编辑，达到最优工艺卡的生成。

4.系统的运行和评价

4.1系统的运行

打开C++Builder软件，可根据零件信息选择工具栏中各个选项，进入加工链生成窗口，按照零件图上所给出的零件信息对界面输入所需信息，生成单个的特征所对应的加工链，点击调入数据库button，将生成的加工链记录到工艺卡中，如输入出错，可点击重新输入button，完成后可点击返回button，返回到起始窗口，再对下一个特征进行同样的操作。

图4-1 最终生成的工艺卡

4.2系统的评价

CAPP系统 篇4

本文针对航空企业的需求, 结合现代软件技术, 构建了基于统一数据平台的工装制造工艺设计及管理系统。并对工装制造厂目前的生产管理数据以及工艺数据的关系进行了深入细致的分析, 并阐述了二者在整个工装制造过程中的统一性, 进而从计算机辅助生产管理以及工艺的角度出发, 结合飞机工装生产的特点, 讨论和研究了SOA模式下的工装制造车间管理信息系统与已有CAPP系统的集成的问题, 同时进行了具体的系统分析、提出了总体设计的方案。

1系统目标

工装管理的主要内容是将工装设计、制造过程中涉及到的时间信息、人员信息和物料信息等联系在一起, 协同工作并将业务流程纳入规范的流程控制中。我公司目前主要存在以下几个方面的问题:

1) 工装库存信息缺少统一管理, 信息无法实现共享;

2) 各分厂工装管理业务模式不一致, 流程不规范, 工装账目管理混乱, 效率低下;

3) 工装管理的决策更多依赖于经验, 缺乏历史数据的支持。

2系统特点

2.1建立统一的工装管理入口, 实现企业内所有工装管理标准化作业, 将各分厂工装工作集中管理, 协同作业。

2.2建立企业级的工装数据库, 并与公司现有的统一数据平台实时共享, 实现工装信息的数字化保存和数据的统一管理, 保证库存信息在企业内部方便、快捷地流通和共享。

2.3分析、优化工作流程, 建立对应工作流程的各功能模块, 通过模块控制使工装数据能够沿着规范的流程运行。

2.4将影响供应商选择的数据 (如报价、制造效率和质量等) 进行记录, 作为供应商选择的决策依据。

2.5通过访问权限控制策略和网络安全策略来保障工装数据安全与网络安全。

根据以上方案构建的工装管理信息系统, 将能完成对工装的请制、计划、设计、维修、复制和报废等业务的管理和信息查询, 实现工装的信息化、科学化管理, 实现工装信息的流通和共享, 并支持各种报表的生成。

3系统功能

3.1系统工作流程

工装管理的工作流程就是使工装从“无”到“有”, 并加以管理的过程。在公司内部, 规范后的工装工作流程如图1所示。

工装管理信息化系统必须覆盖从工装需求提出到工装报废整个工装生命周期, 我公司的工装管理流程主要包含以下阶段:

1) 工装需求申请;2) 工装审批;3) 工装设计;4) 工装制造;5) 工装采购;6) 工装入库;7) 工装维修;8) 工装报废。

3.2统总体设计

根据预先提出的解决方案及规范后的工作流程, 我们设计出工装管理信息化系统的总体功能结构图, 如图2所示。

3.3网络结构设计

在实际调研的基础上, 充分考虑使用的便捷性, 我公司确定系统采用基于SOA的网络体系结构, 从而可以兼顾C/S与B/S架构的优点, 对于一般的流程信息处理类系统可以避免安装客户端、配置数据源等操作, 系统安装、修改和维护均在服务器端解决处理, 用户在使用系统时, 仅仅需要一个浏览器就可对其所涉及的业务进行操作。而对于实时性要求较高的设计类系统, 则采用C/S/S架构, 最大程度地满足了设计人员的操作方便性和高效性。

3.4系统模块划分

根据总体功能结构设计, 系统将实现基础信息、工装业务处理、工装信息查询和工装报表等4种功能, 各功能又通过细分的管理模块实现, 介绍如下:

1) 基础信息功能用于保存工装共用、通用的信息;

2) 工装业务处理功能是按照工装工作流程进行设定;

3) 工装信息查询功能根据不同的用户对象设定;

4) 工装报表功能是系统信息的输出环节, 报表功能分散融入到各查询模块, 所有查询出的信息都能通过报表功能导出生成EXECL表格。3.5系统的控制策略和管理方法

管理系统中的数据记录了工装的相关信息, 涉及生产和报价等内容, 如果要保证系统运行的正确性, 就必须保证数据安全性。工装管理系统主要采用以下几种措施。“用户账号+密码”控制和权限访问控制。

在管理系统开发过程中, 结合工装管理积累的经验, 针对我公司工装管理的特点, 我们提出了一些独创的控制策略和管理方法, 以最大限度满足公司工装管理的需求, 力求在功能上完善、在性能上完美。

1) 采用供应商绩效评价体系对工装管理的决策提供智能支持;

2) 按工装分类对供应商供货范围进行控制;

3) 工装进度节点控制;

4) 工装拖期预警;

5) 工装进度可通过需求单号查询;

6) 工装预算管理。

4结语

工装制造工艺设计管理系统和其它管理信息系统一样, 是继计算机辅助设计 (CAD) 、计算机辅助制造 (CAM) 后在计算机应用上的又一重大实现, 随着计算机应用的不断普及发展与深入, 使我公司越来越能达到中国加入WTO后现代企业的要求, 也使公司的管理越来越先进、科学、规范、合理、精干、实效。

摘要：本文所涉及到的工装制造工艺设计管理系统, 是在分析计算机辅助工艺设计 (CAPP) 的研究现状与发展趋势的基础上, 根据信息化管理系统的原理和方法, 分析、优化工装的工艺设计及管理流程, 建立企业级工装数据库, 以实现工装数据在企业内共享的目的, 提高工艺设计水平、完善技术状态跟踪, 实现工装管理与其他业务领域的信息化建设同步、协调发展, 全面提升公司综合竞争力。

关键词：工装制造,面向对象,计算机辅助工艺设计

参考文献

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[4]戚慧粉, 韩绍伦, 刘雨华, 徐贵涛.计算机辅助工艺规程设计系统的开发与应用[A]//环球人文地理·理论版, 2011.08下[C].2010:431-435.

基于数控加工的创成式CAPP系统 篇5

创成式CAPP不是以典型工艺的检索和修改为基础,而是根据输入的或者是直接从CAD系统获得的零件信息,依靠系统中的工艺数据和决策方式自动生成零件工艺过程的系统。根据具体的零件,系统能自动产生零件加工所需的各个工序和加工顺序,自动提取制造知识,自动完成机床选择、工夹量具选择和加工过程最优化;通过应用工艺决策逻辑,可以模拟工艺设计人员的决策过程。创成式CAPP工艺设计可完成复杂的多层次、多任务的决策过程。它涉及到选择、计算、规划、绘图以及文件编辑等工作。

创成式CAPP系统是从零件开始由软件系统根据零件信息直接生成一个新的工艺规程。当系统选择了零件各个表面的加工方法以及安排了加工顺序后,就要进行详细的工序设计。下面给出基于数控加工的创成式CAPP的主要工作流程。

1 选择零件表面切削的加工方法

加工方法选择实际上是将零件信息与加工能力信息进行匹配的过程。零件是由许多表面组成的,往往包含有多种典型的切削表面,如外圆、孔、槽、平面、成形表面等等。对于每一种典型的切削表面,均可列出各种加工方法所能达到的精度及表面粗糙度。因此,在识别或理解了零件切削表面的信息后,便可根据具体情况,选择最合适的加工方法,加工方法的选择需要一系列的逻辑决策。典型的加工方法是指在分析、总结企业内部各种生产工艺方法、各种生产经验以及各种与加工有关的规范后提出的带有一般指导意义的选择加工方法的准则,它随着设备更新、生产工艺发展而变化,所以具有较大灵活性,有的准则是模糊的,这就是工序设计的非一致性。这些特点在用计算机辅助工序决策时应给以适当考虑。

2 安排加工顺序

加工顺序是指工序的先后排列,它与加工质量、生产效率和经济性密切相关。安排加工顺序首先要考虑的就是工艺基准面,尤其是定位基准。定位基准选择应按机械制造工艺学的要求,按粗、精基准的选择原则进行。机械加工顺序、热处理工序、辅助工序以及在加工中机床上进行的加工,均应按机械制造工艺学中的加工顺序安排的要求进行。

总之,加工顺序的安排是一个比较复杂的问题,要考虑的问题很多,实际情况也灵活多变。目前,这方面的决策逻辑研究尚不成熟,很难总结出通用的决策模式,只能按具体生产环境和特定零件对象,设计相应的决策模式。

3 选择机床及工艺装备

机床选择对工序的加工质量、生产效率和经济性都有很大影响。它与加工方法、切削力、切削功率和机床利用率都有关系。

机床选择时,可将CAPP系统内预先建立的机床数据库中的机床规格信息与零件信息、零件所选择的加工方法信息相比较,然后做出决策。一般可先按零件及其加工方法的要求做出初选;然后再根据选得的切削用量计算出切削力、切削功率进行校核:有的系统还可根据机床利用率进行适当的调整。

工艺装备(刀具、夹具)的选择与机床选择类似,即同样需要根据零件信息、零件所选择的加工方法信息去和预先建立在工装数据库中的信息相比较,然后做出决策。当没有现成的通用工装可利用时,CAPP系统就应提出专用工装设计的要求。

4 确定加工余量

加工余量的确定通用的有3种方法,即分析计算法、查表法和经验法。

用分析计算法确定加工余量必须有充分的资料及统计数据。查表法是根据资料整理而得到的通用表格直接查出工序间余量推荐值,比较方便迅速,但因表格是通用的,无法考虑具体情况。经验法是工艺人员依据经验来确定加工余量。

5 确定工序尺寸及公差

工序尺寸及公差的确定一般采用“由后往前”的方法,先按零件图要求,确定最终工序的尺寸及公差,再按选定的加工余量推算出前工序的尺寸,公差按本工序加工方法的精度给出。

当工序设计中存在基准转换时,就需要进行工序尺寸换算,即用工艺尺寸链求解。此时,可通过建立数学模型用计算机求解。利用数学模型求解的方法和步骤如下:

(1)建立尺寸联系矩阵。尺寸联系矩阵是一种数学模型,反映了零件加工过程中毛坯尺寸、工序尺寸、最终尺寸及其相互间的联系,它由零件的工艺尺寸链图表而来,是利用计算机计算的原始资料。

(2)建立尺寸链矩阵。利用计算机可从尺寸联系矩阵查找出各个工序尺寸链,从而建立尺寸链矩阵。

(3)计算工序尺寸偏差。以极值法的计算公式为基础,按事先设计的线性方程,利用计算机进行计算,确定各工序尺寸及其偏差。

6 确定切削用量

切削用量是指切削速度、进给量和切削深度。切削用量的决策常采用的方法有数学模型法和查手册选取法等。数学模型法是通过大量实验研究,取得参数后将各种刀具和加工方法的数学模型建成相应的模型库,同时将数学模型中与工件材料、刀具材料、刀具耐用度、冷却液等有关的参数写成数据文件存入库中,以便数学模型计算时调用。查手册选取法是根据长期实验研究积累的经验,经过分析整理,对各种刀具的寿命值规定出相应的切削速度、切削深度和进给量,并据此做成切削用量手册。

在具体进行切削用量选择时,先按切削表面质量的要求初选切削深度和进给量;再按切削力的限制计算进给量,可尽量选大值;然后再根据刀具寿命计算出切削速度、切削功率。

若算得的切削用量不能满足切削表面质量要求,则需修正进给量。如此反复,直至满足零件的加工精度、表面粗糙度和刀具寿命为止。

7 工序图的生成与绘制

工序图是工艺设计的图形表达方式。CAPP系统开发的工序图生成模块对于提高工艺设计的效率和质量,实现工艺设计的标准化有很重要的意义。目前,CAPP系统的工序图绘制仍是CAPP系统研制和开发的一个关键性技术难题,这是因为它与通常的计算机绘图有所不同,后者仅仅起到代替人工执行绘图工作。而在CAPP系统中,工序图的生成过程是一种动态的过程,不完全固定其图形信息。当工件的形状、尺寸改变时,相应的绘图信息参数也要改变,以适应工序的变化要求。由此可见,CAPP系统中工序图的生成过程实际上是一种结合零件的图形信息和加工工艺信息,由计算机辅助生成工序图形信息的过程。

工序图生成和绘制从功能上看,可分为信息转换、图形生成、尺寸标注及非尺寸标注等几个子模块,如图1所示。

(1)工序图生成方案

从工序图的生成机理来看,可以采用成组代码法、形状参数法和数学模型法等不同方案。成组代码法建立在零件成组技术基础上,预先建立按零件族存放的几何图形要素库,并以零件的代码作为检索、拼合的依据。为满足各种结构零件要求,其图库结构庞大,建库难度也较大。

形状参数法是根据参数绘图原理,将零件图形要素分离成图素单元,针对每种图素单元编写一个绘图子程序,这些子程序构成了CAPP工序图辅助生成软件中的绘图子模块。工序设计时,给出每道工序的工作指令。这些信息正是绘图子模块的输入参数,每个图素单元的绘图子程序都设置一个形状标识。输入参数可方便地进入相应的绘图子程序,绘制出相应的图形。

数学模型法的基础是建立各类零件的数学模型,也是应用成组技术对零件进行分类,然后为各类零件建立一个复合零件。在对复合零件进行分析研究和归纳概括后,抽象出已加工表面描述为主的零件数学模型。CAPP系统工作时,产生了每道工序对加工表面进行改变的信息。这时,工序图生成系统应根据已建立的数学模型,对加工表面的描述信息进行再处理,自动生成工序图中每个几何要素的空间矢量数据信息。然后,再进一步自动生成几何要素空间坐标数据信息,得到需要的工序图。

(2)工序图图形数据生成

工序图图形数据的生成是工序图绘制的关键,工序图图形数据来源于工艺结论。

一种生成方法是直接从工序内容中取出数据。根据取出的数据就可构成工序图图表数据,这种处理方式要求工序和工步内容描述要非常详细。

另外一种是由工序图设计决策生成工序图图形数据。工序内容由工序推理生成,工序内容隐含在工序内容设计推理规则之中。所以,从工序内容设计推理规则中派生出工序图设计推理规则,再由工序图设计推理规则生成工序图图形数据。工序图图形数据生成子模块首先读入零件的特征信息文件和工艺流程。根据工艺流程,系统对零件特征链进行搜索,找出与加工内容相对应的特征型面,提出该特征型的尺寸信息,经加工余量推理选择之后,即可获得工序图上绘制特征型面所需的图形信息。

(3)确定工序图输出方案

工序图图形数据生成后,工序图可有以下几种方法输出:

①利用高级语言在计算机上画出工序图,然后打印输出。

②利用高级语言直接用绘图机的绘图指令编程,在绘图机上画出工序图。

③利用AutoCAD输出工序图

输出方式不同,输出的速度、图面质量和编程的难易程度存在较大差异。

摘要：介绍了一种基于数控加工的创成式CAPP系统，及其在数控加工中的工作流程。

关键词：数控加工,创成式CAPP

参考文献

[1]曹慧琴，张长荣．一种箱体类零件CAPP专家系统零件模型建立的方法[J]．河北科技大学学报，1999，20．

CAPP系统 篇6

作为汽车零部件企业, 我公司现行的管理体系、质量体系及工艺水平都日趋完善和成熟。现阶段, 我公司正着力推广全面信息化工作, 已在CAD (计算机辅助设计) 、CAM (计算机辅助制造) 、PDM (产品数据管理) 、ERP (企业资源规划) 的运用方面取得了成效, 形成了公司局域网, 为企业信息化提供了良好基础。

工艺过程设计是产品设计和加工制造的过渡环节, 其设计效率和质量对组织生产, 控制产品成本和质量、生产率和生产周期等影响极大。作为产品设计与产品制造车间的重要纽带, 工艺过程设计是优化配置工艺资源, 做好生产技术准备工作的第一步。传统的工艺过程设计使用手工操作方式, 难以保证数据的准确性, 并且信息共享困难, 已成为制造部门的薄弱环节。随着CAD/CAM技术日益成熟, 在工艺过程设计环节应用CAPP系统已是大势所趋, 它能从设计、管理、集成等多方面解决企业工艺设计中存在的问题, 实现工艺设计管理信息化, 并与PDM、ERP等系统配合对产品工艺信息进行全面集成, 使产品设计、工艺设计、生产管理的全过程做到无缝衔接。

1 传统工艺设计方法存在的缺陷

1.1 设计效率低

工艺设计人员不仅需要考虑工艺方案的设计, 还必须进行大量的计算, 重复做查阅手册、填写表格、统计工艺数据等繁琐的工作。

1.2 设计质量不稳定、标准化程度差

工艺设计是经验性很强的工作, 设计质量、所用术语、工艺习惯因人而异, 难以统一标准及进一步优化, 且随着工艺设计人员的变动, 工艺设计经验就会难以继承。

1.3 不能与现有信息系统集成

现有PDM和ERP系统不能与传统工艺文件集成, 它们之间也没有一个统一的管理和维护平台。目前我公司已在CAD、CAM、PDM、ERP的运用方面取得了成效, 随着制造业信息化的发展, 进一步实现基于网络和数据库的CAD/CAM以及技术信息系统和管理信息系统的集成就成为必然的发展方向, 而手工工艺设计却不能满足系统信息集成的要求。

为了迅速、有效地解决上述问题, 就必须采用新的CAPP管理平台。为此, 我公司成立了CAPP项目组, 并投入了大量人力、物力来保证该项目的贯彻实施。为确保该项目在我公司得到全面推广与贯彻, 使工艺设计系统能完全融入设计人员的日常工作, 我公司还对项目相关人员进行了培训。

2 我公司CAPP业务系统流程图

图1为CAPP业务系统流程图, 下面我们对它作一简要说明:产品部门PDM发布设计清单综合明细表、增减件清单至制造部;由制造部工艺管理科根据综合明细表和项目组工艺分析结果划分工艺路线, 编制采购件清单、投料清单;制造部进行工艺分析, 编制工艺卡片, 编写材料消耗定额、工时定额表, 并下发到各个相关职能部门 (采购部、物流部、生产车间等) 。工艺分析、投料清单、工装设备清单、辅助工具清单等纳入到ERP数据库中。CAPP系统是产品设计与生产制造之间的信息桥梁, 承担着由PDM上接设计数据, 再下传工艺数据给ERP系统的重要任务。

CAPP项目开展前, 绘制工艺过程的表格中需要手工输入大量的图号、件号, 但是人工输入容易产生错误, 同时也带来很多重复劳动。CAPP项目启用后, 包含海量信息的数据库很好地解决了这个令人头痛的问题。为了建立这个数据库, 使该项目得到有效推广, 我公司各部门做了大量原始数据搜集整理的基础工作, 项目实施后, 所有人员调用的数据均来自该产品在数据库中的信息。

3 建立CAPP系统数据库

3.1 制作各种工艺流程模板

在CAPP系统中重新设计符合企业需求的各类工艺卡片模板。

(1) 根据我公司制定的工艺文件完整性要求, 绘制各种管理工艺文件格式、工艺规程格式的外形, 建立各种工艺文件、工艺流程图形文件;

(2) 在各工艺规程图形文件中, 对各项填写区域的属性进行定义;

(3) 建立各种工艺的模板文件。

绘制工艺流程图形文件时, 图像格式、字体和符号等需符合企业标准规范的要求。主要的工艺设计文件模板有:工艺流程图、控制计划、潜在实效模式和效果分析等10种, 机加工工序卡4种, 装配工序卡5种, 钎焊工艺卡3种, 零部件分类明细表8种, 工艺装备明细表6种, 共计几十种。

3.2 扩建工艺资源

为了解决工装、工具和设备的管理问题, 同时方便工艺开发过程中查询工艺资源, 并使工艺设计经验得到很好地继承, 高效适应现代企业发展的需要, 还要更新和扩建与各类工艺卡片有关的工艺资源数据库。

软件中现有数据库包括工序名称库、机床设备库、刀具库、夹具库、量具库等, 但还需按照我公司的实际情况进行补充、修改和扩建, 从而把我公司专有的设备、检具、夹具和工艺制造方法记录在CAPP系统中。

在工艺资源管理中, 使用结构树形式表示工艺资源, 采用分级方式形象地表示各种工艺资源之间的关系。例如:装配工序内容有工步内容、工艺装备等, 我们把装配工序作为结构树上的一个节点, 而把设备、工具、检具等作为装配工序这个分支上的子结点。实际上, 工艺结构树就是由相关子节点组成的。数据表与统一标准化模板结合, 在填写完各种数据表的内容之后, 便可形成工艺资源库, 编制工艺时直接调用库内的相关内容即可。

目前, 除对已有的工艺资源内容进行补充、修改和扩建外, 还需增加多种新的工艺资源数据库, 包括:材料规格库、工具库、工艺辅料库、加工内容库、装配内容库、定位夹具库等。利用这些工艺资源库的内容, 在日常的工艺过程编制中, 文字输入量可减少70%左右。

3.3 建立零件库等其他图库

为节省工艺过程编制时间, 减少生产浪费, 缩短生产准备周期, 提高相似和相同零件工艺过程的一致性, 提高工艺设计的优化程度, 还需要建立各种常见零件库、常用定位支撑图库、定位夹紧图库、常用装置图库、工艺流程图用图形库、各类刀具图库。这样, 在编制工艺过程中, CAPP就可直接调用库图插入工艺文件简图, 从而节省了设计时间, 提高了工艺设计效率, 使工艺文件设计实现自动化、规范化、标准化。

4 实施CAPP项目的目标

(1) 建立工艺管理合作平台, 通过网络实现工艺资源共享, 把共享资源运用到工艺设计的日常工作中, 大力提高工艺设计效率, 并充分整合企业内各类信息资源;

(2) 建立工艺信息、资源的快速查询和灵活应用平台;

(3) 以工艺知识管理为基础, 积累工艺数据, 归纳和标准化工艺规程, 保存和共享关键的工艺技术;

(4) 使技术人员无需在几个系统中重复录入工艺数据, 减少人为输入错误, 满足ERP系统与CAPP系统对工艺数据的要求。

5 结语

我公司引进的CAPP项目, 具体包括工艺文件生成与管理、工艺过程管理2方面, 它能将产品的设计信息直接转化为生产管理信息。作为参与该项目的实施人员, 笔者深刻体会到在其推广过程中, 基础数据库建设即工艺资源的收集和整理工作量最大最繁琐, 将这些基础数据整理入库后, 就像为高楼准备好了原材料, 设计师就可以充分发挥设计能力, 建成高楼大厦。目前, CAPP项目的实施已取得一定成效, 它在工艺设计中的应用缩短了设计周期, 使得新产品能够更快更及时地投放市场, 从而为企业增加了竞争优势。

摘要：分析了传统工艺设计方法存在的缺陷, 介绍了CAPP (计算机辅助工艺过程设计) 系统数据库的建立和应用该系统后的业务流程, 最后阐述了实施CAPP项目希望达到的目标。

CAPP系统 篇7

CAPP专家系统将领域专家的知识和经验应用于工艺设计过程中,可以在一定程度上代替工艺人员制定工艺规程,因而受到CAPP开发人员的青睐。专家系统的工作原理是运用知识库中存储的知识进行匹配、约束、归纳、演算等操作进行推理和决策,从而得到最终结果[1]。自由锻造工艺规程设计过程难以用确切的数学模型表达,并受外界条件、个人素质和设计习惯等约束,且传统上专家系统是从零件信息出发进行工艺推理的,工艺设计中应用的零件信息(包括文字信息、数据信息、图形信息、工艺成形信息)种类多数量大,所以推理过程容易出现规则繁杂、发生交叉、运算量大等缺点。本文提出构造以锻件特征为基础的锻件特征模型,从而有效处理繁杂的锻件信息,并建立以特征模型为基础进行推理的专家系统。

2 特征模型推理系统结构

自由锻造工艺设计过程中,锻件类型、尺寸、坯料类型及设备条件等因素直接影响锻造成形工艺。应用特征技术可以将零件形状、尺寸、拓扑、工程标识等信息抽象成与工艺推理相关的锻件特征,利用这些特征及在特征上的操作方法构建出锻件特征模型,并以编码的形式标识锻件的特征属性。图1为基于锻件特征模型的CAPP系统结构。专家系统一方面可以利用特征编码在工艺实例库中匹配相似工艺,借鉴以往经验;另一方面可以根据模型中的锻件特征属性和方法,利用知识库中的规则推理出锻造工艺方案。专家系统将整个推理过程向用户开放,通过与用户交互的方式,可以人为干预推理过程,获得最终的锻造工艺方案,并存入实例库中丰富知识。

3 特征模型建立

3.1 锻件特征的定义

将锻件的特征定义为与锻造成形工艺相联系的、具有工程意义的锻件信息的集合。根据信息的性质和对成形工艺的影响将锻件的特征类型分为如下几类:

(1)锻件的标识特征,是零件图号、名称信息等的抽象。

(2)锻件的形状结构特征,是与锻造工艺相关的锻件几何形状、尺寸和精度信息的抽象。形状结构特征是与成形工序直接相关的实体特征,根据锻件的形状对工序的内容和先后顺序的影响,分为基本形状特征(主特征)和附加特征。

主特征表示锻件大体形状结构及尺寸精度,与锻造成形基本工序相关。划分主特征的标准是:①作为基本特征匹配锻件的大体形状;②与锻造成形基本工序相关;③该特征的形状结构符合锻件基本形状类型的分类。附加特征不能独立存在,必须依附于主特征或另一附加特征上。锻件的形状结构特征就是若干主特征和附加特征的布尔运算集合。表1为自由锻件形状结构特征单元。

为了方便分离出锻件的特征,根据技术手册和设计经验对锻件基本类型的划分,将锻件分为如下几类:轴类(光轴类和台阶轴类)、盘类、模块类、筒体类、环类、曲轴类和弯曲类,类别之间是通过尺寸界线区分的。锻件的主特征是按照其基本类型提取的,可以先略去锻件的附加特征单元,按照主特征单元来分离。确定主特征后,再提取出依附在各个主特征上的附加特征。

以图2所示锻件为例,首先判断此锻件的基本类型属于轴类,略去台阶特征,可知锻件的主特征是长圆柱体特征。台阶特征附加在长圆柱体特征上,定位方式是以长圆柱体左侧底面中点为基准。

(3)锻件的材料特征,包含锻件的材料牌号、技术要求、坯料的型号尺寸等信息,用于确定锻造温度和热处理方式等。

3.2 锻件特征模型的表达和存储

建立锻件特征模型的目的是将与工艺设计相关的锻件特征以计算机可理解和处理的方式存储,使专家系统易于访问和使用。锻件特征模型通过面向对象的方法表达。面向对象技术是当前广泛采用的一种描述客观实体的先进建模技术,它通过类、对象、继承性、封装性、多态性和消息机制等手段很好地建立了对客观实体的描述模型[2]。利用面向对象的方法可以将各特征属性的获取、存储及基于特征的工艺推理规则和各种API接口函数以类的形式封装起来。一个类通过继承机制可以产生新的子类,不同的类之间仅通过消息传递发生联系,极大地改善了模块的独立性,提高了模块的可重用性[3]。在特征模型中可以从一些共性的特征派生出具体特征,如从模块类特征派生出带槽模块类、带孔模块类,这使得锻件模型的扩展十分方便。

以锻件特征模型中对主特征的表示和操作为例,其面向对象的表示方式如下:

其中<>内代表可选信息,由具体特征类型决定。

特征模型中锻件特征采用特征编码的形式标识和存储。特征编码结构如图3所示,特征编码用计算机可以方便存储和读取的符号、数字或文字来描述锻件的尺寸、公差、关系和材料等属性。特征编码结构如图3所示。

3.3 锻件特征获取

锻件特征可以通过与用户交互和CAD系统来进行信息的获取。在程序界面上,由用户输入零件的图号、名称、材料和坯料类型等基本信息,图4所示为一基本信息获取界面。对于形状结构特征信息的获取,系统直接根据零件图查询余量、公差并计算各种损失绘制出锻件图,然后在锻件图形上提取所需信息。系统在AutoCAD平台上应用ObejctARX开发出锻件图CAD系统,图5所示为锻件图生成界面。这种图形获取方式能方便的实现CAD/CAPP之间的通信,省去了用户输入尺寸的时间,并能减少人为误差。从用户界面、CAD系统和计算出的中间结果等信息和参数映射到相应的锻件特征上。

锻件特征模型的总体结构如图6所示。

4 CAPP专家系统

4.1 专家系统设计

自由锻造CAPP专家系统是由知识库、综合数据库、推理机和解释器组成的。知识库是由事实库和规则库组成的。事实库中存储企业生产中的锻造工艺方案实例、原材料规格、现有的设备型号和参数等数据。规则库中存储特征成形规则、方法和控制策略。知识库中知识的来源主要有:锻造手册、国家标准、行业标准和领域专家的经验。综合数据库中存储用户输入的信息、工艺推理结果和一些中间数据。解释器在用户需要时,给出工艺推理的中间过程和依据。

4.2 推理机工作机制

推理机工作中,首先将锻件的特征编码按照相似工艺规则与知识库中的典型工艺实例相匹配,工艺匹配的优先顺序是按照锻件的主特征、附加特征和材料特征在不同参数范围内的典型工艺段进行的。若匹配到相似的实例,则在此工艺方案基础上进行修改,获得所需工艺.若匹配不到或用户对结果不满意,推理机便访问锻件特征模型,并调用综合数据库中的信息,运用规则库中的规则进行查询、推理和演算等,生成此锻件的锻造工艺。

锻造工序的制定是整个工艺路线中最为关键的部分,专家系统工序推理将形状结构特征作为工序设计的基本单元,并结合材料特征和坯料类型,将各特征的成形工序进行有机的组合和排序,形成最终的成形工序。值得注意的是:不同类型锻件上成形同一特征,所用的工序也是存在较大差异的,所以规则库中锻造工序制定的规则是以确定的锻件类型为前提的。

工序推理的基本原则描述如下.

(1)锻件的主特征和附加特征转化成的锻造成形特征是工序推理的基础。

(2)特征间有定位要求的,先成形定位特征;特征间有依附要求的,先成形被依附的特征,再成形附加特征。

(3)坯料采用钢锭或对锻件内部质量有要求的,要增加改善性能的工序,如对坯料反复镦拔。

(4)工序生成过程具有开放性,用户可以参与每一个设计环节,并能修改输入参数及工序内容。

基于特征的工序设计技术在冷加工CAPP中已获得了一些应用[2,4,5,6],但是自由锻成形与冷加工相比具有较大差异。区别于冷加工,自由锻件的工序推理是以成形特征为依据的。成形特征建立在形状结构特征的几何拓扑信息的基础上,将主特征与附加特征的组合转化为规则库中锻造工序对应的特征单元。以图2中台阶轴为例,首先,将此锻件的形状结构特征转化成成形特征,即由一个与之重量相等、直径426mm的长圆柱体主特征和2个台阶附加特征组成。此锻件的成形可以分割为由坯料成形圆柱体特征和成形台阶特征两部分,将两部分的成形工序按规则进行组合和排序,形成台阶轴成形工序。图7为CAPP系统生成此台阶轴锻件工艺方案的界面。应用形状结构特征转化成成形特征的方法,将锻件分离成单个的成形单元,使专家系统的工序推理不局限于有限种类型的锻件,使此CAPP系统适用范围更广。

5 结语

建立以锻件特征为基础的特征模型,将其应用于CAPP专家系统推理中。计算机可以直接有效地提取特征模型中的锻件特征属性,进行工艺匹配或推理;通过面向对象的方法将工艺模型的建立、特征获取和基于特征的工艺推理封装,工艺方案生成的自动化程度高、效率高,而且方便规范工艺方案的管理;提出了由锻件成形特征推理锻造工序,使系统推理更灵活,且方案可行性好、集成度高。

参考文献

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[8]杨平武,郑金桥,王义林,等.基于知识的覆盖件修边工艺设计研究[J].锻压装备与制造技术,2004,39(3):85-87.

CAPP系统 篇8

随着企业信息化的发展,企业对CAPP 技术从应用的广度与深度上,都提出了更高、更新的要求,迫切需要 CAPP 具备较强的数据管理控制功能,即要求 CAPP 系统不仅作为工艺的设计平台,还要管理工艺部门的所有数据。PDM是用来管理所有与产品相关信息和所有与产品相关过程的技术,是整个企业信息的集成平台,各种应用系统都通过不同的集成方式集成到该平台上,使得企业各部门的所有产品相关数据得以高度的集成和共享。CAPP 的输出信息作为企业信息化的基础信息也必然要通过 PDM平台集成起来,基于PDM平台的CAPP可以充分利用 PDM的强大功能,实现工艺设计过程控制和并行工程。开发基于PDM的CAPP系统已成为一个发展趋势[1]。对某冲压公司的调研分析得到,以前使用的CAPP系统产品的特征提取复杂,主要应用于简短的冲裁件、弯曲件和旋转体的拉深件的工艺制订,当前企业接受的冲压产品主要为3D造型的异形复杂零件,大都需采用冲裁、弯曲、成形的复合,在工艺方案制订方面实用性大为下降,并且对工艺信息及工艺文件等缺乏统一管理,不能与企业其他信息管理系统如企业产品品质先期策划(APQP)系统有效集成,以至企业内部系统之间信息交互、传递存在大量信息孤岛,难以实现各类信息重用。因此,在3DCAD平台上开发基于PDM的冲压件CAPP系统显得急迫和必要。为此进行了UG平台上基于PDM的冲压件CAPP系统的研究。

1 基于PDM的冲压CAPP系统的特点及功能介绍

基于 PDM的系统集成是集数据库管理、网络通信能力和过程控制能力于一体,将多种功能软件集成在一个统一的平台上,实现了分布式环境中产品数据的统一管理。PDM为并行工程中跨部门的产品开发小组提供了一个信息集成的工作环境,开发人员在产品生命周期的任何阶段都可访问到最新的产品信息,并能保证所有数据的完整性和安全性[2]。本系统基于PDM平台以网络和数据库技术为基础,在保证数据源的唯一性、产品数据库安全性的前提条件下,通过数据共享法实现与基于网络的APQP(产品品质先期策划)系统高效集成。也能够对企业CAD/CAE/CAPP/CAM/ERP/OA等软件系统提供开放式集成支持,在集成的各系统之间能够实现数据的共享与信息的相互交流。这样极大地减少了用户的工作量,提高了企业生产管理效率。

本系统是嵌入在UG软件的菜单栏上,系统的总体结构设计及模块划分如图1所示。

系统主要实现的功能包括:工艺信息及资源库管理功能,项目信息管理、零件信息管理、各库信息管理(设备库、工装库、材料库、量具库等)、零件工序信息管理、工艺卡文件管理以及用户及其权限管理;自动生成工艺卡功能,大致流程如图2所示。

2 系统的实现

2.1 系统开发关键技术

系统采用C/S即客户端/服务器模式,C/S结构把数据库内容放在远程的服务器上,在客户机上安装相应的软件即可。使用UG平台提供的二次开发工具UG/Open MenuScript和UG/Open API结合实际需求实现某些特定功能,开发出面向企业或用户的专有系统。

通过UG/Open API的编程,用户可以实现几乎所有的UG功能,开发者可以通过C语言编程来调用这些函数,从而达到实现用户化的需要。MFC,微软基础类库(microsoft foundation classes),是VC++的一个重要的软件资源,利用MFC可以方便的利用VC++开发环境提供的先进的开发技术和工具,实现程序的可视化设计,与UG自带的界面开发工具UIStyler相比,利用MFC设计对话框及各种控件更容易,修改和调试也更加方便快捷[3]。

系统使用MFC与UG二次开发工具UG/Open API混合编程模式,一般情况下,在Visual C++ 6.0集成开发环境中建立UG二次开发的工程所选的项目类型都是“win32Dynamic-Link Library”选项,使用该方式建立的工程项目是不能够使用MFC的。要实现MFC进行UG二次开发编程必须使用“MFC AppWizard(dll)”项目选项。然后将UG库文件(libugopenint.lib,libufun.lib)加入到所创建的工程,在主程序中theApp变量定义的下方添加UG/Open API入口函数并添加所使用到相关的UG/Open API的头文件。最后就是添加所需的MFC类,比如添加对话框及各种控件等来实现系统所要达到的功能,添加MFC封装的ODBC类包括有CRecordset类、CDatabase类、CFieldExchange类、CRecordView类和CDBException类等实现连接访问数据库,编译连接生成动态链接库(*.dll)文件。

2.2 零件工艺信息编辑管理模块

由于系统面向的用户所设计冲压产品主要异形复杂零件,大都需采用冲裁、弯曲、成形的复合,零件特征的不确定性决定了很难实现全自动的工艺规程设计,还是需要用户介入手动编辑。因此,这就需要系统具有强大的零件工艺信息编辑管理功能。一般来说,工艺信息管理应满足如下基本要求:1) 能够实现信息共享,随时被所需要的任务访问,方便CAD/CAPP/CAM的集成;2) 操作简便,可靠性高。应用程序对数据的操作必须方便可靠,任何时候的访问都不会破坏数据库的数据结构和数据;3) 数据库的数据结构应简单明了、易于编辑。用户可以根据自己的需要在系统平台的引导下定义不同的数据结构,并输入数据,按用户自已的形式进行输入、存取、查询、删除等操作;4) 便于系统的改进能适应实际需求而不断完善和提高,内容要能方便的进行扩充和更新[4]。

系统的这个模块具有着强大的零件工序生成与编辑功能。关键实现方法为通过CAPP系统共享PDM平台数据库,可以直接读取PDM的产品结构信息,形成项目—总成—零件—工序的树形结构。围绕产品结构树进行工艺设计,通过如下系统功能完成工艺设计与管理:查询已有零件的工艺信息功能,支持模糊查询以及通过多个查询条件精确查找的高级查询;零件工艺信息的复制功能,用户在设计工序类似的相关零件时可直接复制粘贴,然后进行修改;设备、工装、量具等可从设备库、工装库及量具库直接选择所需要的型号;在修改编辑过程中的保存提醒功能等。最终保存的工艺信息直接存入PDM系统,保证零件工艺信息的有效性、完整性、一致性,实现了工艺信息共享以及CAPP系统与PDM平台其他系统有效的集成。

2.3 信息资源库管理模块

模块是基于PDM的CAPP系统的重要组成部分,使用户能够对生产项目信息、设备资源信息以及零件工艺文件信息等进行集中管理。用户在登入该系统后,可以通过菜单项选择进入相关的信息管理界面进行修改、添加、删除、查询、导出BOM表、打印等操作。大致流程如图3所示。

2.4 冲压工艺卡片生成模块

生成冲压工艺卡是CAPP系统最基本也是最主要的一个模块,提供给用户设计零件工艺并自动生成工艺卡片的功能。本模块中用户进行的操作是首先选择要编辑的零件,如果系统中没有要编辑的零件则新建一个零件,导入零件的3D模型。然后,进入到零件工艺信息编辑界面,输入零件基本信息并且通过系统与用户共同制定出该零件的工艺规程。最后,在UG的制图模块中生成二维工艺卡片。大大减少了设计者体力劳动,把设计者从繁杂重复的填写工艺卡过程解放出来,使设计者能够把更多的精力投入到工艺设计上去。下面讨论工艺卡生成过程中的几个关键点及实现方案:

a) 复杂零件的中间工序草图

前面提到企业现在接受的冲压产品主要是采用3D造型的异形复杂零件,大都需采用冲裁、弯曲、成形的复合。此类复杂零件的工艺方案主要包括确定所需要的冲压工序及其先后顺序,而冲压方案制定与很多因素有关,尤其依赖于经验与实例,同时也应该充分利用模拟软件,在保证成形品质和模具寿命的前提下,最大限度减少工序数目。因此本系统通过提供实例检索功能和规则库辅助设计人员确定工艺路线,由用户提出成形的各工序及其顺序方案草案。然后借助冲压成形快速分析CAE软件FASTAMP进行中间工序的成形性模拟验证,确定最终的工艺方案,并通过正向仿真模拟可以得到下一工序的工序图。模拟结果是曲面数字模型,需通过相应的中间处理,转换为UG显示的3D模型。这样就可以得到每步工序的工序图。

b) 工艺卡规范要求

工艺卡片是以表格形式表达工艺设计内容的卡片,企业对于工艺卡片的内容填写格式、字体以及整体美观性有很高的要求。在UG软件的制图环境中,中文字体库中的英文字母及符号显示间隔比较大,填写的工艺信息又不得超过所在表格。为此,本系统在导入工艺信息时,事先通过程序判断每条信息记录里面哪些是中文文字信息哪些是英文字符或是特殊符号,然后对中文文字信息使用选定的中文字体,对英文字符使用选定的字符字体,并且转换一些特殊符号成为UG能显示的格式比如公差、直径ϕ等字体库中没有的符号。在一条信息记录长度超出所填写表格范围时,系统会自动按比例缩短字体间隔及缩小字体大小以保证填写符合要求不会超出范围。这样就解决了UG本身字体杂乱而不美观的问题,并且每一条信息都按照工艺卡片规范要求调整好,符合国家制图标准和习惯,无需用户再做调整节省了用户出图效率。

c) 工艺卡片信息修改更新

工艺更改是工艺设计活动中工艺员对已经生效的工艺规程技术内容进行改变的一种行为,是工艺设计过程中不断提高设计水平、提高生产率、适应实际需求的过程[5]。任何一个零件工艺信息都有可能由于实际需要或人为误操作原因而需要进行修改,在UG平台上如可将修改后工艺信息即时反应到之前制作好的工艺卡文件上成为一个关键问题。

系统通过用户选择修改更新功能后判断当前修改的零件的工艺卡上所有由系统导入的零件信息,然后删除再重新导入数据库中最新的信息以达到即时反应用户对工艺信息的修改。判断工艺卡文件上由系统导入的零件信息具体实现方法是:通过UG/Open API 提供的遍历函数UF_OBJ_cycle_objs_in_part()遍历每一个UF_draft_note_subtype类型的对象,然后通过访问每个对象的属性得到该对象的坐标,再通过坐标判断是否属于导入的零件信息,如果是则删除该对象。

2.5 用户及其权限管理模块

权限管理中,通过指定所选用户的权限可以设置该用户能进入哪个模块以及不能使用哪几个模块!根据用户角色的不同,进入上面提到的各个模块所拥有的权限也不一样:比如,工艺员角色拥有所有基本功能及权限,但对别的工艺员设计的零件工艺信息只能查看不能修改,管理员拥有一切权限。

3 结论

在UG平台上开发出基于PDM的冲压CAPP系统,不仅能够实现一个复杂冲压件从零件的三维数模基于交互式的工艺设计方式生成各个工序的工艺卡片,减小设计人员的劳动量,提高企业生产效率;同时,它是一个在以PDM为基础平台的大框架上建立的以工艺信息管理为主的交互式计算机辅助工艺管理系统,具有很好的系统集成性实现了与APQP系统的集成,该系统的开发对企业工艺数据管理的改进以及企业信息一体化建设有着重要促进作用。

摘要：介绍了内嵌于UG平台上基于PDM的冲压CAPP系统,着重研究了工艺信息编辑管理模块、在UG制图环境下的工艺卡片的自动生成以及所使用的关键技术。该系统实现了与企业产品品质先期策划(APQP)系统的信息集成,提高了企业工艺信息管理水平,促进了企业信息一体化建设。

关键词：CAPP,PDM,UG二次开发,工艺卡

参考文献

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CAPP系统 篇9

为了使工艺人员能够更加方便地操作系统, 工艺设计菜单采用与Excel类似的界面设计, 操作简单方便, 工艺人员可以根据实际工艺要求对工艺单的格式随意设置。保存工艺菜单可以将工艺保存到数据库, 并对其进行编辑;新建工艺菜单为工艺人员提供了新工艺创建功能, 功能的要求是能够从工艺模板中创建新的工艺并将其保存到数据库中, 新增的工艺具有唯一编号, 且必须在工艺结构树中立即被显示出来;复制工艺菜单为工艺人员提供了工艺复制功能, 可以将工艺复制到系统粘贴板上;删除工艺菜单为工艺人员提供了工艺删除的功能, 工艺人员可以利用该功能从工艺结构树中删除某个或全部工艺, 并删除数据库中对应的数据;工艺单打印菜单则为工艺人员提供了工艺单打印的功能, 工艺人员可以在所得的工艺设计界面利用该功能对工艺单进行打印。

2 系统总体框架模块设计

系统总体框架模块采用MDI多窗口框架界面, 由一个MDIForm和多个Form构成。通过多个容器在子Form中进行布局, 并通过容器对各类控件进行转载, 从而实现人机交互界面。系统总体框架模块的具体设计思路如下: (1) MDI编程主要生成框架主窗口; (2) 根据实际需要创建多个MDI子窗口; (3) 排列MDI子窗口布局; (4) 将已经建立的MDI子窗口自动加入指定菜单选项中; (5) 合并菜单。

3 界面模块设计

系统界面以Windows Media Player10.0的界面风格作为参照, 并采用.Net Skin组件对界面进行封装。Skin以源位图封装, 其中的Skin Builder () 函数完成了位图文件到Skin文件的编译。位图文件中包含了Skin的所有元素。通过该组件的应用, 只需要在位图文件中画上所设计的相关元素, 即可将位图文件编译成Skin文件调用。其中, 在源位图中定义的元素主要包括预定义颜色、窗体、按钮和控件元素等。

4 工艺计算模块设计

该模块是针织横机生产CAPP软件开发系统最主要的功能模块, 通过Excel数据库来实现。Microsoft Excel是微软公司办公自动化套件中的一个软件, 主要用于电子表格的处理, 具有强大的功能, 而且界面非常友好, 受到大量用户的欢迎。在设计应用系统时, 针对不同的用户具有不同的打印需求, 如果想要满足用户多样化的打印需求, 就要设计非常复杂的程序。由于Excel应用非常普遍, 因此, 将程序处理的结果放置到Excel中, 所有用户就可以根据自己的需求在Excel中设定打印模式。这样不仅有效降低了程序设计难度, 同时还能满足用户多样化的打印需求, 提高了程序的实用性。另外, 还可以利用C#完成Excel的调用, 将数据存储到Excel表格中。在利用C#调用Excel表格前, 需要完成从COM组件非受管代码到受管代码的转换。

4.1 将Excel的COM组件转换为.NET组件

首先在项目中打开Add Reference对话框, 将Excel Object Library添加到其中, C#会自动生成相应的.NET组件文件, 但是该.NET组件文件无法被单独使用, 它只是之前COM组件的一个外层包装, 需要与原来的COM组件一起作用, 通过这个外层包装发现原来的COM组件并调用。

4.2 用C#打开Excel表格并添加数据

实际上, 在C#中调用经过转换的COM组件与调用其他.NET组件是完全相同的。可以在C#通过关键字new创建一个经过转换的COM组件, 然后该组件对象就可直接被其他程序接口调用。

在经过转换之后的.NET组件中定义一个命名空间excel, 并在该空间中封装一个Application类, 这个类与Excel表格的气动具有重要关系。在C#程序中, 可以通过以下程序完成Excel表格的打开。

通过该程序, 只能创建一个空的Excel表格, 之后还需要向其中输入数据, 通过类Cell对制定的表格赋值, 从而实现表格中数据的输入, 具体代码如下:

Excel.Cells[1, 1]=”第一行第一列”//向Excel表格的第一行第一列输入数据, “”中的内容即为输入的值。

5 结束语

本文对针织横机生产CAPP软件开发系统的主要功能模块设计进行了分析, 对系统总体框架模块、界面模块、工艺计算模块三个方面进行了重点分析, 希望能够为针织横机生产CAPP软件开发系统的设计工作提供一定的参考, 提高该软件系统的设计水平。

摘要：CAPP (Computer Aided Process Planning) 计算机辅助工艺过程设计时, 采用计算机技术辅助工艺人员设计从原料到成品的制造方法, 可以有效提高产品生产工艺设计质量和工艺规范化水平。对针织横机生产CAPP软件开发系统的主要功能模块设计进行了分析, 希望能够为相关研究提供一定的借鉴。

关键词：CAPP,针织横机生产,模块设计,组件

参考文献