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第三节计算机辅助工艺规划(CAPP)产品数字化设计与制造主要内容:1、CAPP概述2、信息描述与输入技术3、工艺设计决策技术4、交互型CAPP系统5、变异型CAPP系统6、创成型CAPP系统7、智能型CAPP系统第三节计算机辅助工艺规划(CAPP)｝关键技术1、CAPP概念：英文：ComputerAidedProcessPlanning在人和计算机组成的系统中，根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地确定产品的加工方法和工艺过程的技术。它是在分析和处理大量信息的基础上进行加工方法、机床、刀具、加工顺序的选择或决策等，并计算加工余量、工序尺寸、公差、切削参数、工时定额、绘制工序图以及编制工艺文件。从狭义的观点来看：CAPP完成工艺过程设计，输出工艺规程；CAPP是CAD／CAM集成中的桥梁和纽带；CAPP概述CAD／CAM是CIMS的核心技术，CAPP成为CIMS的主要技术基础之一从广义的观点来看：CAPP的一头向生产规划最佳化及作业计划最佳化发展，作为MRPⅡ的一个重要组成部分；原因：CAPP内涵的扩充，在并行工程工作模式中，“PP”不再被单纯地理解为ProcessPlanning，而且增加了“ProductionPlanning”的含义。另一头扩展为能够生成NC指令。CAPP概述2、CAPP的提出：工艺设计是机械制造生产过程的技术准备工作的一个重要内容，是产品设计与车间的实际生产的纽带，是经验性很强且随环境变化的决策过程。传统设计工艺过程存在问题:（1）手工设计工艺规程一致性差，质量不稳定，难于标准化；（2）人工设计效率低，周期长，重复劳动大；（3）不便于工艺文件的统一管理；（4）工艺专家的经验和知识难以集中，供后人使用。CAPP概述（5）市场竞争，产品更新的要求（周期缩短、多品种、少数量）。制造系统由刚性（高效、大批量）到柔性（高效、多品种、小批量）转变。当前机械产品市场是多品种小批量起主导作用，传统的工艺设计方法远不能适应目前机械行业发展的需要。2、CAPP发展史（1）最早：挪威，1966年开始，69年推出Autopros－商品化（2）美国,60年代末，70年代初开始研究CAPP，76年推出CAM-I’SAutomatedProcessPlanning系统，适合于回转体和棱形体零件。计算机辅助工艺过程设计--CAPP开始得到公认。CAPP概述（3）70年代初开始,发展快，形成两大类：派生和创成式“派生”最早由检索型→有修改、编辑、自动筛选功能“创成”：70年代中期开始出现，受重视，发展快（4）80年代：CAPP应用了人工智能（AI）和专家系统（ES）-基于知识的创成式CAPP。（5）90年代：引入人工神经网络技术、模糊推理技术。提出：CAPP开发工具派生与创成结合－混合式国内:始于80年代初，源于推广成组技术，发展快，与世界先进水平相当，国家863计划CIMS主题将其列为八五、九五重点支持方向。CAPP概述3、CAPP系统组成：如下图（1）控制模块：是人机接口，实现人机之间的信息交流，控制零件信息的获取方式（2）零件信息输入模块（关键）：实现零件加工信息的输入（3）工艺过程设计模块：进行加工工艺流程的决策，产生工艺过程卡（4）工序决策模块：生成工序卡，计算工序间尺寸，生成工序图（5）工步决策模块：确定切削用量，提供NC程序的刀位文件（6）NC程序生成模块（可以不包含）（7）输出模块：输出工序流程卡、工序、工步卡，工序图及其它文档（8）加工过程动态仿真（可以不包含）：对加工过程进行动态模拟，检查工艺的正确性CAPP概述4、CAPP的关键技术：（1）成组技术：GT,早期CAPP都基于GT的派生式（2）零件信息的描述与获取技术（几何拓扑信息、制造信息）：是关键。（3）工艺设计决策技术：核心是特征型面加工方法选择，多指工艺流程决策、工序决策、工步决策（4）工艺知识获取及表示技术：工艺经验、决策逻辑的表达（5）工序图及其它文档的自动生成技术（6）NC加工指令自动生成和动态仿真技术（7）工艺数据库技术：有静态数据和动态数据CAPP概述(1)交互型CAPP系统按照不同类型零件的加工工艺需求，编制一个人机交互软件系统。工艺人员根据屏幕上的提示，进行人机交互操作，操作人员在系统的提示引导下，回答工艺设计中的问题，对工艺过程进行决策及输入相应的内容，形成所需的工艺规程。其工艺过程设计的质量对人的依赖性很大。5、CAPP的类型：CAPP概述（2）变异型CAPP系统设计原理：依据相似零件有相似工艺的原理（基于GT码）利用成组技术原理将零件按照几何形状及工艺相似性分类归族，每一族有一个主样件，根据此样件建立加工工艺文件，即典型工艺规程，存入典型工艺规程库中。当需要设计一个新零件工艺规程时，根据其成组编码，确定其零件族，由计算机检索出相应零件的典型工艺规程，再根据当前零件的具体要求，对典型工艺进行修改，最后得到所需要的工艺规程。也成为派生型、修订性。如图4、CAPP的类型：CAPP概述（3）创成型CAPP系统原理：系统建立时，不存储任何标准工艺规程，能自动地、从无到有地生成一个新零件加工工艺规程。即根据零件信息，系统能自动提取制造知识，产生零件所需要的各个工序和工步的加工内容；自动地完成机床、工具的选择和加工过程的最优化；通过应用决策逻辑，可以模拟工艺人员的决策过程。如图特点：（1）易于快速生成零件的工艺规程（2）柔性大（变异式仅限于早先设计过的）（3）一般只是对某类零件的设计（4）便于实现CAD/CAPP/CAM的集成4、CAPP的类型：CAPP概述（4）综合型CAPP系统也称为半创成型CAPP系统，它将变异型与创成型结合起来，即采取变异与自动决策相结合的工作方式。如需对一个新零件进行工艺设计时，先通过计算机检索他所属零件族的典型工艺，然后根据零件的具体情况，对典型工艺进行修改;工序设计则采用自动决策产生。如图4、CAPP的类型：CAPP概述（5）智能型CAPP系统智能型系统是将人工智能技术应用在CAPP系统中而形成CAPP专家系统。与创成型系统相比，虽然二者都可以自动生成工艺规程，但创成型系统是以逻辑算法加决策表为特征；而智能型CAPP系统是以推理加知识为特征。作为工艺设计专家系统的特征是知识库和推理机，其知识库由零件设计信息和表示工艺决策的规则集所组成；而推理机是根据当前的事实，通过激活知识库中的规则库，而得到工艺设计结果。4、CAPP的类型：CAPP概述CAPP专家系统原理图CAPP概述谢谢