模具制造工藝設(shè)計及CAPP系統(tǒng)的研究
更新時間：2008-9-1 16:00:06 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) 點擊：
同時操作的功能，允許不同的設(shè)計人員同時對不同的模具零件進行工藝設(shè)計，或同時對多副模具的零件進行工藝設(shè)計，即協(xié)同模具工藝規(guī)劃。
(6)工藝規(guī)劃的實時性。模具生產(chǎn)中，零件間的制造工藝聯(lián)系密切，當(dāng)調(diào)整某個零件的工藝設(shè)計方案時，應(yīng)允許工藝人員隨時修改相關(guān)零件的加工工藝，以便快速響應(yīng)模具生產(chǎn)現(xiàn)場的變化或設(shè)計變動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�，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。通過模具CAPP系統(tǒng)，不同地區(qū)的設(shè)計人員可以同時對同一副模具的零件進行工藝設(shè)計與制造，或?qū)δ硞�復(fù)雜零件的制造工藝進行探討。
作為一個實用的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，如實現(xiàn)工藝設(shè)計所需信息的描述和代碼化，將工藝設(shè)計所需信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)型式的合理制定等等。
3.模具CAPP系統(tǒng)開發(fā)原則
目前，國內(nèi)計算機輔助工藝設(shè)計的應(yīng)用還處于推廣階段。由于計算機在模具企業(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，開發(fā)模具CAPP系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾個開發(fā)原則：
(1)企業(yè)需要安裝簡便、人機界面友好的CAPP系統(tǒng)。操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和系統(tǒng)調(diào)試時間長，需要大量培訓(xùn)才能使用的CAPP系統(tǒng)很難讓用戶接受。
(2)實用性強的CAPP系統(tǒng)。操作使用應(yīng)符合工藝設(shè)計人員的工藝設(shè)計習(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)開放性好的CAPP系統(tǒng)。模具CAPP系統(tǒng)應(yīng)采用獨立的工藝設(shè)計知識庫，不同的模具企業(yè)可通過修改工藝設(shè)計知識庫，使CAPP系統(tǒng)實現(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)能較快的實現(xiàn)系統(tǒng)升級和功能擴展。由于制造環(huán)境的多樣和復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)提供用戶一個可以構(gòu)造適合于本企業(yè)模具制造環(huán)境的CAPP平臺系統(tǒng)，當(dāng)用戶實際的經(jīng)驗與系統(tǒng)的解答不一致時，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)營目標(biāo)和生產(chǎn)計劃方案。
(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，也是CAPP系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，開發(fā)模具CAPP系統(tǒng)時應(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)計是一個復(fù)雜的工程問題，建立基于知識的模具CAPP系統(tǒng)時，一方面要采用合適的模型來描述和表達(dá)實際工程問題，另一方面還應(yīng)考慮具體的制造資源、工藝設(shè)計人員的經(jīng)驗和技巧、系統(tǒng)的實用性以及系統(tǒng)與其他CAPP子系統(tǒng)的接口、交互等各種因素�；谥R的模具CAPP系統(tǒng)既包含基于實例庫、工藝設(shè)計知識庫的工藝生成，又包含基于人機交互式的工藝生成，可用性強，搜蓋面比較廣，既有針對性，又有一定的通用性剛。
系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，通過局域網(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)庫的形式存放在后臺服務(wù)器上，后臺數(shù)據(jù)庫和前臺客戶端應(yīng)用軟件以及連接前后臺的網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成模具CAPP系統(tǒng)。
4.1 工藝設(shè)計 工藝設(shè)計工具主要功能是加載項目對應(yīng)的模具信息，創(chuàng)建模具ROM樹，通過工藝設(shè)計向?qū)нM行工藝設(shè)計。工藝設(shè)計向?qū)峁┝嘶诓僮鞯脑O(shè)計導(dǎo)航功能。基于操作的設(shè)計導(dǎo)航是以“操作”作為設(shè)計活動的基本單元，以“數(shù)據(jù)”作為設(shè)計活動的對象和結(jié)果，通過建立數(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，對工藝設(shè)計進行動態(tài)導(dǎo)航和柔性導(dǎo)航，進而提高工藝設(shè)計的效率和水平。工藝設(shè)計向?qū)О诘湫土慵脑O(shè)計向?qū)Ш突谥R庫向?qū)刹糠�。工藝設(shè)計工具中提供了工藝設(shè)計幫助資料在線查詢功能，設(shè)計人員可以在線查詢常用設(shè)計資料，并提供工藝表格填寫功能。
4.2 報表輸出 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 提供對系統(tǒng)各類資源的查詢與統(tǒng)計，包括基礎(chǔ)庫信息、工藝以及模具零件信息等。
4.4 知識庫編輯 為了方便系統(tǒng)升級、滿足實際使用，需要對系統(tǒng)知識庫進行更新，模具CAPP系統(tǒng)提供方便快捷的知識庫編輯功能，主要包括工藝實例庫和工藝設(shè)計知識庫內(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，對在系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)庫進行合理組織，并按照數(shù)據(jù)安全規(guī)則進行管理。(2)用戶權(quán)限管理，用戶權(quán)限可分為超級用戶、工藝設(shè)計、工藝審核、工藝查詢和數(shù)據(jù)庫維護。(3)基礎(chǔ)庫維護，對系統(tǒng)的基礎(chǔ)資源如設(shè)備庫、人員庫等進行維護、升級。(4)工藝審核，模具CAPP系統(tǒng)可對工藝設(shè)計、校對、審核、會簽、批準(zhǔn)及更改流程進行控制和管理。(5)產(chǎn)品樹管理，管理部門從產(chǎn)品開發(fā)部門獲取相關(guān)零件清單，即零件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。由于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的唯一性，模具開發(fā)部門須拷貝該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，形成其自身的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。在該結(jié)構(gòu)樹中，模具設(shè)計人員可在該結(jié)構(gòu)樹上擂人零部件、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 對系統(tǒng)使用人員進行各類幫助導(dǎo)航。基于知識的模具CAPP系統(tǒng)具有如下幫助功能：
(1)模具零件工藝規(guī)劃的實時性及數(shù)據(jù)一致性。在模具的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到一些無法預(yù)側(cè)的加工需求，如設(shè)計變更、制造缺陷、試修模反饋等，系統(tǒng)允許工藝人員隨時修改相關(guān)零件的加工工藝，以便快速響應(yīng)模具生產(chǎn)現(xiàn)場的變化或設(shè)計變動所造成的工藝修改要求，系統(tǒng)除了及時根據(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)十個甚至上百個零件組成，系統(tǒng)允許不同的設(shè)計人員同時對不同的模具零件進行工藝
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(6)工藝規(guī)劃的實時性。模具生產(chǎn)中，零件間的制造工藝聯(lián)系密切，當(dāng)調(diào)整某個零件的工藝設(shè)計方案時，應(yīng)允許工藝人員隨時修改相關(guān)零件的加工工藝，以便快速響應(yīng)模具生產(chǎn)現(xiàn)場的變化或設(shè)計變動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�，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。通過模具CAPP系統(tǒng)，不同地區(qū)的設(shè)計人員可以同時對同一副模具的零件進行工藝設(shè)計與制造，或?qū)δ硞�復(fù)雜零件的制造工藝進行探討。
作為一個實用的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，如實現(xiàn)工藝設(shè)計所需信息的描述和代碼化，將工藝設(shè)計所需信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)型式的合理制定等等。
3.模具CAPP系統(tǒng)開發(fā)原則
目前，國內(nèi)計算機輔助工藝設(shè)計的應(yīng)用還處于推廣階段。由于計算機在模具企業(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，開發(fā)模具CAPP系統(tǒng)應(yīng)注意以下幾個開發(fā)原則：
(1)企業(yè)需要安裝簡便、人機界面友好的CAPP系統(tǒng)。操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和系統(tǒng)調(diào)試時間長，需要大量培訓(xùn)才能使用的CAPP系統(tǒng)很難讓用戶接受。
(2)實用性強的CAPP系統(tǒng)。操作使用應(yīng)符合工藝設(shè)計人員的工藝設(shè)計習(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)開放性好的CAPP系統(tǒng)。模具CAPP系統(tǒng)應(yīng)采用獨立的工藝設(shè)計知識庫，不同的模具企業(yè)可通過修改工藝設(shè)計知識庫，使CAPP系統(tǒng)實現(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)能較快的實現(xiàn)系統(tǒng)升級和功能擴展。由于制造環(huán)境的多樣和復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)提供用戶一個可以構(gòu)造適合于本企業(yè)模具制造環(huán)境的CAPP平臺系統(tǒng)，當(dāng)用戶實際的經(jīng)驗與系統(tǒng)的解答不一致時，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)營目標(biāo)和生產(chǎn)計劃方案。
(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，也是CAPP系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，開發(fā)模具CAPP系統(tǒng)時應(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)計是一個復(fù)雜的工程問題，建立基于知識的模具CAPP系統(tǒng)時，一方面要采用合適的模型來描述和表達(dá)實際工程問題，另一方面還應(yīng)考慮具體的制造資源、工藝設(shè)計人員的經(jīng)驗和技巧、系統(tǒng)的實用性以及系統(tǒng)與其他CAPP子系統(tǒng)的接口、交互等各種因素�；谥R的模具CAPP系統(tǒng)既包含基于實例庫、工藝設(shè)計知識庫的工藝生成，又包含基于人機交互式的工藝生成，可用性強，搜蓋面比較廣，既有針對性，又有一定的通用性剛。
系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，通過局域網(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)庫的形式存放在后臺服務(wù)器上，后臺數(shù)據(jù)庫和前臺客戶端應(yīng)用軟件以及連接前后臺的網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成模具CAPP系統(tǒng)。
4.1 工藝設(shè)計 工藝設(shè)計工具主要功能是加載項目對應(yīng)的模具信息，創(chuàng)建模具ROM樹，通過工藝設(shè)計向?qū)нM行工藝設(shè)計。工藝設(shè)計向?qū)峁┝嘶诓僮鞯脑O(shè)計導(dǎo)航功能。基于操作的設(shè)計導(dǎo)航是以“操作”作為設(shè)計活動的基本單元，以“數(shù)據(jù)”作為設(shè)計活動的對象和結(jié)果，通過建立數(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，對工藝設(shè)計進行動態(tài)導(dǎo)航和柔性導(dǎo)航，進而提高工藝設(shè)計的效率和水平。工藝設(shè)計向?qū)О诘湫土慵脑O(shè)計向?qū)Ш突谥R庫向?qū)刹糠�。工藝設(shè)計工具中提供了工藝設(shè)計幫助資料在線查詢功能，設(shè)計人員可以在線查詢常用設(shè)計資料，并提供工藝表格填寫功能。
4.2 報表輸出 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 提供對系統(tǒng)各類資源的查詢與統(tǒng)計，包括基礎(chǔ)庫信息、工藝以及模具零件信息等。
4.4 知識庫編輯 為了方便系統(tǒng)升級、滿足實際使用，需要對系統(tǒng)知識庫進行更新，模具CAPP系統(tǒng)提供方便快捷的知識庫編輯功能，主要包括工藝實例庫和工藝設(shè)計知識庫內(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，對在系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)庫進行合理組織，并按照數(shù)據(jù)安全規(guī)則進行管理。(2)用戶權(quán)限管理，用戶權(quán)限可分為超級用戶、工藝設(shè)計、工藝審核、工藝查詢和數(shù)據(jù)庫維護。(3)基礎(chǔ)庫維護，對系統(tǒng)的基礎(chǔ)資源如設(shè)備庫、人員庫等進行維護、升級。(4)工藝審核，模具CAPP系統(tǒng)可對工藝設(shè)計、校對、審核、會簽、批準(zhǔn)及更改流程進行控制和管理。(5)產(chǎn)品樹管理，管理部門從產(chǎn)品開發(fā)部門獲取相關(guān)零件清單，即零件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。由于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的唯一性，模具開發(fā)部門須拷貝該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，形成其自身的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。在該結(jié)構(gòu)樹中，模具設(shè)計人員可在該結(jié)構(gòu)樹上擂人零部件、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 對系統(tǒng)使用人員進行各類幫助導(dǎo)航。基于知識的模具CAPP系統(tǒng)具有如下幫助功能：
(1)模具零件工藝規(guī)劃的實時性及數(shù)據(jù)一致性。在模具的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到一些無法預(yù)側(cè)的加工需求，如設(shè)計變更、制造缺陷、試修模反饋等，系統(tǒng)允許工藝人員隨時修改相關(guān)零件的加工工藝，以便快速響應(yīng)模具生產(chǎn)現(xiàn)場的變化或設(shè)計變動所造成的工藝修改要求，系統(tǒng)除了及時根據(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)十個甚至上百個零件組成，系統(tǒng)允許不同的設(shè)計人員同時對不同的模具零件進行工藝
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