ＣＡＰＰ技術(shù)及應(yīng)用

[摘要]詳述應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CAPP)技術(shù)的重要性,分析CAPP在計(jì)算機(jī)輔助集成制造系統(tǒng)(CIMS)中的重要作用,提出CAPP系統(tǒng)開發(fā)的流程和實(shí)施步驟。

[關(guān)鍵詞]CAPP 開發(fā) 應(yīng)用

中圖分類號(hào):TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0810040-01

一、引言

由于工藝方法的靈活性以及加工設(shè)備、工裝等的隨機(jī)性,在傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)中,往往以工藝設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)為主,進(jìn)行工藝路線、工藝規(guī)程等工藝文件的設(shè)計(jì)。但是傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)也有很大的不足之處,如由人工編制,勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、且因人而異;經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng);工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化較差。當(dāng)前機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)是以多品種小批量生產(chǎn)起主導(dǎo)作用,制造業(yè)正在進(jìn)入信息化及知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,傳統(tǒng)的制造模式遠(yuǎn)不能滿足快速響應(yīng)市場的需要。

計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CAPP)是適應(yīng)市場多變、快變及需求多樣化而發(fā)展起來的一種機(jī)械制造企業(yè)的應(yīng)用系統(tǒng),是60年代后期出現(xiàn)并開始發(fā)展的一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域。它源于成組技術(shù)(GT)在工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,目前已是計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)與計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的一個(gè)組成部分。隨著機(jī)械制造生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和當(dāng)今市場對(duì)多品種、小批量生產(chǎn)的要求,特別是CAD/CAM系統(tǒng)向集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化方向發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)也就日益為人們所重視。

二、CAPP在CIMS中的作用

20世紀(jì)80年代以來,隨著機(jī)械制造業(yè)出現(xiàn)CIMS或IMS等先進(jìn)制造系統(tǒng),對(duì)CAD/CAM集成化的要求越來越強(qiáng)烈。CAD/CAM集成系統(tǒng)實(shí)際上是CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng),CAPP在CAD、CAM中間起到橋梁和紐帶作用,是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM一體化,建立CIMS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在集成系統(tǒng)中,一方面,CAPP接受來自CAD的產(chǎn)品幾何、結(jié)構(gòu)信息以及精度、粗糙度、材料等工藝信息,同時(shí)向CAD反饋產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià);另一方面,CAPP向CAM提供零件加工所需的設(shè)備、工裝、切削參數(shù)、裝夾參數(shù)以及NC控制指令,并接受CAM反饋的工藝修改意見。

三、CAPP系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)來自動(dòng)或交互式生成工藝,而CAPP系統(tǒng)是自動(dòng)或交互式生成工藝的軟件,它能在讀取零件加工信息后生成和輸出工藝規(guī)程,以及供NC程序編制用的零件加工過程及部分參數(shù)。設(shè)計(jì)CAPP系統(tǒng),可按下面的步驟進(jìn)行:系統(tǒng)需求分析;工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化;系統(tǒng)功能設(shè)計(jì);系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì);硬件及軟件的選擇;接口及輸入輸出選擇;數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì);編制系統(tǒng)規(guī)格說明;軟件開發(fā);編制軟件文檔;軟件測試。

CAPP系統(tǒng)面向企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)管理的全過程,在產(chǎn)品開發(fā)過程中與CAD系統(tǒng)、PDM系統(tǒng)互相配合完成產(chǎn)品開發(fā),在組織生產(chǎn)過程中為管理系統(tǒng)提供工藝數(shù)據(jù)。CAPP系統(tǒng)不但提供紙質(zhì)文件,而且要提高ERP系統(tǒng)所需數(shù)字化的產(chǎn)品工藝信息,是產(chǎn)品數(shù)字化的重要組成部分。CAPP系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)字化,采用多個(gè)CAX系統(tǒng)集成運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;為企業(yè)技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)營應(yīng)用先進(jìn)適用技術(shù)提供條件,從而為企業(yè)增強(qiáng)競爭能力,實(shí)現(xiàn)利潤最大化。

要推廣應(yīng)用CAPP,必須使CAPP系統(tǒng)產(chǎn)品化。目前已有商品化CAPP軟件,它們大都是基于派生原理并采用了一些方便使用的技術(shù),使之具有了所見所得特征的CAPP系統(tǒng)。CAPP系統(tǒng)是一個(gè)應(yīng)用軟件,需要隨著技術(shù)進(jìn)步不斷更新版本,它的設(shè)計(jì)開發(fā)按照類型和功能是有差別的,并具有不同的特點(diǎn),如專用CAPP、商品化CAPP、變異型、創(chuàng)成型和智能型CAPP系統(tǒng),以及CAD/CAPP/CAM/PDM集成系統(tǒng)等。

企業(yè)實(shí)施應(yīng)用CAPP系統(tǒng)時(shí),要有計(jì)劃有步驟地進(jìn)行各項(xiàng)工作,一般來說,應(yīng)遵循以下步驟:

第一步,需求分析。包括調(diào)查企業(yè)工藝部門的組織結(jié)構(gòu)、工藝類型、工藝編制的流程、相應(yīng)的工藝卡片,分析企業(yè)的工藝資源和工藝匯總要求等內(nèi)容。

第二步,總體規(guī)劃。實(shí)施小組進(jìn)行需求分析后,應(yīng)該向企業(yè)提交需求分析報(bào)告、軟件實(shí)施方案和培訓(xùn)計(jì)劃等。再由企業(yè)的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員與實(shí)施小組的項(xiàng)目實(shí)施人員進(jìn)行溝通,確定CAPP軟件實(shí)施的計(jì)劃,對(duì)需求分析的內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)。

第三步,軟件實(shí)施與培訓(xùn)。在軟件實(shí)施的總體方案確定以后,實(shí)施小組的項(xiàng)目實(shí)施人員就應(yīng)該和企業(yè)的技術(shù)人員一起,利用CAPP軟件在計(jì)算機(jī)上建立各類工藝卡片,幫助企業(yè)建立網(wǎng)絡(luò)化的工藝資源庫。軟件實(shí)施過程中,企業(yè)應(yīng)該提供用手工完成的工藝卡片和工藝匯總清單的實(shí)例,供實(shí)施小組試驗(yàn),這樣才能保證軟件滿足企業(yè)個(gè)性化的需求。軟件的培訓(xùn),包括一般技術(shù)人員的操作培訓(xùn)和技術(shù)管理人員的建立工藝卡片、進(jìn)行工藝匯總等高級(jí)培訓(xùn)和網(wǎng)絡(luò)管理人員的網(wǎng)絡(luò)操作等多層次的培訓(xùn)。

軟件的實(shí)施和培訓(xùn),應(yīng)該按照在總體規(guī)劃階段制定的實(shí)施計(jì)劃來進(jìn)行,這樣才能提高軟件實(shí)施的效率和效果。

第四步,定制開發(fā)。在用CAPP軟件滿足了企業(yè)的大部分個(gè)性化的需求以后,企業(yè)可能仍然需要解決一些特殊的技術(shù)問題,這就需要實(shí)施小組和企業(yè)協(xié)作,進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩ㄖ崎_發(fā)。

第五步,在應(yīng)用過程中,還需要開發(fā)商進(jìn)行長期的技術(shù)服務(wù),并在企業(yè)中形成應(yīng)用軟件的人才梯隊(duì)。一些技術(shù)人員要具備自己定義工藝卡片和匯總要求,進(jìn)行軟件配置的能力,這樣,才能真正把企業(yè)的CAPP應(yīng)用引向深入。

CAPP系統(tǒng)的實(shí)施過程,應(yīng)該由企業(yè)、咨詢公司、軟件供應(yīng)商及服務(wù)商幾方面的人員組成實(shí)施小組共同完成。但在實(shí)際的操作中,有相當(dāng)一部分項(xiàng)目是由軟件公司負(fù)責(zé),并且軟件公司承擔(dān)了項(xiàng)目的絕大部分工作。這樣操作雖然簡單省事,但將給企業(yè)的實(shí)施應(yīng)用工作帶來一些隱患,這值得注意。

四、結(jié)束語

在現(xiàn)代制造業(yè)中,CAPP的應(yīng)用具有重要的理論意義和廣泛迫切的實(shí)際需求。應(yīng)用CAPP技術(shù),可將工藝設(shè)計(jì)人員從繁瑣和重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來,轉(zhuǎn)而從事新工藝的開發(fā)工作;可以大大縮短工藝設(shè)計(jì)周期,提高產(chǎn)品對(duì)市場的響應(yīng)能力;并且有利于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化。目前,很多企業(yè)已認(rèn)識(shí)到CAPP對(duì)于傳統(tǒng)制造方式的革新所帶來的巨大效益,隨著CAPP技術(shù)的發(fā)展與成熟,CAPP技術(shù)必將在制造業(yè)信息化建設(shè)中發(fā)揮更加重要的作用。

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作者簡介:

張?jiān)虑?1983-),女,漢族,山東菏澤人,南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院,助教,研究方向?yàn)?機(jī)電一體化。