CAM(5章-工艺设计)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机辅助制造,河北科技大学,2009.9,第五章,计算机辅助工艺过程设计,CAPP,体系结构,工艺设计决策方式,工艺数据及数据库,CAPP,设计原理和方法,计算机辅助制造,第五章,计算机辅助工艺过程设计,一、概述,1,、工艺过程设计的特点：,工艺设计的动态性：,工艺设计贯穿于企业的整个生产活动中，依赖于动态的使用环境（见表,1,）。,影响工艺设计的因素：,企业的生产类型；产品结构；工艺装备和企业的发展,工艺设计的经验性：,工艺设计方法缺乏良好的理论和坚实的科学基础。,许多工艺知识不具有精确的定义和严密的数学模型,上述特点导致了,CAPP,研究步履艰难,第五章,计算机辅助工艺过程设计,不同企业间,企业内部,数据的,动态性,不同的产品类型,不同的制造资源,产品改进、新产品开发,设备的故障和负载的变化,制造资源的更新,知识的,动态性,不同的工艺习惯,不同的工艺方法,工艺改进、新工艺引进,工艺优化目标的变化,功能的,动态性,不同的生产类型,不同的生产组织结构,不同的管理模式,组织结构和管理方法改进,产品生命周期不同阶段对工艺计划的要求不同,表,1 CAPP,系统的动态应用环境,2.,工艺过程设计的内容,1),毛坯的选择及毛坯图生成。,2),定位夹紧选择,选择零件加工时的粗基准和精基准，确定夹紧方案。,3),加工方法选择,根据生产实际情况及零件的尺寸、形状、技术要求选择适当的加工方法。,4),加工顺序安排,确定零件加工的先后顺序，拟定工序、安装、工位、工步、走刀等 。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,根据零件的尺寸、形状及技术要求，可选择铸件、锻件、棒料及型材等作为毛坯。并根据工艺过程中的加土工序余量绘制毛坯图,5),通用机床、刀具、夹具、量具等工艺装备的选择,在计算机辅助工艺过程设计时可查询相应的制造资源库，（机床库、刀具库、夹具库和量具库等）。,6),工艺参数的计算,工艺参数主要是指切削用量、加工余量和时间定额，应从相应的数据库中查询并进行计算来确定。,7),专用机床、刀具、夹具、量具等工艺装备设计方案的提出,如果在工艺过程设计中涉及专用设备和专用工艺装备，则应提出明确要求供有关人员进行设计制造。,8),工艺文件的输出,在当前的计算机辅助工艺过程设计中，主要的工艺文件有工艺过程卡片和工序卡片。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,3,.,工艺过程设计的步骤,步骤大致,如图,5-1,所示,1),产品图纸信息输入,2),工艺路线和工序内容拟定,3),加工设备和工艺装备的确定,4),工艺参数计算,5),工艺文件的输出,第五章,计算机辅助工艺过程设计,二、计算机辅助工艺过程设计的体系结构,1,、,CAPP,体系结构图,分为三个层次,：,基础层,理论技术层,设计层,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-2,计算机辅助工艺过程设计的总体结构,基础层,理论技术基础层,设计层,CAPP,的主要工作,CAPP,的支持环境,2,、,CAPP,的功能模块图,IDEF0,图：,描述系统的功能活动和模块相互间的联系,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-3,计算机辅助工艺过程设计的功能模块图,三、工艺设计的决策方式,如表,5-2,第五章,计算机辅助工艺过程设计,表,5-2,机械制造工艺设计中的决策方式,表,5-2,机械制造工艺设计中的决策方式,1,、逻辑推理决策,逻辑推理决策主要应用于：,型面加工方法的选择,工序工步排序,刀具选择,机床选择,常用的逻辑推理决策方法：,决策树,决策表,第五章,计算机辅助工艺过程设计,（,1,）决策树,用树状结构来描述和处理“条件”和“动作”之间的关系和方法，是一种由结点和分支（边）构成的图,（如图,5-5,）,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,（,2,）决策表（判定表）,1),决策表的结构,用表格结构来描述和处理“条件”和“动作”之间的关系和方法,用表格的形式表达不易用语言表达清楚的逻辑关系,结构,如图,5-7,2),决策表的分类,A:,限定条件决策表,:,图,5-8,特征：,左边的条件表示出输入变量的具体值,。,条件组合中用符号,T (true),或,Y (yes),表示“真”或“是”，即该条件为肯定；用符号,F (false),或,N (no),表示“假”或“否”，即该条件为否定；用空格表示无关，即该条件可以肯定，也可以否定 。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-7,决策表结构,图,5-8,加工方法选择用的限定条件决策表,B,、扩展条件决策表,决策表所给出的条件只是条件的辨识，无具体值，具体值是在条件组合中给出。,如图,5-9,所示,特点：,不如限定条件决策表便于计算机处理；,每一列表示一条决策规则，比较清楚,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-9,加工方法选择用的扩展条件决策表,C,、混合条件决策表,是限定条件决策表和扩展条件决策表的混合,3),决策表的性能, 规则,简单规则,：,一条规则的条件组合中只有“,T”,和“,F”,项，无“空格”，则为简单规则,复合规则,：,一条规则的条件组合中有一个或多个“空格”；复合规则可以分解为多条简单规则，多条简单规则可合并为一条复合规则。,第五章,计算机辅助工艺过程设计, 完整性,指决策表能包含各种可能情况的组合，即其覆盖面应能包括所要决策的问题。,其完整性可用下述两种方法检查：,一条复合规则中若有,n,个“空格”，则等效有,2,n,个简单规则。,一个决策表中若有,m,个条件，则应有,2,m,条独立的简单规则。, 精确性,决策表中的条件、条件组合、动作和决策运作均应能够满足决策要求,.,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,冗余性,:,当两条规则的条件组合中有条件互相重叠时，又有同样的决策动作，则该决策表有冗余。,如图,5-10,所示,一致性,:,两条规则的条件组合相同，却出现了不同的决策动作，则该决策表有不一致性，或称有矛盾，,如图,5-10,中，,规则,A,和规则,B,有同样的决策动作，但规则,A,中的条件,4,包含了“,T”,和“,F ”,两种情况，故规则,A,包含了规则,B,因此，规则,A,和规则,B,是冗余的。,当条件,1,为“,T”,时，规则,A,将决策出动作,1,，而规则,C,将决策出动作,2,和,3,，因此有不一致性，这里可能会作出错误的决策。,循环,:,两种情况,对于有重复性步骤的决策过程，可用带循环机制的决策表来实现，如图,5-11,（,a,）,死循环,:,如用图,5-11(b),所示,规则,C,的条件首先得到满足后，由于直径公差没有作相应改变，规则,B,的条件总是得到满足，执行过程进入了死循环，永不终止。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-11,决策表的循环机制和死循环,(a,）循环机制；,(b),死循环,零件直径,5 0mm,，尺寸公差士,0. 12mm,，表面粗糙度,Re =,lm,合并与分解,合并将有相同决策动作的规则合并为复合规则，如图,5-12,的决策表，将规则,A,C,合并为规则,A,。,分解将大的决策表按条件情况分解为若干个小决策表，用语义分析将这些分解的决策表连接起来，如图,5-13,所示。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-12,决策表的合并图,5-13,决策表的分解,扩展,剩余规则,对一些不能满足要求的不完整决策表，可在决策表条件组合的最右，列一条剩余规则，使各种可能的条件组合均有明确的决策动作，从而使决策表完整，如图,5-14,。,特定符号,用特定符号代表不同于表中已规定的取值，如图,5-15,中，用作为待定符，其具体含义由规则中各相应项的符号而定,第五章,计算机辅助工艺过程设计,4),决策表的设计,顺序设计法：,列出所有可能的条件；,写出各种规则的条件组合；,列出各条简单规则所需的决策动作；,设计出全部动作；,将简单规则合并为复合规则；,检查决策表性能，是否完整、有冗余、有矛盾、有死循环等，能否满足要求。,特点,：,需处理大量不需要的规则，工作量大，适于对完整性要求高的决策表。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,归纳设计法,列出全部简单规则：,进行归纳整理，列出所有的条件、动作和决策动作；,进行规则合并，包括将简单规则合并为复合规则；,检查决策表性能。,总结：,决策表与决策树相比：,决策表明晰准确、格式紧凑、易于检查、修改、扩展，使用方便，是逻辑推理决策中的主要形式。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,2,、数学模型决策,数学模型决策是以建立数学模型并求解作为主要的决策方式。,数学模型决策主要用于：,工艺尺寸链的计算,切削参数的计算,材料消耗定额的计算,表,5-3,为利用数学模型求解工艺尺寸链的例子,（,P97,）,第五章,计算机辅助工艺过程设计,表,5-3,说明,表中零件为一带阶梯孔的阶梯轴，共有,5,道工序，仅限于轴向尺寸各面的加工,;,用， ，,表示各加工面。,该零件的轴向尺寸为,A,1,A,2,，,A,3,，加工中出现的工序尺寸有,A,4,A,5,A,6,，,A,13,其中,A,11,A,12,A,13,即为零件要求的设计尺寸,.,计算机求解工艺尺寸链步骤,第五章,计算机辅助工艺过程设计,1),建立尺寸联系矩阵,:,表,5-3,中的左下角,做一些设定：,在工艺尺寸链图表中，用圆黑点表示定位基准，用带箭头的尺寸线表示在加工该尺寸时的定位面和加工面情况。,在尺寸联系矩阵中，箭头指向向左时用“,1”,表示，箭头指向向右时用“,-1”,表示；,在余量上，若加工后使加工面向左移时则用“,1”,表示，反之则用“,-1”,表示；若该尺寸不考虑加工时的定位和余量问题，则用“,0”,表示。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,2),建立尺寸链矩阵,:,如表,5-3,的下中部所示,查找尺寸链各组成环的过程如表,5-4,所示,:,确定封闭环：它们是余量,Z,7,Z,8,Z,9,Z,10,Z,11,和最终尺寸,A,12,A,13,确定组成环：表,5-4,，图,5-4,判别增减环：,3),计算工序尺寸偏差,以极值法的计算公式为基础，利用计算机进行计算，确定各工序尺寸及其偏差。其中应用到的计算公式就是一种数学模型。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,表,5-4,尺寸链形成过程,图,5-4,计算机辅助查找尺寸链组成环框图,3,、智能思维决策,工艺过程设计中的决策往往依赖于工艺人员的经验和智能思维能力，因此需要应用人工智能,。,人工智能技术：,专家系统,(expert,system,ES,),模糊逻辑,(fuzzy,logic,FL,),神经网络,(neural networks,，,NN,）,第五章,计算机辅助工艺过程设计,专家系统简介：,专家系统的工作过程和组成：,专家系统由知识库、推理机、数据库、知识获取设施（工具）和用户输入输出接口等组成，如图,5-17,所示。,知识库是存储从领域专家采集的知识经整理分解为事实与规则；,推理机是根据知识进行推理和作出决策；,数据库是存放已知事实和由推理得到的事实；,知识获取设施（工具）是采集领域专家的知识；,输入输出接口是与用户进行联系的窗口。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,专家系统重在推理。它不同于一般的资料库系统和知识系统。,在专家系统中，不是检索、查找、搜集、存储答案，而是存储着进行推理的知识和能力。,谢 谢,五、计算机辅助工艺过程设计的原理和方法,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,五、计算机辅助工艺过程设计的原理和方法,（一）分,类：,按工作原理分,：交互式、检索式、派生式、创成式、综合式和智能式。,交互式,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。,检索式,CAPP,系统,：,系统设计时，将设计好的零件标准工艺进行编号，存储在计算机中；当制订零件的工艺过程时，可根据输入的零件信息进行搜索，查找合适的标准工艺。, 派生式,CAPP,系统,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。也称为变异式。,第五章,计算机辅助工艺过程设计, 创成式,CAPP,系统,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,第五章,计算机辅助工艺过程设计, 综合型,CAPP,系统,也称为半创成式,CAPP,系统，它将派生式型与创成式结合起来，即采取派生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。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,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。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,（二）,CAPP,系统设计步骤（如图）,第五章,计算机辅助工艺过程设计,CAPP,系统的开发步骤,1,、系统需求分析,确定设计目标和要完成的工作,零件的种类（回转体、箱体）,工艺的类型（常规、数控）,工序图的要求,是否要集成,系统的适应性、通用性和操作方便性等,按照软件设计规范写出需求,说明书。,2,、工艺标准化,对零件分类编码,建立典型工艺（标准工艺）,成组工艺,以上工作由用户完成,3,、系统功能设计,功能设计：计算机程序必须要完成的工作,如：零件信息描述、工艺生成、文件输出等,数据流向图：各种数据在系统中的流向，为下一步编程提供方便,第五章,计算机辅助工艺过程设计,4,、系统的详细设计,划分模块：大分成小，小再分成子程序,画逻辑框图,按照软件规范写出设计说明书,5,、硬件及软件的选择,硬件的选择包括,：计算机（配置）、打印机、绘图机等,软件系统：系统软件、支撑软件、数据库、绘图软件等,6,、人机接口设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,8,、编写程序,9,、编制程序文档：有两类资料：,程序说明书：用于系统的维护,使用说明书：用于向用户说明系统的功能和使用方法，以正确的使用系统,。,10,、程序测试：阶段测试、总体测试,(,三,),交互式,CAPP,系统,1,、系统原理：,工艺设计时，工艺设计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,2,、系统功能：,（,1,）,具有工艺数据库 支持工艺决策和工艺参数的选择，包括：工艺术语、机床设备库、刀具库、夹具库、量具库、材料库、切削参数库等；,（,2,）具有友好的人机界面,实时的人机交互、快速响应的输入和输出，有查错报警和修改功能，各个功能模块调用、切换方便,第五章,计算机辅助工艺过程设计,界面布局合理、风格一致、操作方便,用户记忆量小,（,3,）具有纠错、提示、引导和帮助功能,（,4,）数据查询方便，并可方便插入,（,5,）方便获取零件和工艺信息,（,6,）可以通用图形系统连接，获取毛坯图及工序图,3,、系统特点：,（,1,）使用灵活，方便,（,2,）适用于各类零件的工艺设计,（,3,）设计质量对人的依赖性大,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,交互式,CAPP,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,交互式,CAPP,系统实例,交互式,CAPP,系统实例,(,四,),检索式,CAPP,系统,1,、检索式工艺过程设计的工作过程,（,1),准备阶段,1),建立标准工艺库,根据工厂的实际情况，由有经验的工程技术人员制订零件的标准工艺，进行编号，建立标准工艺库。标准工艺（典型工艺）是成熟工艺。,2),确定零件信息描述方法,零件信息描述应力求简单，只要能判断是否有相应的标准工艺就可以了。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,3),确定搜索方法,搜索过程分两步：,第一步：搜索是否属于标准工艺；,第二步：搜索具体的标准工艺编号，可使搜索效率高。,搜索方式：盲目搜索和启发搜索,盲目搜索是一种语法方法，与具体问题的特殊性无关。是根据排列的先后次序进行匹配选择，效率较低。,启发搜索是利用一定启发式知识（领域知识）来控制搜索。是一种比较理想的搜索方式，效率高，其关键是启发式知识的确定。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,(2),运行阶段,1,）输入零件信息,在进行人机交互输入时，对于有经验的工程技术人员，可根据零件图纸直接得出标准工艺编号。一般可按零件信息描述方法输入零件信息 。,2),搜索标准工艺,实际上只要求得到标准工艺编号，如果需要可输出规定格式的标准工艺文件（卡片）。,3),存储标准工艺,将搜索出的标准工艺编号存储在数据库中，以备生产时使用。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,2,、标准工艺的关键字启发式搜索法,实例,:,铆焊件,CAPP,标准工艺的搜索,(1),标准工艺关键字的确定,铆焊件不适合用现有的零件分类编码系统,而采用关键字,.,标准工艺关键字的提取方法见,表,5-6,，关键字的长度由推理过程确定。经过关键字的提取就建立了标准工艺关键字与标准工艺之间的一一对应关系，从而将标准工艺的检索问题转换成关键字的匹配问题。,(2),关键字树的构成（图,5-25,）,关键字各字符之间的关系可用关键字树表示 ，图中每个结点代表一个字符，将从根到叶的路径上所有结点对应的字符连起来，所得到的字符串就是一个标准工艺的关键字。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,（,3,）关键字树的启发式搜索,定义：,先匹配父结点，然后再匹配各了结点。,启发式搜索的一般方法：,如结点匹配，采用深度优先搜索；否则，采用广度优先搜索。,优点：,启发式搜索可明显提高搜索效率,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-25,标准工艺关键字树,表,5-6,标准工艺关键字提取方法,3.,检索式工艺过程设计的特点,1),检索式工艺过程设计比较简单，易于实现，比较稳定可行。,2),有较高的实用价值，受到工厂的广泛欢迎。,3),由于标准工艺为数有限，大量的零件不能覆盖，因此应用范围有限。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,(,五,),派生式,CAPP,系统,1.,派生式工艺过程设计原理,利用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，因此称为派生式。这种方法又也称为修订式、变异式或样件法。,原理图见,5-26,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-26,派生式工艺过程设计原理,第五章,计算机辅助工艺过程设计,分类：,基于成组技术（,GT,）：用,GT,码描述零件信息,基于特征：用特征来描述零件,2,、系统的建立,（基于,GT,）,（,1,）将产品零件按选定的分类编码系统进行分类， 划分成零件族（建特征矩阵）；,（,2,）设计主样件（典型零件）和主样件的标准工艺规程；,（,3,）存储零件族矩阵文件、标准工艺规程文件和各种加工工程数据文件。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,3,、系统的运行：,（,1,）,输入被设计零件编码，搜索所属零件族,（,2,）调出样件工艺规程，筛选、派生被设计零件的工艺规程,（,3,）调用有关工艺数据，对工艺文件进行修改、补充，输出,4,、系统设计过程,（,1,）选择零件编码系统：,选择零件的分类编码系统，最好是企业已经应用的或比较熟悉的系统。目前国内应用最多的：,德国,OPITZ,（,9,位）或 中国,JLBM-1,系统,第五章,计算机辅助工艺过程设计,（,2,）零件分组：,分组,方法：,特征矩阵法,分组步骤：,零件编码,零件代码排序,零件特征频谱分析,如图,5-27,所示，型面特征的频谱分析是统计零件族中各种形状表面出现的频数。从出现频率较高的特征中确定分组的主要码位。,建立零件族特征矩阵,以主要码位作为分组依据，确定值域。,分组,第五章,计算机辅助工艺过程设计,（,3,）设计主样件（典型零件）：,主样件,：零件组（族）的抽象（可以实际存在，也可以假设）,设计主样件的目的：,设计和制定标准工艺,要求：,每一个零件组设计一个复合零件,简单零件组，零件品种不超过,100,对于复杂零件组，不大于,20,对较大的零件组，先分几个小零件组，合成组合件，由组合件合成复合件,第五章,计算机辅助工艺过程设计,主样件设计方法：,从组内全部零件图中取出形状最复杂的零件做复合件的基础，再把其它图纸上不同形状特征加到基础上去。,（,4,）制定标准工艺：,对标准工艺的要求：,满足该零件组内所以零件的加工,反映工厂实际工艺水平,尽可能合理,制定方法：,以零件组内工序最多，加工过程安排合理的零件工艺路线为基础，再将其它零件特有的，而未包括再基本路线内的工序，按合理顺序加进去。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,（,5,）标准工艺规程表达与工艺规程筛选方法,在派生式,CAPP,中，标准工艺规程用工步代码表达,a),工步代码：,JLBM-1,编码系统中，由五位数字码组成，建立工步代码文件。,工 步代码的含义,如下图,b),基于工步代码的工艺规程筛选方法：,调出复合件的标准工艺后，对每一工步进行筛选,根据工步代码第三位数值，判断零件,JLBM-1,码中对应位的值是否在第四、五位数值范围内。,假如在内则保留此工步，否则删除。,对所有工艺规程进行必要修正与编辑，直到合乎要求,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第一位,第二位,第四位,第三位,第五位,零件,JLBM-1,代码中需要本工步的码位的（第三位）最大数字,零件,JLBM-1,代码中需要本工步的码位的（第三位）最小数字,零件,JCBM,代码中需要本工步的码位,该工步的工步名称码（操作码）,第五章,计算机辅助工艺过程设计,例：,11202,：,11,表示精车外圆；第三位,2,表示该零件,JLBM-1,代表的第二位需要精车外圆操作，第四、第五位为,0,、,2,表示该零件,JLMB-1,代码的第三位的范围如果是,0,2,，则零件需要精车外圆。,（,6,）建立切削数据库文件：,（进给量、切削深度、切削速度）,（,7,）功能子程序设计：,计算求解：切削参数计算，加工余量，工序尺寸，公差计算，工时费用，尺寸链求解，切削用量优化等供随时调用。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,5,、派生式工艺过程设计特点,1),派生式工艺过程设计以成组技术为理论基础，利用其相似性原理和零件分类编码系统，因此有系统理论指导，比较成熟。,2),有较好的实用价值，问世较早，应用范围比较广泛。,3),多适用于结构比较简单的零件，在回转体类零件中应更为广泛。由于派生式工艺过程设计的零件多采用编码描述，对于复杂的或不规则的零件则不易胜任。,4),对于相似性差的零件，难以形成零件族，不适于用派生式方法，因此多用于相似性较强的零件。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,(,六,),创成式,CAPP,系统,1.,创成式工艺过程设计原理,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。系统模拟工艺人员的决策过程，根据输入的零件信息，自动提取工程数据和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。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,2,、创成式,CAPP,系统的体系结构,第五章,计算机辅助工艺过程设计,图,5-28,创成式工艺过程设计系统的体系结构,3,、功能要求：,（,1,）必须能将待进行的工艺设计的零件信息准确输入计算机,（,2,）具备识别和获取工艺设计逻辑决策的能力,（,3,）具有工艺逻辑决策和零件信息统一管理数据库,（,4,）具备企业全部加工方法的专业知识和经验,第五章,计算机辅助工艺过程设计,4,、创成式,CAPP,系统的建立,1),确定系统的对象范围，通常分为非回转体零件、回转体零件等。,2),确定零件信息描述方法，一般多采用型面描述法、体素描述法和从,CAD,系统的数据库中直接获得零件信息等描述系统。零件信息描述还应考虑是否与,CAD,系统集成（统一模型）。,3),确定工艺过程设计中各项工艺问题的决策方式，如零件加工时的定位夹紧方案选择、各加工表面加工方法的选择，以及加工顺序的排列等。,4),建立制造资源库，如机床库、夹具库、刀具库、切削用量库等，以备在制订工艺过程时选用，同时也是在制订工艺过程时的实约束条件。,5),设计工艺文件的生成和输出系统。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,第五章,计算机辅助工艺过程设计,5,、创成式,CAPP,系统的特点,（,1,）易于快速生成新零件的工艺规程（很少修改）,（,2,）柔性大（派生式仅限于早先已设计过的）,（,3,）对系统操作者要求低,（,4,）便于实现,CAD/CAPP/CAM,集成,（,5,）开发成本高，实用性较差,（原因）,原因,：,创成式,CAPP,系统理论上的要求：是一个完整的系统，其软件和知识库中应含有一切工艺决策逻辑，系统具有工艺规程设计所需要的所有信息。,要广泛收集生产实际中的工艺知识；,建立庞大的工艺数据库与知识库；,不同企业实际生产条件不同，工艺方法不同；,现有的创成式,CAPP,系统都是针对某一产品或某一工厂设计。,目前，还没有一种,CAPP,系统能适用于所有类型的零件，也没有一种系统能全部自动化。多数是半创成或叫综合型,CAPP,.,第五章,计算机辅助工艺过程设计,(,七,),综合型,CAPP,系统简介,综合型,CAPP,系统也称,半创成型,CAPP,系统,原理：,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。,通常：,工艺流程设计采用变异原理，工序设计采用创成原理，目前大多数属于此类系统。,主要步骤,:,1,首先通过计算机检索新零件所属零件族的标准工艺,;,2,根据新零件的具体情况，对标准工艺进行修改；,3,采取自动决策进行工序设计。,体现了变异与创成相结合的优点。,第五章,计算机辅助工艺过程设计,谢 谢,第五章作业,1,、,从工艺过程设计的动态性和经验性说明,CAPP,技术的发展特点。,2,、应用,CAPP,与传统的手工设计相比主要有那些优势？,3,、分析,CAPP,体系结构中理论技术基础层的重要性。,4,、从你学到的知识，分析数学模型决策、逻辑推理决策和智能思维决策方式的适用场合。,5,、数学模型决策方式在求解工艺尺寸链的方法和步骤,6,、何谓决策树和决策表？各有何特点？在设计决策表时应注意那些问题,?,7,、决策表的顺序设计法和归纳设计法的步骤和区别。,8,、专家系统的组成和工作原理,9,、交互式、检索式、派生式、创成式、综合式和智能式,CAPP,系统的工作原理和特点,10,、检索式和派生式,CAPP,系统有何区别,11,、派生式,CAPP,系统中标准工艺的筛选方法。,12,、从你学到的知识，说明创成式,CAPP,系统建立的关键技术在哪里？如何实现？,第五章作业,谢 谢,