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計算機輔助制造,河北科技大學2009.9,第五章計算機輔助工藝過程設計CAPP體系結構工藝設計決策方式工藝數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫CAPP設計原理和方法,計算機輔助制造,第五章計算機輔助工藝過程設計,一、概述1、工藝過程設計的特點：工藝設計的動態(tài)性：工藝設計貫穿于企業(yè)的整個生產(chǎn)活動中，依賴于動態(tài)的使用環(huán)境（見表1）。影響工藝設計的因素：企業(yè)的生產(chǎn)類型；產(chǎn)品結構；工藝裝備和企業(yè)的發(fā)展工藝設計的經(jīng)驗性：工藝設計方法缺乏良好的理論和堅實的科學基礎。許多工藝知識不具有精確的定義和嚴密的數(shù)學模型上述特點導致了CAPP研究步履艱難,第五章計算機輔助工藝過程設計,表1CAPP系統(tǒng)的動態(tài)應用環(huán)境,2.工藝過程設計的內(nèi)容1)毛坯的選擇及毛坯圖生成。2)定位夾緊選擇選擇零件加工時的粗基準和精基準，確定夾緊方案。3)加工方法選擇根據(jù)生產(chǎn)實際情況及零件的尺寸、形狀、技術要求選擇適當?shù)募庸し椒ā?)加工順序安排確定零件加工的先后順序，擬定工序、安裝、工位、工步、走刀等。,第五章計算機輔助工藝過程設計,根據(jù)零件的尺寸、形狀及技術要求，可選擇鑄件、鍛件、棒料及型材等作為毛坯。并根據(jù)工藝過程中的加土工序余量繪制毛坯圖,5)通用機床、刀具、夾具、量具等工藝裝備的選擇在計算機輔助工藝過程設計時可查詢相應的制造資源庫，（機床庫、刀具庫、夾具庫和量具庫等）。6)工藝參數(shù)的計算工藝參數(shù)主要是指切削用量、加工余量和時間定額，應從相應的數(shù)據(jù)庫中查詢并進行計算來確定。7)專用機床、刀具、夾具、量具等工藝裝備設計方案的提出如果在工藝過程設計中涉及專用設備和專用工藝裝備，則應提出明確要求供有關人員進行設計制造。8)工藝文件的輸出在當前的計算機輔助工藝過程設計中，主要的工藝文件有工藝過程卡片和工序卡片。,第五章計算機輔助工藝過程設計,3.工藝過程設計的步驟步驟大致如圖5-1所示1)產(chǎn)品圖紙信息輸入2)工藝路線和工序內(nèi)容擬定3)加工設備和工藝裝備的確定4)工藝參數(shù)計算5)工藝文件的輸出,第五章計算機輔助工藝過程設計,,,二、計算機輔助工藝過程設計的體系結構1、CAPP體系結構圖分為三個層次：基礎層理論技術層設計層,第五章計算機輔助工藝過程設計,,圖5-2計算機輔助工藝過程設計的總體結構,CAPP的主要工作,CAPP的支持環(huán)境,2、CAPP的功能模塊圖IDEF0圖：描述系統(tǒng)的功能活動和模塊相互間的聯(lián)系,第五章計算機輔助工藝過程設計,,圖5-3計算機輔助工藝過程設計的功能模塊圖,三、工藝設計的決策方式如表5-2,第五章計算機輔助工藝過程設計,表5-2機械制造工藝設計中的決策方式,,表5-2機械制造工藝設計中的決策方式,1、邏輯推理決策邏輯推理決策主要應用于：型面加工方法的選擇工序工步排序刀具選擇機床選擇常用的邏輯推理決策方法：決策樹決策表,第五章計算機輔助工藝過程設計,（1）決策樹用樹狀結構來描述和處理“條件”和“動作”之間的關系和方法，是一種由結點和分支（邊）構成的圖（如圖5-5）,第五章計算機輔助工藝過程設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,（2）決策表（判定表）1)決策表的結構用表格結構來描述和處理“條件”和“動作”之間的關系和方法用表格的形式表達不易用語言表達清楚的邏輯關系結構如圖5-72)決策表的分類A:限定條件決策表:圖5-8特征：左邊的條件表示出輸入變量的具體值。條件組合中用符號T(true)或Y(yes)表示“真”或“是”，即該條件為肯定；用符號F(false)或N(no)表示“假”或“否”，即該條件為否定；用空格表示無關，即該條件可以肯定，也可以否定。,第五章計算機輔助工藝過程設計,,圖5-7決策表結構,,圖5-8加工方法選擇用的限定條件決策表,B、擴展條件決策表決策表所給出的條件只是條件的辨識，無具體值，具體值是在條件組合中給出。如圖5-9所示特點：●不如限定條件決策表便于計算機處理；●每一列表示一條決策規(guī)則，比較清楚,第五章計算機輔助工藝過程設計,,,圖5-9加工方法選擇用的擴展條件決策表,C、混合條件決策表是限定條件決策表和擴展條件決策表的混合3)決策表的性能①規(guī)則簡單規(guī)則：一條規(guī)則的條件組合中只有“T”和“F”項，無“空格”，則為簡單規(guī)則復合規(guī)則：一條規(guī)則的條件組合中有一個或多個“空格”；復合規(guī)則可以分解為多條簡單規(guī)則，多條簡單規(guī)則可合并為一條復合規(guī)則。,第五章計算機輔助工藝過程設計,②完整性指決策表能包含各種可能情況的組合，即其覆蓋面應能包括所要決策的問題。其完整性可用下述兩種方法檢查：一條復合規(guī)則中若有n個“空格”，則等效有2n個簡單規(guī)則。一個決策表中若有m個條件，則應有2m條獨立的簡單規(guī)則。③精確性決策表中的條件、條件組合、動作和決策運作均應能夠滿足決策要求.,第五章計算機輔助工藝過程設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,④冗余性:當兩條規(guī)則的條件組合中有條件互相重疊時，又有同樣的決策動作，則該決策表有冗余。如圖5-10所示⑤一致性:兩條規(guī)則的條件組合相同，卻出現(xiàn)了不同的決策動作，則該決策表有不一致性，或稱有矛盾，如圖5-10中，,規(guī)則A和規(guī)則B有同樣的決策動作，但規(guī)則A中的條件4包含了“T”和“F”兩種情況，故規(guī)則A包含了規(guī)則B,因此，規(guī)則A和規(guī)則B是冗余的。,當條件1為“T”時，規(guī)則A將決策出動作1，而規(guī)則C將決策出動作2和3，因此有不一致性，這里可能會作出錯誤的決策。,⑥循環(huán):兩種情況對于有重復性步驟的決策過程，可用帶循環(huán)機制的決策表來實現(xiàn)，如圖5-11（a）死循環(huán):如用圖5-11(b)所示規(guī)則C的條件首先得到滿足后，由于直徑公差沒有作相應改變，規(guī)則B的條件總是得到滿足，執(zhí)行過程進入了死循環(huán)，永不終止。,第五章計算機輔助工藝過程設計,,第五章計算機輔助工藝過程設計,圖5-11決策表的循環(huán)機制和死循環(huán)(a）循環(huán)機制；(b)死循環(huán),零件直徑50mm，尺寸公差士0.12mm，表面粗糙度Re=lμm,⑦合并與分解合并將有相同決策動作的規(guī)則合并為復合規(guī)則，如圖5-12的決策表，將規(guī)則A,C合并為規(guī)則A。分解將大的決策表按條件情況分解為若干個小決策表，用語義分析將這些分解的決策表連接起來，如圖5-13所示。,第五章計算機輔助工藝過程設計,,,圖5-12決策表的合并圖5-13決策表的分解,⑧擴展剩余規(guī)則對一些不能滿足要求的不完整決策表，可在決策表條件組合的最右，列一條剩余規(guī)則，使各種可能的條件組合均有明確的決策動作，從而使決策表完整，如圖5-14。特定符號用特定符號代表不同于表中已規(guī)定的取值，如圖5-15中，用＠作為待定符，其具體含義由規(guī)則中各相應項的符號而定,第五章計算機輔助工藝過程設計,4)決策表的設計順序設計法：①列出所有可能的條件；②寫出各種規(guī)則的條件組合；③列出各條簡單規(guī)則所需的決策動作；④設計出全部動作；⑤將簡單規(guī)則合并為復合規(guī)則；⑥檢查決策表性能，是否完整、有冗余、有矛盾、有死循環(huán)等，能否滿足要求。特點：需處理大量不需要的規(guī)則，工作量大，適于對完整性要求高的決策表。,第五章計算機輔助工藝過程設計,歸納設計法①列出全部簡單規(guī)則：②進行歸納整理，列出所有的條件、動作和決策動作；③進行規(guī)則合并，包括將簡單規(guī)則合并為復合規(guī)則；④檢查決策表性能?？偨Y：決策表與決策樹相比：決策表明晰準確、格式緊湊、易于檢查、修改、擴展，使用方便，是邏輯推理決策中的主要形式。,第五章計算機輔助工藝過程設計,,2、數(shù)學模型決策數(shù)學模型決策是以建立數(shù)學模型并求解作為主要的決策方式。數(shù)學模型決策主要用于：工藝尺寸鏈的計算切削參數(shù)的計算材料消耗定額的計算表5-3為利用數(shù)學模型求解工藝尺寸鏈的例子（P97）,第五章計算機輔助工藝過程設計,,,表5-3說明表中零件為一帶階梯孔的階梯軸，共有5道工序，僅限于軸向尺寸各面的加工;用①，②，……表示各加工面。該零件的軸向尺寸為A1,A2，A3，加工中出現(xiàn)的工序尺寸有A4,A5,A6，…,A13,其中A11,A12,A13即為零件要求的設計尺寸.計算機求解工藝尺寸鏈步驟,第五章計算機輔助工藝過程設計,,,1)建立尺寸聯(lián)系矩陣:表5-3中的左下角做一些設定：在工藝尺寸鏈圖表中，用圓黑點表示定位基準，用帶箭頭的尺寸線表示在加工該尺寸時的定位面和加工面情況。在尺寸聯(lián)系矩陣中，箭頭指向向左時用“1”表示，箭頭指向向右時用“-1”表示；在余量上，若加工后使加工面向左移時則用“1”表示，反之則用“-1”表示；若該尺寸不考慮加工時的定位和余量問題，則用“0”表示。,第五章計算機輔助工藝過程設計,,,2)建立尺寸鏈矩陣:如表5-3的下中部所示查找尺寸鏈各組成環(huán)的過程如表5-4所示:①確定封閉環(huán)：它們是余量Z7,Z8,Z9,Z10,Z11和最終尺寸A12,A13②確定組成環(huán)：表5-4，圖5-4③判別增減環(huán)：3)計算工序尺寸偏差以極值法的計算公式為基礎，利用計算機進行計算，確定各工序尺寸及其偏差。其中應用到的計算公式就是一種數(shù)學模型。,第五章計算機輔助工藝過程設計,,,,表5-4尺寸鏈形成過程,,,,圖5-4計算機輔助查找尺寸鏈組成環(huán)框圖,3、智能思維決策工藝過程設計中的決策往往依賴于工藝人員的經(jīng)驗和智能思維能力，因此需要應用人工智能。人工智能技術：專家系統(tǒng)(expertsystem,ES)模糊邏輯(fuzzylogic,FL)神經(jīng)網(wǎng)絡(neuralnetworks，NN）,第五章計算機輔助工藝過程設計,專家系統(tǒng)簡介：專家系統(tǒng)的工作過程和組成：專家系統(tǒng)由知識庫、推理機、數(shù)據(jù)庫、知識獲取設施（工具）和用戶輸入輸出接口等組成，如圖5-17所示。知識庫是存儲從領域專家采集的知識經(jīng)整理分解為事實與規(guī)則；推理機是根據(jù)知識進行推理和作出決策；數(shù)據(jù)庫是存放已知事實和由推理得到的事實；知識獲取設施（工具）是采集領域專家的知識；輸入／輸出接口是與用戶進行聯(lián)系的窗口。,第五章計算機輔助工藝過程設計,專家系統(tǒng)重在推理。它不同于一般的資料庫系統(tǒng)和知識系統(tǒng)。在專家系統(tǒng)中，不是檢索、查找、搜集、存儲答案，而是存儲著進行推理的知識和能力。,,謝謝,五、計算機輔助工藝過程設計的原理和方法,第五章計算機輔助工藝過程設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,五、計算機輔助工藝過程設計的原理和方法（一）分類：按工作原理分：交互式、檢索式、派生式、創(chuàng)成式、綜合式和智能式。,①交互式CAPP系統(tǒng)按照不同類型零件的加工工藝需求，編制一個人機交互軟件系統(tǒng)。工藝人員根據(jù)屏幕上的提示，進行人機交互操作，操作人員在系統(tǒng)的提示引導下，回答工藝設計中的問題，對工藝過程進行決策及輸入相應的內(nèi)容，形成所需的工藝規(guī)程。其工藝過程設計的質量對人的依賴性很大。,②檢索式CAPP系統(tǒng)：系統(tǒng)設計時，將設計好的零件標準工藝進行編號，存儲在計算機中；當制訂零件的工藝過程時，可根據(jù)輸入的零件信息進行搜索，查找合適的標準工藝。③派生式CAPP系統(tǒng)利用成組技術原理將零件按照幾何形狀及工藝相似性分類歸族，每一族有一個主樣件，根據(jù)此樣件建立加工工藝文件，即典型工藝規(guī)程，存入典型工藝規(guī)程庫中。當需要設計一個新零件工藝規(guī)程時，根據(jù)其成組編碼，確定其零件族，由計算機檢索出相應零件的典型工藝規(guī)程，再根據(jù)當前零件的具體要求，對典型工藝進行修改，最后得到所需要的工藝規(guī)程。也稱為變異式。,第五章計算機輔助工藝過程設計,④創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)系統(tǒng)建立時，不存儲任何標準工藝規(guī)程，能自動地、從無到有地生成一個新零件加工工藝規(guī)程。即根據(jù)零件信息，系統(tǒng)能自動提取制造知識，產(chǎn)生零件所需要的各個工序和工步的加工內(nèi)容；自動地完成機床、工具的選擇和加工過程的最優(yōu)化；通過應用決策邏輯，可以模擬工藝人員的決策過程,第五章計算機輔助工藝過程設計,⑤綜合型CAPP系統(tǒng)也稱為半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)，它將派生式型與創(chuàng)成式結合起來，即采取派生與自動決策相結合的工作方式。如需對一個新零件進行工藝設計時，先通過計算機檢索他所屬零件族的典型工藝，然后根據(jù)零件的具體情況，對典型工藝進行修改;工序設計則采用自動決策產(chǎn)生。,第五章計算機輔助工藝過程設計,⑥智能型CAPP系統(tǒng)智能型系統(tǒng)是將人工智能技術應用在CAPP系統(tǒng)中而形成CAPP專家系統(tǒng)。與創(chuàng)成型系統(tǒng)相比，雖然二者都可以自動生成工藝規(guī)程，但創(chuàng)成型系統(tǒng)是以邏輯算法加決策表為特征；而智能型CAPP系統(tǒng)是以推理加知識為特征。作為工藝設計專家系統(tǒng)的特征是知識庫和推理機，其知識庫由零件設計信息和表示工藝決策的規(guī)則集所組成；而推理機是根據(jù)當前的事實，通過激活知識庫中的規(guī)則庫，而得到工藝設計結果。,第五章計算機輔助工藝過程設計,（二）CAPP系統(tǒng)設計步驟（如圖）,第五章計算機輔助工藝過程設計,CAPP系統(tǒng)的開發(fā)步驟,1、系統(tǒng)需求分析確定設計目標和要完成的工作零件的種類（回轉體、箱體）工藝的類型（常規(guī)、數(shù)控）工序圖的要求是否要集成系統(tǒng)的適應性、通用性和操作方便性等按照軟件設計規(guī)范寫出需求說明書。,2、工藝標準化對零件分類編碼建立典型工藝（標準工藝）成組工藝以上工作由用戶完成3、系統(tǒng)功能設計功能設計：計算機程序必須要完成的工作如：零件信息描述、工藝生成、文件輸出等數(shù)據(jù)流向圖：各種數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的流向，為下一步編程提供方便,第五章計算機輔助工藝過程設計,4、系統(tǒng)的詳細設計劃分模塊：大分成小，小再分成子程序畫邏輯框圖按照軟件規(guī)范寫出設計說明書5、硬件及軟件的選擇硬件的選擇包括：計算機（配置）、打印機、繪圖機等軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件、支撐軟件、數(shù)據(jù)庫、繪圖軟件等6、人機接口設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,8、編寫程序9、編制程序文檔：有兩類資料：程序說明書：用于系統(tǒng)的維護使用說明書：用于向用戶說明系統(tǒng)的功能和使用方法，以正確的使用系統(tǒng)。10、程序測試：階段測試、總體測試,(三)交互式CAPP系統(tǒng)1、系統(tǒng)原理：工藝設計時，工藝設計人員根據(jù)屏幕上的提示，進行人機交互操作，操作人員在系統(tǒng)的提示引導下，回答設計中的問題，對工藝過程進行決策及輸入相應的內(nèi)容，形成所需的工藝規(guī)程2、系統(tǒng)功能：（1）具有工藝數(shù)據(jù)庫支持工藝決策和工藝參數(shù)的選擇，包括：工藝術語、機床設備庫、刀具庫、夾具庫、量具庫、材料庫、切削參數(shù)庫等；（2）具有友好的人機界面實時的人機交互、快速響應的輸入和輸出，有查錯報警和修改功能，各個功能模塊調用、切換方便,第五章計算機輔助工藝過程設計,●界面布局合理、風格一致、操作方便●用戶記憶量小（3）具有糾錯、提示、引導和幫助功能（4）數(shù)據(jù)查詢方便，并可方便插入（5）方便獲取零件和工藝信息（6）可以通用圖形系統(tǒng)連接，獲取毛坯圖及工序圖3、系統(tǒng)特點：（1）使用靈活，方便（2）適用于各類零件的工藝設計（3）設計質量對人的依賴性大,第五章計算機輔助工藝過程設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,交互式CAPP,第五章計算機輔助工藝過程設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,交互式CAPP系統(tǒng)實例,,交互式CAPP系統(tǒng)實例,(四)檢索式CAPP系統(tǒng)1、檢索式工藝過程設計的工作過程（1)準備階段1)建立標準工藝庫根據(jù)工廠的實際情況，由有經(jīng)驗的工程技術人員制訂零件的標準工藝，進行編號，建立標準工藝庫。標準工藝（典型工藝）是成熟工藝。2)確定零件信息描述方法零件信息描述應力求簡單，只要能判斷是否有相應的標準工藝就可以了。,第五章計算機輔助工藝過程設計,3)確定搜索方法搜索過程分兩步：第一步：搜索是否屬于標準工藝；第二步：搜索具體的標準工藝編號，可使搜索效率高。搜索方式：盲目搜索和啟發(fā)搜索盲目搜索是一種語法方法，與具體問題的特殊性無關。是根據(jù)排列的先后次序進行匹配選擇，效率較低。啟發(fā)搜索是利用一定啟發(fā)式知識（領域知識）來控制搜索。是一種比較理想的搜索方式，效率高，其關鍵是啟發(fā)式知識的確定。,第五章計算機輔助工藝過程設計,(2)運行階段1）輸入零件信息在進行人機交互輸入時，對于有經(jīng)驗的工程技術人員，可根據(jù)零件圖紙直接得出標準工藝編號。一般可按零件信息描述方法輸入零件信息。2)搜索標準工藝實際上只要求得到標準工藝編號，如果需要可輸出規(guī)定格式的標準工藝文件（卡片）。3)存儲標準工藝將搜索出的標準工藝編號存儲在數(shù)據(jù)庫中，以備生產(chǎn)時使用。,第五章計算機輔助工藝過程設計,2、標準工藝的關鍵字啟發(fā)式搜索法實例:鉚焊件CAPP標準工藝的搜索(1)標準工藝關鍵字的確定鉚焊件不適合用現(xiàn)有的零件分類編碼系統(tǒng),而采用關鍵字.標準工藝關鍵字的提取方法見表5-6，關鍵字的長度由推理過程確定。經(jīng)過關鍵字的提取就建立了標準工藝關鍵字與標準工藝之間的一一對應關系，從而將標準工藝的檢索問題轉換成關鍵字的匹配問題。(2)關鍵字樹的構成（圖5-25）關鍵字各字符之間的關系可用關鍵字樹表示，圖中每個結點代表一個字符，將從根到葉的路徑上所有結點對應的字符連起來，所得到的字符串就是一個標準工藝的關鍵字。,第五章計算機輔助工藝過程設計,（3）關鍵字樹的啟發(fā)式搜索定義：先匹配父結點，然后再匹配各了結點。啟發(fā)式搜索的一般方法：如結點匹配，采用深度優(yōu)先搜索；否則，采用廣度優(yōu)先搜索。優(yōu)點：啟發(fā)式搜索可明顯提高搜索效率,第五章計算機輔助工藝過程設計,圖5-25標準工藝關鍵字樹,,,表5-6標準工藝關鍵字提取方法,3.檢索式工藝過程設計的特點1)檢索式工藝過程設計比較簡單，易于實現(xiàn)，比較穩(wěn)定可行。2)有較高的實用價值，受到工廠的廣泛歡迎。3)由于標準工藝為數(shù)有限，大量的零件不能覆蓋，因此應用范圍有限。,第五章計算機輔助工藝過程設計,(五)派生式CAPP系統(tǒng)1.派生式工藝過程設計原理利用相似的零件有相似的工藝過程這一原理，通過檢索相似典型零件的工藝過程，加以增刪或編輯而派生一個新零件的工藝過程，因此稱為派生式。這種方法又也稱為修訂式、變異式或樣件法。原理圖見5-26,第五章計算機輔助工藝過程設計,,圖5-26派生式工藝過程設計原理,第五章計算機輔助工藝過程設計,分類：※基于成組技術（GT）：用GT碼描述零件信息基于特征：用特征來描述零件2、系統(tǒng)的建立（基于GT）（1）將產(chǎn)品零件按選定的分類編碼系統(tǒng)進行分類，劃分成零件族（建特征矩陣）；（2）設計主樣件（典型零件）和主樣件的標準工藝規(guī)程；（3）存儲零件族矩陣文件、標準工藝規(guī)程文件和各種加工工程數(shù)據(jù)文件。,第五章計算機輔助工藝過程設計,3、系統(tǒng)的運行：（1）輸入被設計零件編碼，搜索所屬零件族（2）調出樣件工藝規(guī)程，篩選、派生被設計零件的工藝規(guī)程（3）調用有關工藝數(shù)據(jù)，對工藝文件進行修改、補充，輸出4、系統(tǒng)設計過程（1）選擇零件編碼系統(tǒng)：選擇零件的分類編碼系統(tǒng)，最好是企業(yè)已經(jīng)應用的或比較熟悉的系統(tǒng)。目前國內(nèi)應用最多的：德國OPITZ（9位）或中國JLBM-1系統(tǒng),第五章計算機輔助工藝過程設計,（2）零件分組：分組方法：特征矩陣法分組步驟：零件編碼零件代碼排序零件特征頻譜分析如圖5-27所示，型面特征的頻譜分析是統(tǒng)計零件族中各種形狀表面出現(xiàn)的頻數(shù)。從出現(xiàn)頻率較高的特征中確定分組的主要碼位。建立零件族特征矩陣以主要碼位作為分組依據(jù)，確定值域。分組,第五章計算機輔助工藝過程設計,（3）設計主樣件（典型零件）：主樣件：零件組（族）的抽象（可以實際存在，也可以假設）設計主樣件的目的：設計和制定標準工藝要求：●每一個零件組設計一個復合零件●簡單零件組，零件品種不超過100●對于復雜零件組，不大于20●對較大的零件組，先分幾個小零件組，合成組合件，由組合件合成復合件,第五章計算機輔助工藝過程設計,主樣件設計方法：從組內(nèi)全部零件圖中取出形狀最復雜的零件做復合件的基礎，再把其它圖紙上不同形狀特征加到基礎上去。（4）制定標準工藝：對標準工藝的要求：●滿足該零件組內(nèi)所以零件的加工●反映工廠實際工藝水平●盡可能合理制定方法：以零件組內(nèi)工序最多，加工過程安排合理的零件工藝路線為基礎，再將其它零件特有的，而未包括再基本路線內(nèi)的工序，按合理順序加進去。,第五章計算機輔助工藝過程設計,（5）標準工藝規(guī)程表達與工藝規(guī)程篩選方法在派生式CAPP中，標準工藝規(guī)程用工步代碼表達a)工步代碼：JLBM-1編碼系統(tǒng)中，由五位數(shù)字碼組成，建立工步代碼文件。工步代碼的含義如下圖b)基于工步代碼的工藝規(guī)程篩選方法：●調出復合件的標準工藝后，對每一工步進行篩選●根據(jù)工步代碼第三位數(shù)值，判斷零件JLBM-1碼中對應位的值是否在第四、五位數(shù)值范圍內(nèi)。●假如在內(nèi)則保留此工步，否則刪除。●對所有工藝規(guī)程進行必要修正與編輯，直到合乎要求,第五章計算機輔助工藝過程設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,例：11202：11表示精車外圓；第三位2表示該零件JLBM-1代表的第二位需要精車外圓操作，第四、第五位為0、2表示該零件JLMB-1代碼的第三位的范圍如果是0～2，則零件需要精車外圓。,（6）建立切削數(shù)據(jù)庫文件：（進給量、切削深度、切削速度）（7）功能子程序設計：計算求解：切削參數(shù)計算，加工余量，工序尺寸，公差計算，工時費用，尺寸鏈求解，切削用量優(yōu)化等供隨時調用。,第五章計算機輔助工藝過程設計,5、派生式工藝過程設計特點1)派生式工藝過程設計以成組技術為理論基礎，利用其相似性原理和零件分類編碼系統(tǒng)，因此有系統(tǒng)理論指導，比較成熟。2)有較好的實用價值，問世較早，應用范圍比較廣泛。3)多適用于結構比較簡單的零件，在回轉體類零件中應更為廣泛。由于派生式工藝過程設計的零件多采用編碼描述，對于復雜的或不規(guī)則的零件則不易勝任。4)對于相似性差的零件，難以形成零件族，不適于用派生式方法，因此多用于相似性較強的零件。,第五章計算機輔助工藝過程設計,(六)創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)1.創(chuàng)成式工藝過程設計原理系統(tǒng)建立時，不存儲任何標準工藝規(guī)程，能自動地、從無到有地生成一個新零件加工工藝規(guī)程。系統(tǒng)模擬工藝人員的決策過程，根據(jù)輸入的零件信息，自動提取工程數(shù)據(jù)和產(chǎn)生零件所需要的各個工序和工步的加工內(nèi)容；自動地完成機床、工具的選擇和加工過程的最優(yōu)化。,第五章計算機輔助工藝過程設計,2、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的體系結構,第五章計算機輔助工藝過程設計,圖5-28創(chuàng)成式工藝過程設計系統(tǒng)的體系結構,,,,,,3、功能要求：（1）必須能將待進行的工藝設計的零件信息準確輸入計算機（2）具備識別和獲取工藝設計邏輯決策的能力（3）具有工藝邏輯決策和零件信息統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫（4）具備企業(yè)全部加工方法的專業(yè)知識和經(jīng)驗,第五章計算機輔助工藝過程設計,4、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的建立1)確定系統(tǒng)的對象范圍，通常分為非回轉體零件、回轉體零件等。2)確定零件信息描述方法，一般多采用型面描述法、體素描述法和從CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中直接獲得零件信息等描述系統(tǒng)。零件信息描述還應考慮是否與CAD系統(tǒng)集成（統(tǒng)一模型）。3)確定工藝過程設計中各項工藝問題的決策方式，如零件加工時的定位夾緊方案選擇、各加工表面加工方法的選擇，以及加工順序的排列等。4)建立制造資源庫，如機床庫、夾具庫、刀具庫、切削用量庫等，以備在制訂工藝過程時選用，同時也是在制訂工藝過程時的實約束條件。5)設計工藝文件的生成和輸出系統(tǒng)。,第五章計算機輔助工藝過程設計,第五章計算機輔助工藝過程設計,5、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)的特點（1）易于快速生成新零件的工藝規(guī)程（很少修改）（2）柔性大（派生式僅限于早先已設計過的）（3）對系統(tǒng)操作者要求低（4）便于實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM集成（5）開發(fā)成本高，實用性較差（原因）,,,原因：創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)理論上的要求：是一個完整的系統(tǒng)，其軟件和知識庫中應含有一切工藝決策邏輯，系統(tǒng)具有工藝規(guī)程設計所需要的所有信息。要廣泛收集生產(chǎn)實際中的工藝知識；建立龐大的工藝數(shù)據(jù)庫與知識庫；不同企業(yè)實際生產(chǎn)條件不同，工藝方法不同；現(xiàn)有的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)都是針對某一產(chǎn)品或某一工廠設計。目前，還沒有一種CAPP系統(tǒng)能適用于所有類型的零件，也沒有一種系統(tǒng)能全部自動化。多數(shù)是半創(chuàng)成或叫綜合型CAPP.,第五章計算機輔助工藝過程設計,,,(七)綜合型CAPP系統(tǒng)簡介綜合型CAPP系統(tǒng)也稱半創(chuàng)成型CAPP系統(tǒng)原理：將變異型與創(chuàng)成型結合起來，即采取變異與自動決策相結合的工作方式。通常：工藝流程設計采用變異原理，工序設計采用創(chuàng)成原理，目前大多數(shù)屬于此類系統(tǒng)。主要步驟:1首先通過計算機檢索新零件所屬零件族的標準工藝;2根據(jù)新零件的具體情況，對標準工藝進行修改；3采取自動決策進行工序設計。體現(xiàn)了變異與創(chuàng)成相結合的優(yōu)點。,第五章計算機輔助工藝過程設計,謝謝,第五章作業(yè),1、從工藝過程設計的動態(tài)性和經(jīng)驗性說明CAPP技術的發(fā)展特點。2、應用CAPP與傳統(tǒng)的手工設計相比主要有那些優(yōu)勢？3、分析CAPP體系結構中理論技術基礎層的重要性。4、從你學到的知識，分析數(shù)學模型決策、邏輯推理決策和智能思維決策方式的適用場合。5、數(shù)學模型決策方式在求解工藝尺寸鏈的方法和步驟6、何謂決策樹和決策表？各有何特點？在設計決策表時應注意那些問題?7、決策表的順序設計法和歸納設計法的步驟和區(qū)別。,8、專家系統(tǒng)的組成和工作原理9、交互式、檢索式、派生式、創(chuàng)成式、綜合式和智能式CAPP系統(tǒng)的工作原理和特點10、檢索式和派生式CAPP系統(tǒng)有何區(qū)別11、派生式CAPP系統(tǒng)中標準工藝的篩選方法。12、從你學到的知識，說明創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)建立的關鍵技術在哪里？如何實現(xiàn)？,第五章作業(yè),謝謝,