模具制造工藝設(shè)計(jì)及CAPP系統(tǒng)的研究
更新時(shí)間：2008-9-1 16:00:06 文章來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 點(diǎn)擊：
同時(shí)操作的功能，允許不同的設(shè)計(jì)人員同時(shí)對(duì)不同的模具零件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，或同時(shí)對(duì)多副模具的零件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，即協(xié)同模具工藝規(guī)劃。
(6)工藝規(guī)劃的實(shí)時(shí)性。模具生產(chǎn)中，零件間的制造工藝聯(lián)系密切，當(dāng)調(diào)整某個(gè)零件的工藝設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)允許工藝人員隨時(shí)修改相關(guān)零件的加工工藝，以便快速響應(yīng)模具生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的變化或設(shè)計(jì)變動(dòng)所造成的工藝修改要求。
(7)支持異地多任務(wù)、多角色協(xié)同設(shè)計(jì)�，F(xiàn)階段很多模具企業(yè)并不具有加工模具零件所需的全部加工設(shè)備，企業(yè)之間的協(xié)作關(guān)系普遍存在。通過(guò)模具CAPP系統(tǒng)，不同地區(qū)的設(shè)計(jì)人員可以同時(shí)對(duì)同一副模具的零件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)與制造，或?qū)δ硞�(gè)復(fù)雜零件的制造工藝進(jìn)行探討。
作為一個(gè)實(shí)用的CAPP系統(tǒng)除了需要具備上述基本功能外，還要包括一些更智能的功能，如實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)所需信息的描述和代碼化，將工藝設(shè)計(jì)所需信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)型式的合理制定等等。
3.模具CAPP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)原則
目前，國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)的應(yīng)用還處于推廣階段。由于計(jì)算機(jī)在模具企業(yè)生產(chǎn)工程中的應(yīng)用還剛剛起步，很多企業(yè)還是空白，因此，開(kāi)發(fā)模具CAPP系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾個(gè)開(kāi)發(fā)原則：
(1)企業(yè)需要安裝簡(jiǎn)便、人機(jī)界面友好的CAPP系統(tǒng)。操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，需要大量培訓(xùn)才能使用的CAPP系統(tǒng)很難讓用戶接受。
(2)實(shí)用性強(qiáng)的CAPP系統(tǒng)。操作使用應(yīng)符合工藝設(shè)計(jì)人員的工藝設(shè)計(jì)習(xí)慣，使之能迅速掌握。這樣CAPP系統(tǒng)才在企業(yè)中能得以推廣。
(3)開(kāi)放性好的CAPP系統(tǒng)。模具CAPP系統(tǒng)應(yīng)采用獨(dú)立的工藝設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，不同的模具企業(yè)可通過(guò)修改工藝設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，使CAPP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝決策客用戶化。隨著模具加工設(shè)備的更新，新加工工藝的采用，將產(chǎn)生新的工藝方案。因此，CAPP系統(tǒng)應(yīng)能較快的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)和功能擴(kuò)展。由于制造環(huán)境的多樣和復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)提供用戶一個(gè)可以構(gòu)造適合于本企業(yè)模具制造環(huán)境的CAPP平臺(tái)系統(tǒng)，當(dāng)用戶實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)與系統(tǒng)的解答不一致時(shí)，系統(tǒng)的推理和決策方法能方便地被用戶修改。
(4)具有較好柔性的CAPP系統(tǒng)。能適應(yīng)企業(yè)不同的產(chǎn)品和生產(chǎn)要求，能滿足不同的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)和生產(chǎn)計(jì)劃方案。
(5)能滿足模具集成制造的要求。集成化發(fā)展是現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，也是CAPP系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)發(fā)模具CAPP系統(tǒng)時(shí)應(yīng)確保系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)符合集成要求。
(6)模具CAPP系統(tǒng)要考慮國(guó)內(nèi)企業(yè)的管理模式。
4.模具CAPP系統(tǒng)的系統(tǒng)框架
模具零件工藝設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工程問(wèn)題，建立基于知識(shí)的模具CAPP系統(tǒng)時(shí)，一方面要采用合適的模型來(lái)描述和表達(dá)實(shí)際工程問(wèn)題，另一方面還應(yīng)考慮具體的制造資源、工藝設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和技巧、系統(tǒng)的實(shí)用性以及系統(tǒng)與其他CAPP子系統(tǒng)的接口、交互等各種因素。基于知識(shí)的模具CAPP系統(tǒng)既包含基于實(shí)例庫(kù)、工藝設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)的工藝生成，又包含基于人機(jī)交互式的工藝生成，可用性強(qiáng)，搜蓋面比較廣，既有針對(duì)性，又有一定的通用性剛。
系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)，便于數(shù)據(jù)共享和管理，其中數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存放在后臺(tái)服務(wù)器上，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)和前臺(tái)客戶端應(yīng)用軟件以及連接前后臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成模具CAPP系統(tǒng)。
4.1 工藝設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)工具主要功能是加載項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的模具信息，創(chuàng)建模具ROM樹(shù)，通過(guò)工藝設(shè)計(jì)向?qū)нM(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)向?qū)峁┝嘶诓僮鞯脑O(shè)計(jì)導(dǎo)航功能�；诓僮鞯脑O(shè)計(jì)導(dǎo)航是以“操作”作為設(shè)計(jì)活動(dòng)的基本單元，以“數(shù)據(jù)”作為設(shè)計(jì)活動(dòng)的對(duì)象和結(jié)果，通過(guò)建立數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)與操作以及操作與操作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以工藝數(shù)據(jù)的快速生成、快速定位、快速獲取和合理重組為主要手段，對(duì)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)導(dǎo)航和柔性導(dǎo)航，進(jìn)而提高工藝設(shè)計(jì)的效率和水平。工藝設(shè)計(jì)向?qū)О诘湫土慵脑O(shè)計(jì)向?qū)Ш突谥R(shí)庫(kù)向?qū)刹糠�。工藝設(shè)計(jì)工具中提供了工藝設(shè)計(jì)幫助資料在線查詢功能，設(shè)計(jì)人員可以在線查詢常用設(shè)計(jì)資料，并提供工藝表格填寫(xiě)功能。
4.2 報(bào)表輸出 模具CAPP系統(tǒng)的打印中心，可槍出打印各類文件，包括工藝卡、零件圖、各種工藝管理文件以及其他文件。
4.3 查詢統(tǒng)計(jì) 提供對(duì)系統(tǒng)各類資源的查詢與統(tǒng)計(jì)，包括基礎(chǔ)庫(kù)信息、工藝以及模具零件信息等。
4.4 知識(shí)庫(kù)編輯 為了方便系統(tǒng)升級(jí)、滿足實(shí)際使用，需要對(duì)系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行更新，模具CAPP系統(tǒng)提供方便快捷的知識(shí)庫(kù)編輯功能，主要包括工藝實(shí)例庫(kù)和工藝設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)內(nèi)容的刪除、更新、增加等。
4.5 系統(tǒng)管理 系統(tǒng)管理包含有以下功能：(1)數(shù)據(jù)安全管理功能，對(duì)在系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合理組織，并按照數(shù)據(jù)安全規(guī)則進(jìn)行管理。(2)用戶權(quán)限管理，用戶權(quán)限可分為超級(jí)用戶、工藝設(shè)計(jì)、工藝審核、工藝查詢和數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)。(3)基礎(chǔ)庫(kù)維護(hù)，對(duì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)資源如設(shè)備庫(kù)、人員庫(kù)等進(jìn)行維護(hù)、升級(jí)。(4)工藝審核，模具CAPP系統(tǒng)可對(duì)工藝設(shè)計(jì)、校對(duì)、審核、會(huì)簽、批準(zhǔn)及更改流程進(jìn)行控制和管理。(5)產(chǎn)品樹(shù)管理，管理部門從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門獲取相關(guān)零件清單，即零件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。由于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的唯一性，模具開(kāi)發(fā)部門須拷貝該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，形成其自身的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。在該結(jié)構(gòu)樹(shù)中，模具設(shè)計(jì)人員可在該結(jié)構(gòu)樹(shù)上擂人零部件、瀏覽零部件信息、修改零部件信息。以產(chǎn)品樹(shù)作為零部件的組織方式，結(jié)構(gòu)清晰，易于管理，且易于查找相似工藝。
4.6 幫助 對(duì)系統(tǒng)使用人員進(jìn)行各類幫助導(dǎo)航。基于知識(shí)的模具CAPP系統(tǒng)具有如下幫助功能：
(1)模具零件工藝規(guī)劃的實(shí)時(shí)性及數(shù)據(jù)一致性。在模具的生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些無(wú)法預(yù)側(cè)的加工需求，如設(shè)計(jì)變更、制造缺陷、試修模反饋等，系統(tǒng)允許工藝人員隨時(shí)修改相關(guān)零件的加工工藝，以便快速響應(yīng)模具生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的變化或設(shè)計(jì)變動(dòng)所造成的工藝修改要求，系統(tǒng)除了及時(shí)根據(jù)需要更改零件的加工工藝外，還能夠保證這種修改與相關(guān)零件加工工藝的一致性。
(2)模具加工工藝規(guī)劃的協(xié)同性和并行性。一幅模具通常由數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)零件組成，系統(tǒng)允許不同的設(shè)計(jì)人員同時(shí)對(duì)不同的模具零件進(jìn)行工藝
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(6)工藝規(guī)劃的實(shí)時(shí)性。模具生產(chǎn)中，零件間的制造工藝聯(lián)系密切，當(dāng)調(diào)整某個(gè)零件的工藝設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)允許工藝人員隨時(shí)修改相關(guān)零件的加工工藝，以便快速響應(yīng)模具生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的變化或設(shè)計(jì)變動(dòng)所造成的工藝修改要求。
(7)支持異地多任務(wù)、多角色協(xié)同設(shè)計(jì)�，F(xiàn)階段很多模具企業(yè)并不具有加工模具零件所需的全部加工設(shè)備，企業(yè)之間的協(xié)作關(guān)系普遍存在。通過(guò)模具CAPP系統(tǒng)，不同地區(qū)的設(shè)計(jì)人員可以同時(shí)對(duì)同一副模具的零件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)與制造，或?qū)δ硞�(gè)復(fù)雜零件的制造工藝進(jìn)行探討。
作為一個(gè)實(shí)用的CAPP系統(tǒng)除了需要具備上述基本功能外，還要包括一些更智能的功能，如實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)所需信息的描述和代碼化，將工藝設(shè)計(jì)所需信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)型式的合理制定等等。
3.模具CAPP系統(tǒng)開(kāi)發(fā)原則
目前，國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)的應(yīng)用還處于推廣階段。由于計(jì)算機(jī)在模具企業(yè)生產(chǎn)工程中的應(yīng)用還剛剛起步，很多企業(yè)還是空白，因此，開(kāi)發(fā)模具CAPP系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾個(gè)開(kāi)發(fā)原則：
(1)企業(yè)需要安裝簡(jiǎn)便、人機(jī)界面友好的CAPP系統(tǒng)。操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，需要大量培訓(xùn)才能使用的CAPP系統(tǒng)很難讓用戶接受。
(2)實(shí)用性強(qiáng)的CAPP系統(tǒng)。操作使用應(yīng)符合工藝設(shè)計(jì)人員的工藝設(shè)計(jì)習(xí)慣，使之能迅速掌握。這樣CAPP系統(tǒng)才在企業(yè)中能得以推廣。
(3)開(kāi)放性好的CAPP系統(tǒng)。模具CAPP系統(tǒng)應(yīng)采用獨(dú)立的工藝設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，不同的模具企業(yè)可通過(guò)修改工藝設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，使CAPP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝決策客用戶化。隨著模具加工設(shè)備的更新，新加工工藝的采用，將產(chǎn)生新的工藝方案。因此，CAPP系統(tǒng)應(yīng)能較快的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)和功能擴(kuò)展。由于制造環(huán)境的多樣和復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)提供用戶一個(gè)可以構(gòu)造適合于本企業(yè)模具制造環(huán)境的CAPP平臺(tái)系統(tǒng)，當(dāng)用戶實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)與系統(tǒng)的解答不一致時(shí)，系統(tǒng)的推理和決策方法能方便地被用戶修改。
(4)具有較好柔性的CAPP系統(tǒng)。能適應(yīng)企業(yè)不同的產(chǎn)品和生產(chǎn)要求，能滿足不同的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)和生產(chǎn)計(jì)劃方案。
(5)能滿足模具集成制造的要求。集成化發(fā)展是現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，也是CAPP系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)發(fā)模具CAPP系統(tǒng)時(shí)應(yīng)確保系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)符合集成要求。
(6)模具CAPP系統(tǒng)要考慮國(guó)內(nèi)企業(yè)的管理模式。
4.模具CAPP系統(tǒng)的系統(tǒng)框架
模具零件工藝設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工程問(wèn)題，建立基于知識(shí)的模具CAPP系統(tǒng)時(shí)，一方面要采用合適的模型來(lái)描述和表達(dá)實(shí)際工程問(wèn)題，另一方面還應(yīng)考慮具體的制造資源、工藝設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和技巧、系統(tǒng)的實(shí)用性以及系統(tǒng)與其他CAPP子系統(tǒng)的接口、交互等各種因素。基于知識(shí)的模具CAPP系統(tǒng)既包含基于實(shí)例庫(kù)、工藝設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)的工藝生成，又包含基于人機(jī)交互式的工藝生成，可用性強(qiáng)，搜蓋面比較廣，既有針對(duì)性，又有一定的通用性剛。
系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)，便于數(shù)據(jù)共享和管理，其中數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存放在后臺(tái)服務(wù)器上，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)和前臺(tái)客戶端應(yīng)用軟件以及連接前后臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成模具CAPP系統(tǒng)。
4.1 工藝設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)工具主要功能是加載項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的模具信息，創(chuàng)建模具ROM樹(shù)，通過(guò)工藝設(shè)計(jì)向?qū)нM(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)向?qū)峁┝嘶诓僮鞯脑O(shè)計(jì)導(dǎo)航功能�；诓僮鞯脑O(shè)計(jì)導(dǎo)航是以“操作”作為設(shè)計(jì)活動(dòng)的基本單元，以“數(shù)據(jù)”作為設(shè)計(jì)活動(dòng)的對(duì)象和結(jié)果，通過(guò)建立數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)與操作以及操作與操作之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以工藝數(shù)據(jù)的快速生成、快速定位、快速獲取和合理重組為主要手段，對(duì)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)導(dǎo)航和柔性導(dǎo)航，進(jìn)而提高工藝設(shè)計(jì)的效率和水平。工藝設(shè)計(jì)向?qū)О诘湫土慵脑O(shè)計(jì)向?qū)Ш突谥R(shí)庫(kù)向?qū)刹糠�。工藝設(shè)計(jì)工具中提供了工藝設(shè)計(jì)幫助資料在線查詢功能，設(shè)計(jì)人員可以在線查詢常用設(shè)計(jì)資料，并提供工藝表格填寫(xiě)功能。
4.2 報(bào)表輸出 模具CAPP系統(tǒng)的打印中心，可槍出打印各類文件，包括工藝卡、零件圖、各種工藝管理文件以及其他文件。
4.3 查詢統(tǒng)計(jì) 提供對(duì)系統(tǒng)各類資源的查詢與統(tǒng)計(jì)，包括基礎(chǔ)庫(kù)信息、工藝以及模具零件信息等。
4.4 知識(shí)庫(kù)編輯 為了方便系統(tǒng)升級(jí)、滿足實(shí)際使用，需要對(duì)系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)進(jìn)行更新，模具CAPP系統(tǒng)提供方便快捷的知識(shí)庫(kù)編輯功能，主要包括工藝實(shí)例庫(kù)和工藝設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)內(nèi)容的刪除、更新、增加等。
4.5 系統(tǒng)管理 系統(tǒng)管理包含有以下功能：(1)數(shù)據(jù)安全管理功能，對(duì)在系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合理組織，并按照數(shù)據(jù)安全規(guī)則進(jìn)行管理。(2)用戶權(quán)限管理，用戶權(quán)限可分為超級(jí)用戶、工藝設(shè)計(jì)、工藝審核、工藝查詢和數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)。(3)基礎(chǔ)庫(kù)維護(hù)，對(duì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)資源如設(shè)備庫(kù)、人員庫(kù)等進(jìn)行維護(hù)、升級(jí)。(4)工藝審核，模具CAPP系統(tǒng)可對(duì)工藝設(shè)計(jì)、校對(duì)、審核、會(huì)簽、批準(zhǔn)及更改流程進(jìn)行控制和管理。(5)產(chǎn)品樹(shù)管理，管理部門從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部門獲取相關(guān)零件清單，即零件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。由于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的唯一性，模具開(kāi)發(fā)部門須拷貝該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，形成其自身的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。在該結(jié)構(gòu)樹(shù)中，模具設(shè)計(jì)人員可在該結(jié)構(gòu)樹(shù)上擂人零部件、瀏覽零部件信息、修改零部件信息。以產(chǎn)品樹(shù)作為零部件的組織方式，結(jié)構(gòu)清晰，易于管理，且易于查找相似工藝。
4.6 幫助 對(duì)系統(tǒng)使用人員進(jìn)行各類幫助導(dǎo)航。基于知識(shí)的模具CAPP系統(tǒng)具有如下幫助功能：
(1)模具零件工藝規(guī)劃的實(shí)時(shí)性及數(shù)據(jù)一致性。在模具的生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些無(wú)法預(yù)側(cè)的加工需求，如設(shè)計(jì)變更、制造缺陷、試修模反饋等，系統(tǒng)允許工藝人員隨時(shí)修改相關(guān)零件的加工工藝，以便快速響應(yīng)模具生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的變化或設(shè)計(jì)變動(dòng)所造成的工藝修改要求，系統(tǒng)除了及時(shí)根據(jù)需要更改零件的加工工藝外，還能夠保證這種修改與相關(guān)零件加工工藝的一致性。
(2)模具加工工藝規(guī)劃的協(xié)同性和并行性。一幅模具通常由數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)零件組成，系統(tǒng)允許不同的設(shè)計(jì)人員同時(shí)對(duì)不同的模具零件進(jìn)行工藝
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