模具制造工藝設計及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，允許不同的設計人員同時對不同的模具零件進行工藝設計，或同時對多副模具的零件進行工藝設計，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，當調整某個零件的工藝設計方案時，應允許工藝人員隨時修改相關零件的加工工藝，以便快速響應模具生產(chǎn)現(xiàn)場的變化或設計變動所造成的工藝修改要求。
(7)支持異地多任務、多角色協(xié)同設計�，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備，企業(yè)之間的協(xié)作關系普遍存在。通過模具CAPP系統(tǒng)，不同地區(qū)的設計人員可以同時對同一副模具的零件進行工藝設計與制造，或對某個復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)工藝設計所需信息的描述和代碼化，將工藝設計所需信息的數(shù)據(jù)結構型式的合理制定等等。
3.模具CAPP系統(tǒng)開發(fā)原則
目前，國內計算機輔助工藝設計的應用還處于推廣階段。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)。操作復雜，數(shù)據(jù)準備和系統(tǒng)調試時間長，需要大量培訓才能使用的CAPP系統(tǒng)很難讓用戶接受。
(2)實用性強的CAPP系統(tǒng)。操作使用應符合工藝設計人員的工藝設計習慣，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)應采用獨立的工藝設計知識庫，不同的模具企業(yè)可通過修改工藝設計知識庫，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)境的多樣和復雜，應當提供用戶一個可以構造適合于本企業(yè)模具制造環(huán)境的CAPP平臺系統(tǒng)，當用戶實際的經(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)時應確保系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)結構符合集成要求。
(6)模具CAPP系統(tǒng)要考慮國內企業(yè)的管理模式。
4.模具CAPP系統(tǒng)的系統(tǒng)框架
模具零件工藝設計是一個復雜的工程問題，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實際工程問題，另一方面還應考慮具體的制造資源、工藝設計人員的經(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結構，通過局域網(wǎng)絡，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器上，后臺數(shù)據(jù)庫和前臺客戶端應用軟件以及連接前后臺的網(wǎng)絡共同構成模具CAPP系統(tǒng)。
4.1 工藝設計 工藝設計工具主要功能是加載項目對應的模具信息，創(chuàng)建模具ROM樹，通過工藝設計向導進行工藝設計。工藝設計向導提供了基于操作的設計導航功能�；诓僮鞯脑O計導航是以“操作”作為設計活動的基本單元，以“數(shù)據(jù)”作為設計活動的對象和結果，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聯(lián)關系，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，對工藝設計進行動態(tài)導航和柔性導航，進而提高工藝設計的效率和水平。工藝設計向導包含基于典型零件的設計向導和基于知識庫向導兩部分。工藝設計工具中提供了工藝設計幫助資料在線查詢功能，設計人員可以在線查詢常用設計資料，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計知識庫內容的刪除、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)用戶權限管理，用戶權限可分為超級用戶、工藝設計、工藝審核、工藝查詢和數(shù)據(jù)庫維護。(3)基礎庫維護，對系統(tǒng)的基礎資源如設備庫、人員庫等進行維護、升級。(4)工藝審核，模具CAPP系統(tǒng)可對工藝設計、校對、審核、會簽、批準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)部門獲取相關零件清單，即零件產(chǎn)品結構樹。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)品結構樹，形成其自身的產(chǎn)品結構樹。在該結構樹中，模具設計人員可在該結構樹上擂人零部件、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，結構清晰，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側的加工需求，如設計變更、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零件的加工工藝，以便快速響應模具生產(chǎn)現(xiàn)場的變化或設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，當調整某個零件的工藝設計方案時，應允許工藝人員隨時修改相關零件的加工工藝，以便快速響應模具生產(chǎn)現(xiàn)場的變化或設計變動所造成的工藝修改要求。
(7)支持異地多任務、多角色協(xié)同設計�，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備，企業(yè)之間的協(xié)作關系普遍存在。通過模具CAPP系統(tǒng)，不同地區(qū)的設計人員可以同時對同一副模具的零件進行工藝設計與制造，或對某個復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)工藝設計所需信息的描述和代碼化，將工藝設計所需信息的數(shù)據(jù)結構型式的合理制定等等。
3.模具CAPP系統(tǒng)開發(fā)原則
目前，國內計算機輔助工藝設計的應用還處于推廣階段。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)。操作復雜，數(shù)據(jù)準備和系統(tǒng)調試時間長，需要大量培訓才能使用的CAPP系統(tǒng)很難讓用戶接受。
(2)實用性強的CAPP系統(tǒng)。操作使用應符合工藝設計人員的工藝設計習慣，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)應采用獨立的工藝設計知識庫，不同的模具企業(yè)可通過修改工藝設計知識庫，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)境的多樣和復雜，應當提供用戶一個可以構造適合于本企業(yè)模具制造環(huán)境的CAPP平臺系統(tǒng)，當用戶實際的經(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)時應確保系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)結構符合集成要求。
(6)模具CAPP系統(tǒng)要考慮國內企業(yè)的管理模式。
4.模具CAPP系統(tǒng)的系統(tǒng)框架
模具零件工藝設計是一個復雜的工程問題，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實際工程問題，另一方面還應考慮具體的制造資源、工藝設計人員的經(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結構，通過局域網(wǎng)絡，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器上，后臺數(shù)據(jù)庫和前臺客戶端應用軟件以及連接前后臺的網(wǎng)絡共同構成模具CAPP系統(tǒng)。
4.1 工藝設計 工藝設計工具主要功能是加載項目對應的模具信息，創(chuàng)建模具ROM樹，通過工藝設計向導進行工藝設計。工藝設計向導提供了基于操作的設計導航功能�；诓僮鞯脑O計導航是以“操作”作為設計活動的基本單元，以“數(shù)據(jù)”作為設計活動的對象和結果，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聯(lián)關系，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，對工藝設計進行動態(tài)導航和柔性導航，進而提高工藝設計的效率和水平。工藝設計向導包含基于典型零件的設計向導和基于知識庫向導兩部分。工藝設計工具中提供了工藝設計幫助資料在線查詢功能，設計人員可以在線查詢常用設計資料，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計知識庫內容的刪除、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)用戶權限管理，用戶權限可分為超級用戶、工藝設計、工藝審核、工藝查詢和數(shù)據(jù)庫維護。(3)基礎庫維護，對系統(tǒng)的基礎資源如設備庫、人員庫等進行維護、升級。(4)工藝審核，模具CAPP系統(tǒng)可對工藝設計、校對、審核、會簽、批準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)部門獲取相關零件清單，即零件產(chǎn)品結構樹。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)品結構樹，形成其自身的產(chǎn)品結構樹。在該結構樹中，模具設計人員可在該結構樹上擂人零部件、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，結構清晰，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側的加工需求，如設計變更、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零件的加工工藝，以便快速響應模具生產(chǎn)現(xiàn)場的變化或設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)允許不同的設計人員同時對不同的模具零件進行工藝
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