王衛(wèi)勇
摘 要:計(jì)算機(jī)在工業(yè)制造領(lǐng)域中的不斷普及,使機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域能夠借助于計(jì)算機(jī)來對(duì)工藝進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)的構(gòu)思成為現(xiàn)實(shí),CAPP技術(shù)也由此應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域通過對(duì)CAPP技術(shù)的應(yīng)用,能使工藝文件質(zhì)量得到明顯提高,避免了大量重復(fù)設(shè)計(jì)工序的產(chǎn)生,節(jié)省了大量的人力與物力,由此可見,CAPP技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值極大。鑒于此,本文通過對(duì)CAPP技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的應(yīng)用意義與技術(shù)延伸進(jìn)行闡述,以此探討機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中CAPP技術(shù)的應(yīng)用思路。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);機(jī)械制造;自動(dòng)化;CAPP;應(yīng)用
一、CAPP技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的應(yīng)用意義與技術(shù)延伸
(一)CAPP技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的應(yīng)用意義
CAPP技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中一項(xiàng)非常重要的制造技術(shù),在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中,CAPP技術(shù)的應(yīng)用是依托于計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能來對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造的,并能為機(jī)械設(shè)計(jì)制造的合理化提供可靠的數(shù)據(jù)支持。由于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的個(gè)性化需求,并且當(dāng)前的市場(chǎng)已經(jīng)開始呈現(xiàn)出了小批量、多品種的需求形勢(shì),這就促使了機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域的設(shè)計(jì)技術(shù)與制造加工技術(shù)開始向著智能化、集成化的方向進(jìn)行發(fā)展,而CAD/CAM系統(tǒng)中CAPP技術(shù)為機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域的技術(shù)革新起到了極大的推進(jìn)作用。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中,人們通過采用CAPP技術(shù),能夠更加合理的選擇出相應(yīng)的設(shè)計(jì)路線與工具,避免了重復(fù)內(nèi)容的操作,并對(duì)成本與工時(shí)進(jìn)行了準(zhǔn)確的控制,從而實(shí)現(xiàn)了工藝文件編制方式的優(yōu)化,極大減少了機(jī)械生產(chǎn)的時(shí)間,提高了編制工效,使機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的工藝文件設(shè)計(jì)流程得到了極大的改進(jìn)與優(yōu)化。
(二)CAPP技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的技術(shù)延伸
在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中,CIMS系統(tǒng)的核心在于系統(tǒng)的集成,而CAD/CAM便是CIMS系統(tǒng)中的重要核心技術(shù),在CIMS系統(tǒng)中,通過采用CAPP技術(shù),能夠使其從CIMS系統(tǒng)的CAD模塊中直接對(duì)零件的材料、工藝及幾何等相關(guān)信息進(jìn)行直接獲取,從而有效轉(zhuǎn)變了人機(jī)交互的方式。此外,CAPP技術(shù)還能將獲取到的信息輸送到CIMS系統(tǒng)中的CAM模塊當(dāng)中去,從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)的信息共享、提取、交換與處理的集成化。CAPP技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中的功能主要包括對(duì)機(jī)械零部件各種相關(guān)設(shè)計(jì)信息的輸入,并選擇最合理的工藝設(shè)計(jì)方案,以此確定出相應(yīng)的制造工藝及各種加工工具,如夾具、機(jī)床、刀具等。此外,還能利用CAPP來確定切削的用量,并對(duì)成本與工時(shí)進(jìn)行估算,對(duì)工藝文件的輸出等。
二、CAPP技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的應(yīng)用思路
(一)CAPP技術(shù)的應(yīng)用原理
CAPP技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的應(yīng)用原理是通過計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能來進(jìn)行輔助工藝設(shè)計(jì)的,而這也是符合人工設(shè)計(jì)過程中對(duì)問題的提出與解決規(guī)律。因此,CAPP技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的應(yīng)用主要有以下四個(gè)作用,其一是CAPP技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)π枰O(shè)計(jì)和加工的零部件的相關(guān)數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行充分利用,然后在系統(tǒng)中建立出與零部件數(shù)據(jù)信息相匹配的數(shù)據(jù)庫;其二是CAPP技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)工藝人員的專業(yè)知識(shí)、工藝經(jīng)驗(yàn)等方面的共享與利用;其三是CAPP技術(shù)能夠?qū)⒁M(jìn)行設(shè)計(jì)與制造的機(jī)械工藝參數(shù)及相關(guān)資源數(shù)據(jù)等通過適當(dāng)形式的轉(zhuǎn)換來分別建立參數(shù)庫與資源庫;其四是CAPP技術(shù)的應(yīng)用能夠使其采用標(biāo)準(zhǔn)工藝來建立新的工藝文件。
(二)CAPP系統(tǒng)分類的應(yīng)用
在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中,CAPP技術(shù)的應(yīng)用主要是以系統(tǒng)的方式來進(jìn)行的,而CAPP系統(tǒng)主要分為以下三類,其一是派生式CAPP系統(tǒng),其二是創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng),其三是綜合式CAPP系統(tǒng),以下便對(duì)這三類CAPP系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中的應(yīng)用思路進(jìn)行探討。
派生式CAPP系統(tǒng)是基于GT技術(shù)(成組技術(shù))來研發(fā)的,它在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用是通過對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)或制造零件進(jìn)行分析,采用檢索系統(tǒng)找出該零件與其他零件的相似性,并篩選或編輯出相似零件的工藝規(guī)格,以此從數(shù)據(jù)庫和工藝參數(shù)庫中找出能夠與之匹配的標(biāo)準(zhǔn)工序與工藝過程。從機(jī)械設(shè)計(jì)方面來講,派生式CAPP系統(tǒng)和其他常規(guī)工藝的設(shè)計(jì)基本一致,它們都是采用計(jì)算機(jī)來對(duì)人工設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬的,并且所采用的也都是標(biāo)準(zhǔn)工藝。不過,派生式CAPP系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中,其本身必須要有較多的標(biāo)準(zhǔn)工藝樣板,這樣才能使設(shè)計(jì)人員通過對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)工藝樣板的修改來生成新的工藝文件。
創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用,則是依靠系統(tǒng)程序中能夠?qū)χ圃旃に嚁?shù)據(jù)及決策邏輯來進(jìn)行真實(shí)反映的相關(guān)信息的應(yīng)用,來對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造對(duì)象的具體工藝、刀具與設(shè)備的適用范圍進(jìn)行確定,并由工藝決策模塊將這些信息存儲(chǔ)到相應(yīng)的工藝知識(shí)庫當(dāng)中,以備后續(xù)設(shè)計(jì)人員的調(diào)用。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)在對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)或制造的對(duì)象進(jìn)行信息輸入時(shí),創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)計(jì)者的信息從相應(yīng)的工藝知識(shí)庫中自動(dòng)選取工藝規(guī)程文件,這樣設(shè)計(jì)者只需要對(duì)該生成文件的具體數(shù)值進(jìn)行略加修改即可,從而有效避免了重復(fù)性的設(shè)計(jì)工作。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)與派生式CAPP系統(tǒng)有所不同,它不需要較多的標(biāo)準(zhǔn)工藝樣板,而是通過決策邏輯和規(guī)則來實(shí)現(xiàn)對(duì)零件信息讀取的,然后依據(jù)程序規(guī)定的邏輯原則來對(duì)新的工藝文件進(jìn)行自動(dòng)生成。
綜合式CAPP系統(tǒng)是將人工智能、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)與派生式CAPP系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合而形成的一種系統(tǒng),它利用人工智能來對(duì)信息進(jìn)行獲取,并具有派生式CAPP系統(tǒng)中較多的標(biāo)準(zhǔn)工藝樣本與創(chuàng)成性CAPP系統(tǒng)的決策邏輯模塊,這也使機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員在對(duì)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),能夠更加靈活的應(yīng)用。
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