第三章計算機輔助工藝設(shè)計課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,0,13 十二月 2024,1,第三章計算機輔助工藝設(shè)計,考試內(nèi)容,1掌握CAPP的概念及與傳統(tǒng)工藝設(shè)計比擬所具有的優(yōu)勢。,2熟習(xí)CAPP的基本類型及特點。,3了解CAPP的步驟及內(nèi)容。,4掌握成組技術(shù)概念、分類，了解成組技術(shù)三種基本編碼結(jié)構(gòu)及常用的三種分類編碼系統(tǒng)。,5掌握半創(chuàng)成式CAPP概念和功用模塊組成。,6熟習(xí)半創(chuàng)成式CAPP的工藝設(shè)計預(yù)備的步驟及內(nèi)容。,7了解人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)的概念和構(gòu)成；知識表示方法及其推理。,8了解網(wǎng)絡(luò)化CAPP系統(tǒng)的組成。,知識要點：,1、CAPP概述,中英文定義 存在的優(yōu)

2、點,6種基本類型、特點 5個設(shè)計步驟,2、成組技術(shù),定義成組工藝3種基本編碼結(jié)構(gòu),常用分類編碼系統(tǒng)、分組方法,3、半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),概念與功用模塊,工藝設(shè)計預(yù)備步驟及內(nèi)容,4、人工智能與專家系統(tǒng),相關(guān)定義 人工智能研討范圍,專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),知識表示方法、推理,5、網(wǎng)絡(luò)化CAPP系統(tǒng),基本構(gòu)成：知識庫、數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)管理模塊、工藝制定模塊、工藝管理模塊,第3章,3.1 CAPPComputer Aided Process Planning)的概念,隨著制造業(yè)信息化的推行和運用，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計已不能滿足要求，CAPP應(yīng)運而生。,CAPP應(yīng)用計算機技術(shù)輔佐工藝師完成零件從毛坯到成品的設(shè)計和制造進程

3、，是將產(chǎn)品的設(shè)計信息轉(zhuǎn)換成制造信息的一種技術(shù)。是經(jīng)過向計算機輸入被加工零件的幾何信息外形、尺寸等和工藝信息資料、熱處置、批量等，由計算機自動輸入零件的工藝路途和工序內(nèi)容的進程。,概念,工藝設(shè)計：消費預(yù)備任務(wù)第一步，是銜接設(shè)計與制造的橋梁，,工藝設(shè)計的結(jié)果是完成加工工藝規(guī)程。,第3章,毛坯,設(shè)計,工藝,路途,工序,設(shè)計,工時,定額,工裝,設(shè)計,余量,分配,切削,用量,工時,定額,機床刀,具選用,工序圖,繪制,CAPP,工藝規(guī)程：決議零件加工方法、加工路途，是工裝設(shè)計制造的主要依據(jù)。,與傳統(tǒng)工藝設(shè)計相比：,第3章,CAPP概念,1延長工藝設(shè)計周期，保證設(shè)計質(zhì)量。,2將工藝師從繁重的、重復(fù)性的手工休

4、息中束縛。,3保管老工藝設(shè)計師的閱歷，保證工藝設(shè)計的可承襲性。,4有利于工藝設(shè)計的規(guī)范化和最優(yōu)化。,5為完成計算機集成制造系統(tǒng)提供技術(shù)基礎(chǔ)。,現(xiàn)代CAPP的開展趨向：智能化、集成化、適用化,第3章,CAPP在CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)中的作用,CAPP作用,市場需求,CAD,CAPP,CAM,產(chǎn)品輸入,CAPP是CAD與CAM間的橋梁，設(shè)計信息只要經(jīng)過工藝進程設(shè)計才干轉(zhuǎn)換成制造信息，從而完成CAD/CAPP/CAM一體化。,集成的目的：是完成產(chǎn)品數(shù)據(jù)的數(shù)字交流，為CAM技術(shù)提供制造數(shù)據(jù)的預(yù)備，完成復(fù)雜技術(shù)的快速交流。,第3章,CAPP的基本類型6種,1、檢索式CAPP系統(tǒng) 最復(fù)雜，用于大

5、批量、工件種類少、變化不大且相似水平高的場所，不需編碼。,2、派生式CAPP系統(tǒng) 樹立在成組技術(shù)上；零件族；規(guī)范樣件；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易于樹立、便于維護、牢靠性高，運用普遍。,3、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 無規(guī)范規(guī)程，有搜集工藝數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫和工藝專家知識的知識庫；不完善。,4、半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 派生式與創(chuàng)成式的結(jié)合。適用性很強。,5、狹義CAPP系統(tǒng),6、智能型CAPP系統(tǒng),面向零件CAPP 面向產(chǎn)品CAPP 面向企業(yè)CAPP,PP：加工工藝進程編制Process Planning,消費進程編制 Production Planning,第3章,CAPP的基本構(gòu)成,CAPP技術(shù)包括：成組技術(shù)Group

6、Technology)、零件信息的描畫與獲取、工藝設(shè)計決策機制、工藝知識的獲取及表示、工序圖及其他文檔的生成、NC加工指令的自動生成及加工進程靜態(tài)仿真、工藝數(shù)據(jù)庫的樹立等。,第3章,CAPP基本模塊：,1、控制模塊 協(xié)調(diào)各模塊運轉(zhuǎn)、經(jīng)過人機交互窗口，完成人機交流，控制零件信息獲取。,2、零件信息輸入模塊 有人機交互、由CAD模型轉(zhuǎn)換等方法。,3、工藝進程設(shè)計模塊 構(gòu)成加工工藝流程和工藝進程卡,4、工序決策模塊 生成工序卡，對工序尺寸計算，生成工序圖。,5、工步?jīng)Q策模塊 確定切削用量，構(gòu)成NC加工的刀位文件。,6、NC加工指令生成模塊 調(diào)用NC指令代碼系統(tǒng)，發(fā)生NC加工控制指令。,7、輸入模塊

7、輸入構(gòu)成工藝文件,8、加工進程靜態(tài)仿真 反省工藝的正確性。,第3章,3.2,CAPP的步驟,1、產(chǎn)品圖樣的信息輸入,是CAPP的第一步。零件信息包括幾何信息和工藝信息。描畫要準(zhǔn)確、迷信、完整。,2、工藝路途和工序內(nèi)容的擬定,包括：定位和夾緊方案的選擇，加工方法的選擇，加工順序的布置。是CAPP的關(guān)鍵步驟，主要方法人工智能和模糊決策等。,3、加工設(shè)備和工藝裝備確實定,4、工藝參數(shù)計算,切削用量、加工余量、時間定額、工序尺寸及其公差等的計算。最終生成零件的毛坯圖。,5、輸入工藝文件,按工廠要求表格方式輸入，在工序卡中有工序簡圖。圖形可據(jù)零件信息輸入，也可由CAD失掉。,3.3,成組技術(shù),第3章,1

8、、概述,成組技術(shù)是CAM的基礎(chǔ)。70年代后，成組工藝與計算機技術(shù)和數(shù)控技術(shù)結(jié)合，以成組技術(shù)為基礎(chǔ)的柔性制造系統(tǒng)FMS運用到產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝、消費管理等諸多范圍，構(gòu)成了以成組技術(shù)特征的CAD/CAPP/CAM計算機集成制造系統(tǒng)。,成組技術(shù)的實際基礎(chǔ)相似性，中心成組工藝,計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、相似論、方法論、系統(tǒng)論等,成組技術(shù),機械零件：,復(fù)雜件或特殊件,相似件相似而具有一定通用性，數(shù)量大、種類多，占零件總數(shù)的70%),規(guī)范件合理對零件分類編組，識別相似性，發(fā)生零件的分類編碼系統(tǒng),第3章,成組技術(shù),成組工藝：,把尺寸、外形、工藝相似性的零件組成一個個零件族，按零件族制定工藝停止消費。擴展了批量，

9、增加了種類，便于高效消費。為多種類、少批量消費開拓了一條經(jīng)濟性好、效益高的新途徑。,基本相似性：零件在幾何外形、尺寸、功用要素、精度、資料等方面的相似性。,二次相似性：在制造、裝配的消費、運營、管理等方面導(dǎo)出的相似性。具有重要的實際和適用價值。,意義：成組技術(shù)提醒和應(yīng)用了基本相似性和二次相似性，使企業(yè)失掉一致的數(shù)據(jù)和信息，取得經(jīng)濟效益，并為樹立集成信息系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。,第3章,成組技術(shù),成組技術(shù)的分類編碼系統(tǒng),成組技術(shù)的關(guān)鍵按一定規(guī)那么分類編碼，完成產(chǎn)品的數(shù)字化表示。,分類編碼系統(tǒng)是用數(shù)字、字母或符號，將機械零件圖上的各種特征停止描畫和標(biāo)識的一套特定的法那么和規(guī)則。特征包括：零件的幾何特征、加工

10、方式、尺寸、精度、熱處置等。,三種基本編碼結(jié)構(gòu)：層次結(jié)構(gòu)、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu),只運用數(shù)字表示,三種常用字編碼系統(tǒng)：Opitz、KK3、JLBM-1,零件的分組方法,按編碼系統(tǒng)將零件編碼后停止分組，即采用不同的相似性規(guī)范，將零件劃分為具有不同屬性的零件族。,1、視檢法閱歷法,2、消費流程剖析法把工藝流程相似的零件歸為一類,3、編碼分類法相似特征分類法，依照相似規(guī)范直接編碼分類,第3章,派生式CAPP,任務(wù)原理：應(yīng)用零件相似性檢索現(xiàn)有工藝的一種軟件系統(tǒng)。要求先對零件編碼，依據(jù)編碼確定所屬零件族，調(diào)用該族零件規(guī)范工藝，經(jīng)過編輯修正，最終取得零件工藝規(guī)程。,派,生,式,CAPP,工,作,原,理,第3章

11、,零件族特征矩陣庫,第3章,派生式CAPP開發(fā)進程,1)依據(jù)產(chǎn)品特點與消費狀況，確定編碼系統(tǒng)；,2)停止零件編碼；,3)對零件分類，構(gòu)成假定干零件族，樹立零件族特征矩陣庫；,4)對各零件族結(jié)構(gòu)典型零件；,5)編制典型零件規(guī)范工藝和相應(yīng)的工序內(nèi)容；,6)樹立工藝數(shù)據(jù)庫，存儲常用工藝數(shù)據(jù)和規(guī)范；,7)編制系統(tǒng)順序，完成各功用模塊。,派生式CAPP特點,1)以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，實際上比擬成熟；,2)運用范圍比擬普遍，有較好的適用性；,3)適用于結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜的零件，尤其回轉(zhuǎn)類零件；,4)承襲企業(yè)較成熟的傳統(tǒng)工藝，但系統(tǒng)柔性度較差；,5)關(guān)于相似性較差的復(fù)雜零件，難以編碼描畫。,第3章,創(chuàng)成式CAPP,任

12、務(wù)原理：依據(jù)零件模型和工藝信息，運用決策邏輯，模擬工藝人員決策進程，自動創(chuàng)成加工工藝規(guī)程，完成機床刀具選擇和工藝進程優(yōu)化。,創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)任務(wù)原理,第3章,創(chuàng)成式CAPP開發(fā)進程,1)確定系統(tǒng)對象范圍，是針對回轉(zhuǎn)體零件還是非回轉(zhuǎn)體零件；,2)確定零件描畫方法，是型面單元描畫還是體素組合言語描畫；,3)確定和樹立工藝決策模型，用決策表還是決策樹；,4)樹立加工資源數(shù)據(jù)庫，包括機床、夾具、刀具、切削用量等；,5)設(shè)計系統(tǒng)主控模塊、人機接口模塊、工藝文件生成和輸入模塊。,創(chuàng)成式CAPP特點,1)經(jīng)過邏輯推理，自動決策生成零件工藝規(guī)程，無需人為干預(yù)；,2)具有較高的柔性，順應(yīng)范圍廣；,3)便于與C

13、AD和CAM系統(tǒng)的集成；,4)系統(tǒng)完成較為困難，目前只能處置特定環(huán)境下的特定零件。,不完善。,半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),第3章,設(shè)計工藝時，系統(tǒng)首先設(shè)計工藝路途，再設(shè)計工序。元件工藝路途的設(shè)計是經(jīng)過檢索其零件族的規(guī)范工藝，由計算機依據(jù)詳細零件的幾何外形、加工精度和工藝參數(shù)經(jīng)過一系列的刪除、選擇失掉，而每一工序的內(nèi)容是依據(jù)零件的輸入?yún)?shù)經(jīng)過工序創(chuàng)成而失掉的，較充沛地表達了檢索與創(chuàng)成相結(jié)合的優(yōu)點。,原理：,半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，以單件、中小批量消費企業(yè)為運用對象，采取派生與創(chuàng)成相結(jié)合的方法生成工藝規(guī)程，即工藝設(shè)計采用派生法，工序設(shè)計那么采用創(chuàng)成決策方法發(fā)生。,特點：具有系統(tǒng)繁復(fù)、快捷

14、、靈敏、適用性強的特點。,系統(tǒng)的基本構(gòu)成,第3章,半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),八個模塊：,1、主順序模塊2、輔佐編碼模塊3、輸入和編輯模塊4、數(shù)據(jù)預(yù)備與工藝路途設(shè)計模塊5、工序設(shè)計模塊6、工序尺寸計算模塊7、編輯輸入模塊8、數(shù)據(jù)庫維護模塊,基本工藝資源庫,半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)需少量的基本工藝數(shù)據(jù),第3章,半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),工藝設(shè)計預(yù)備：,一、零件設(shè)計信息的輸入,二、數(shù)據(jù)預(yù)備,三、計算機輔佐編碼與自動編碼,第3章,一、零件設(shè)計信息的輸入,工藝設(shè)計預(yù)備：,半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),1、形面要素輸入,2、軸向尺寸輸入,3、其他信息輸入,二、數(shù)據(jù)預(yù)備,1、依據(jù)外表粗糙度和公差等級對主要形面要素停止排序，樹立

15、磨削外表指針；,2、依據(jù)各主要形面要素的徑向尺寸和相互位置關(guān)系結(jié)構(gòu)車削加工樹；,3、樹立各非車削加工形面要素的指針。,三、計算機輔佐編碼與自動編碼,在CAPP中，零件編碼是檢索規(guī)范工藝路途的直接關(guān)鍵字直接關(guān)鍵字為零件所屬的零件族號。在工藝設(shè)計前，必需確定零件的成組編碼，要配置一個自動編碼子系統(tǒng)，在零件信息輸入后，自動生成零件的成組編碼。,第3章,半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),工藝進程設(shè)計：,一、工藝路途確實定,零件工藝路途的最終方式所屬零件族的規(guī)范工藝路途。它依照零件的成組編碼確定其所屬族別，再以該零件族的序號為關(guān)鍵字檢索失掉。,由于規(guī)范工藝路途是針對整個零件族而設(shè)計的，它思索到零件族中能夠出現(xiàn)的全部

16、加工特征，其工序數(shù)量對族內(nèi)某一詳細零件來說只多不少，必需經(jīng)過刪減整理才干運用。,二、機床選擇,由加工方法和規(guī)范工藝決議，機床型號的選擇依據(jù)零件的尺寸參數(shù)確定。如車床據(jù)零件的長度和最大直徑選定，鉆床據(jù)零件上待加工孔的最大孔徑選定，外圓磨床據(jù)零件的長度和最大直徑選定等。,第3章,人工智能AIArtificial Intellegence)：主要運用知識停止效果求解。它以知識為對象，研討知識的表示、知識的運用和知識的獲取。,專家系統(tǒng)Expert System)是人工智能的一個分支，它是一個智能的計算機順序，即運用知識和推理步驟來處置只要專家才干處置的復(fù)雜效果。,隨著企業(yè)信息化對CAPP系統(tǒng)在集成化、網(wǎng)絡(luò)化和自動化方面不時添加的要求，基于知識的智能CAPP系統(tǒng)越來越惹起人們興味。目前國際外曾經(jīng)出現(xiàn)一些以專家系統(tǒng)為中心的智能型CAPP系統(tǒng)。,3.5,人工智能技術(shù),人工智能技術(shù),第3章,通常軟件系統(tǒng) 數(shù)據(jù) 算法,專 家 系 統(tǒng) 知識 推理,一、專家系統(tǒng)組成,人工智能技術(shù),第3章,知識庫 Knowledge Base)在專家系統(tǒng)中寄存的專家知識、閱歷的集合。專家系統(tǒng)中心，包括知識性知識和啟示性知識。