CAPP在中小型制造企业中的应用分析Word格式.doc

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成绩:

任课教师:

评阅日期:

CAPP在中小型制造企业中的应用分

（上海大学机电工程与自动化学院，上海200072）

摘要：

计算机辅助工艺过程设计（CAPP）是连接CAD与CAM的桥梁，是许多先进制造系统的技术基础之一。

中小型制造企业是我国国民经济的重要组成部分，中小型制造企业要想在当今激烈的竞争中占有一席之地，企业的信息化势在必行，而CAPP是企业信息化建设的关键环节。

针对中小型机械制造企业的特点，分析了CAPP在中小型制造企业中的应用。

对中小型制造企业的计算机辅助工艺设计的研究和开发具有一定的借鉴作用。

关键词：

计算机辅助工艺过程设计（CAPP）；

中小型制造企业；

企业的信息化

TheAnalysisofApplicationofCAPPInSmallAndMedium-sizedManufacturingEnterprises

（SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China）

Abstract:

CAPP（computeraidedprocessdesign）isthebridgebetweenCADandCAM,isoneofthemanytechnicalfoundationofadvancedmanufacturingsystem.Smallandmedium-sizedmanufacturingenterprisesisanimportantpartofournationaleconomy,smallandmedium-sizedmanufacturingenterprisestooccupiesaplaceintoday'

sfiercecompetition,enterprise'

sinformationizationisimperative,andCAPPisakeylinkintheprocessofenterpriseinformationconstruction.Accordingtothecharacteristicsofsmallandmedium-sizedmachinerymanufacturingenterprises,thepaperanalyzestheCAPPapplicationinsmallandmedium-sizedmanufacturingenterprises.Computeraidedprocessdesignforsmallandmedium-sizedmanufacturingenterpriseresearchanddevelopmenthasacertainreference.

Keywords:

Computeraidedprocessdesign;

Thesmallandmedium-sizedmanufacturingenterprises;

Theenterpriseinformatization

中小型制造加工企业的工艺文件的特点是：

小批量、多品种、文件按产品归档；

企业各个部门之间的相互协调和沟通限制在纸质文件方式；

对产品整个生命周期的数据管理没有系统化，这些都严重影响了企业效益的提高。

主要表现在：

基于手工或在Word、Excel、AutoCAD上绘制工艺卡片的工艺设计；

产品数据没有实现共享，工艺专家的经验和知识没有实现积累；

产品设计过程缺乏管理和控制；

工艺资源没有实现优化配置。

全面分析了传统工艺的发展和不足的基础上,研究了制造信息化环境下CAPP系统的建模和工艺的表达方法。

通过模块间的结构重构和模块的功能重用,建立了系统框架模型,实现了系统信息化制造。

为了更好地解决零件信息输入,根据零件的几何特点以及企业的现状和实际情况将基于成组技术的分类编码和基于特征的方位描述法结合起来,使零件信息输入更加简洁,迅速。

将基于成组技术的分类编码和基于特征的方位描述法结合起来的零件信息输入法,不但反映了工艺规程动态性,而且实现了CAPP工艺规程数据与生产管理数据表达的一致和统一性,为实现CAPP的工艺过程和生产过程的集成和整体优化提供了有效的方法。

1CAPP系统概述

1.1CAPP的定义

计算机辅助工艺过程设计（ComputerAidedProcessPlanning），简称CAPP：

是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。

借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。

CAPP是根据产品设计所给出的信息进行产品的加工方法和制造过程的设计。

一般认为，CAPP系统的功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定等。

其中，工序设计又可包含装夹设备的选择或设计、加工余量分配、切削用量选择以及机床、刀具和夹具的选择、必要的工序图生成等。

1.2CAPP的研究背景

很多中小企业他们往往借助自身力量，与大专院校合作，在CAD、CAPP等单元技术的开发应用方面取得了一定的成果。

但这些应用多数是分别进行CAD、CAPP的开发或是委托给不同的单位分别独立开发，开发的过程中没有很好地进行信息交流和技术协调，使CAD、CAPP形成了“自动化孤岛”。

因此，亟待解决这些企业中各个自动化孤岛之间的信息交换与共享问题，从而将这些零散的模块集成起来，以最大限度地发挥其潜能。

目前，各机械制造企业多采用AUTOCAD14或AUTOCAD2000进行产品设计，设计输出图纸和有关的技术文档。

其缺点是不能实现全尺寸驱动，使系列化零件的设计不太方便。

CAPP大多为厂企合作开发，CAPP系统中，需将图纸、文档等纸面上的信息通过人机交互的方式输入给CAPP系统，这样，零件信息的输入不仅要花费大量时间，而且容易输错，从而生成不恰当的工艺过程。

开发CAD/CAPP集成系统，实现CAD/CAPP一体化，使得机械产品的零件在完成设计的同时就得到了其加工工艺规程，可提高产品质量，缩短产品开发周期，提高企业的市场竞争能力，对机械行业的繁荣和发展，对深入推广CAD、CAPP技术和CIMS高新技术，具有重要的推动作用，该项研究具有显著的经济效益和社会效益。

1.3研究CAPP的意义

CAPP是计算机技术运用于机械制造领域的一个重要方面，其主要意义在于：

实现工艺设计的计算机化；

对于广大工艺设计人员可以使他们从繁重和重复劳动中得以解放，逐步“丢笔甩图板”、告别工艺手册；

对于整个企业的管理可克服工艺设计的不一致性，促进工艺文件的规范化、条理化、标准化，便于实施科学化、系统化管理；

同时，CAPP作为生产信息的处理中枢前镶后嵌于CAD、CAM之间，为生产信息数据的传递、共享，建立了一座桥梁。

首先，实践经验较少的工艺人员能应用CAPP系统设计出较好的工艺过程，这样不仅可以弥补有经验高级工艺师的难求和不足，而且能使人量有经验的工艺师从目前繁琐的重复劳动中解放出来，去从事不断研究新工艺和改进现有工艺的工作，促进工厂技术进步，提高生产率。

其次,采用CAPP系统不仅可以充分发挥计算机高速处理信息的能力，而且由于将工艺专家的集体智慧融合在以即系统中，所以保证了高速获得高质量优化的工艺规程。

再者，应用CAPP广系统还可获得综合经济效益。

2面向中小型制造企业的CAPP系统

2.1CAPP的系统类型

日前已有的CAPP系统基本上多是在派生式和创成式两种原理上开发的，划分的原则是根据其工艺决策的方式。

具体存在形式有六种，即检索式、派生式、创成式、综合式、交互式和智能式。

检索式CAPP系统，是针对标准工艺的，将设计好的零件标准工艺进行编号，存储在计算机中，制定零件的工艺过程时，可根据输入的零件信息进行搜索，查找合适的标准工艺。

这是最简单的CAPP系统，常应用于工件种类少，零件变化不大且相似程度较高的情况。

派生式CAPP系统，用零件有相似性，相似的零件有相似的工艺过程这一原理，通过检索相似典型零件的工艺过程，加以增删或编辑而派生一个新零件的工艺过程。

派生式CAPP系统原理简单，针对性和实用性，可以大幅度地提高工艺编制速度，免人的重复劳动，在一定程度上保持工艺设计的一致性。

创成式CAPP系统，是根据输入的零件信息，依靠系统中的工程数据和决策方法自动生成零件的工艺过程。

具有设计过程自动化程度高、易实现工艺过程的优化等优点。

但由于零件结构多样性，决策随环境变化的多变性及复杂性等诸多因素，设计这样的系统技求难度大、开发费用高。

混合式CAPP系统，融合了派生式和创成式两类系统的特点。

混合式CAPP系统常采用派生的方法首先生成零件的典型加工顺序，然后再根据零件的信息，采用逻辑推理决策的方法生成零件的工序内容最后人机交修改互工艺过程。

交互式CAPP系统，是以人机对话的方式完成工艺规程的设计，实际上是按派生式+创成式+人工干预的方式开发的一种CAPP系统。

综合式CAPP系统，综合式CAPP系统又称为半创成式CAPP系统，它介于派生式CAPP系统和创成式CAPP系统之间，将派生和创成结合起来，利用两者的优点，避开备自的缺点。

智能式CAPP系统，是以“逻辑推理+知识”为核心，强调工艺设计系中工艺知识的表达，处理机制以及决策过程的自动化。

其主要特征是强调智能化，智能式CAPP系统是CAPP系统发展的方向。

2.2CAPP系统的构成

CAPP所包含的内容是在原有的基础上,向两端发展，向上扩展为生产规划最佳化及作业计划最佳化。

一个完整的CAPP系统基本构成模块有：

（1）控制模块，其主要任务是协调各模块的运行，完成人机交互窗口，实现人机之间的信息交流，控制零件信息获取方式。

（2）零件信息输入模块，获取零件的信息以便能生成工艺，可以由CAD系统直接输入或由其它方式输入。

（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，供加工及生产管理部门使用。

（4）工序决策模块，其主要任务是主成工序卡，对工序间尺寸进行计算，生成工序图。

（5）工步决策模块，对工步内容进行设计，确定切削用量和其它工艺参数。

（6）工序图及工艺卡片的编辑模块，绘制工序图和输出工序卡片。

（7）工艺输出模块，系统提供了两种输出方式：

一是在AutoCAD下输出工艺卡片及其他一些文件；

二是本系统还提供了在Excel下进行输出工艺卡片的功能。

（8）辅助功能模块，本模块的主要功能就是为用户提供一些辅助的工具,它包括操作日志、记事本、计算器、信件收发等。

图1CAPP系统的基本构成

Fig.1ThebasicstructureoftheCAPPsystem

2.3CAPP系统的关键技术

（1）零件信息的获取

成组编码法：

采用零件的成组编码作为零件的