一種典型零件工藝規(guī)程庫的建構(gòu)方法

馮帆 王建華 王惠萍 戚紅軍 郭景濤

摘 要:典型零件工藝規(guī)程庫的構(gòu)建是成功實(shí)現(xiàn)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和生成的基礎(chǔ)。首先對(duì)典型工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、表達(dá)形式進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上,引入E-R法和層次式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)完成數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。該方法簡單而實(shí)用,并且便于實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞:工藝規(guī)程數(shù)據(jù)庫E-R模型層次式數(shù)據(jù)庫

中圖分類號(hào):TH13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0018-01

在CIMS系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)CAPP(Computer Aided Process Planning)是CAD(Computer Aided Engineering)、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM(Computer Aided Manufacturing)及制造資源計(jì)劃MRPII(Manufacturing Resources Planning)聯(lián)系紐帶,從20世紀(jì)80年代,CAPP系統(tǒng)的研究就開始受到研究者們的重視,并且得到了迅速發(fā)展[1,2]。為提高工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量,確保工藝規(guī)程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,典型零件工藝規(guī)程庫的建立尤為重要。在構(gòu)建典型零件工藝規(guī)程庫時(shí),要基于企業(yè)生產(chǎn)管理的現(xiàn)狀和產(chǎn)品零件的特點(diǎn)進(jìn)行,而產(chǎn)品零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì),則可在檢索到的典型零件工藝規(guī)程的基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改,之后,將其存放到臨時(shí)工藝規(guī)程文件中,供遠(yuǎn)程工藝設(shè)計(jì)審核、會(huì)簽的使用。工藝人員依據(jù)生產(chǎn)約束反饋信息,同時(shí)借助于計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)編輯器進(jìn)行重新編輯,然后根據(jù)實(shí)際的需要,將當(dāng)前零件編碼和其工藝規(guī)程存放到典型零件庫和典型的工藝規(guī)程庫中,以便進(jìn)行零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和進(jìn)一步優(yōu)化。

1典型工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)

典型零件工藝規(guī)程是在一定約束條件下產(chǎn)生,而此條件又是千差萬別,因此,為保證典型工藝規(guī)程庫的實(shí)用性,首先要控制其來源,不具有代表性的工藝規(guī)程和喪失價(jià)值的工藝規(guī)程不能作為典型零件的工藝規(guī)程。其次要按照?qǐng)D紙、標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行制定,工藝劃分要盡量細(xì)致,工藝規(guī)劃要適合企業(yè)實(shí)際情況。在CAPP系統(tǒng)中,通常的加工方法是直接依據(jù)零件特征表面的最終要求,直接選擇加工特征表面的加工鏈,但是在企業(yè)生產(chǎn)條件確定的條件下,只要各個(gè)特征表面的形狀、加工精度、表面粗糙度、加工尺寸、材料和熱處理等條件不變,加工鏈便是確定的。合理的工藝路線主要包括各加工表面的加工方法,工序集中與分散程度的確定,工序的先后順序合理的安排及定位基準(zhǔn)、設(shè)備和工藝裝備等的選擇。工序安排遵循先基面后其它、先粗后精、先主后次的順序,而對(duì)于熱處理等輔助工序,則根據(jù)實(shí)際需要將其安排在適當(dāng)?shù)奈恢眉纯?。工步?nèi)容的安排則遵循粗加工-半精加工-精加工的流程,零件粗、精加工工序的確定要依據(jù)企業(yè)生產(chǎn)加工條件而定。工藝規(guī)程的形式多種多樣,其復(fù)雜程度也因生產(chǎn)類型及企業(yè)習(xí)慣的不同而不同。在多品種、單件小批生產(chǎn)中,一般只編寫簡單的綜合工藝過程卡,只有在特殊要求時(shí),才編寫詳細(xì)而完整的工藝文件。但不管工藝文件的類型和復(fù)雜度如何,工藝規(guī)程一般包括三個(gè)部分信息:表頭信息、工序信息和工步信息。表頭信息主要包括:產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品圖號(hào)、零件名稱、零件圖號(hào)、毛坯類型、毛坯外型尺和材料牌號(hào)等。工序信息主要指工序編號(hào)、名稱、內(nèi)容、設(shè)備型號(hào)、胎卡具和輔助工具等。工步信息主要包括工步號(hào)、工步名稱、加工部位、刀具和量具等。工步信息依賴于工序信息,不同的工步可以對(duì)應(yīng)相同的工序,因此可將工序信息和工步信息合成為工序-工步信息。綜上分析,工藝規(guī)程的表達(dá)可分為表頭信息和工序-工步信息,其中,工序-工步信息是工藝規(guī)程的核心內(nèi)容。由于工序-工步信息依賴于零件的具體形狀特征參數(shù),因此在描述典型零件時(shí),其加工信息必須是基于零件的形狀特征,在工序-工步信息結(jié)構(gòu)中,零件表面信息存儲(chǔ)的是零件的特征號(hào)。

2典型工藝規(guī)程庫的建立

建立典型零件工藝規(guī)程庫的目的是保證CAPP系統(tǒng)具有代表性的工藝規(guī)程,以避免不合格的工藝規(guī)程帶來隱蔽性很強(qiáng)的錯(cuò)誤。典型工藝規(guī)程庫的管理主要包括工藝規(guī)程的增補(bǔ)、刪除和修改等。對(duì)于不具有代表性的工藝規(guī)程,系統(tǒng)不將其存入典型零件工藝規(guī)程庫。對(duì)于喪失其價(jià)值的工藝規(guī)程,系統(tǒng)將根據(jù)具體情況通過工藝規(guī)程編輯器作相應(yīng)的處理:采用工藝綜合式設(shè)計(jì)的思想,按照新的約束條件和工藝方法,對(duì)典型零件工藝規(guī)程進(jìn)行修正。如果工藝規(guī)程發(fā)生重大變化,沒有必要進(jìn)行工藝規(guī)程的修正,為保證系統(tǒng)典型零件工藝規(guī)程的可靠性,可將其刪除。

工藝規(guī)程庫和其相應(yīng)結(jié)構(gòu)在CAPP系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的地位。一方面,CAPP應(yīng)用程序在生成零件工藝規(guī)程時(shí),要占用大量的靜態(tài)數(shù)據(jù),同時(shí)也產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的工藝數(shù)據(jù)。靜態(tài)工藝數(shù)據(jù)涉及到支持工藝規(guī)劃的相關(guān)信息,如工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化工藝規(guī)程等。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫是指工藝規(guī)劃過程生成過程中,產(chǎn)生的大量的中間規(guī)程數(shù)據(jù)和零件圖形數(shù)據(jù)等。另一方面,工藝數(shù)據(jù)需要一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來支持工藝規(guī)劃活動(dòng)。

常使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要包括線性表和數(shù)組等。數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)的集合,數(shù)據(jù)處理必須借助于數(shù)據(jù)庫及相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和應(yīng)用程序完成。數(shù)據(jù)庫的管理和操作則通過相應(yīng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應(yīng)用程序完成。工藝數(shù)據(jù)主要有量具、刃具、鉆具、胎卡具及其輔助工具;切削速度和切削過程;材料;產(chǎn)品結(jié)構(gòu);工藝規(guī)程;常用符號(hào);常用術(shù)語;工藝內(nèi)容;工藝表頭;工裝圖等。工藝數(shù)據(jù)表之間的關(guān)系采用的是實(shí)體聯(lián)系法(Entity-relationship approach),簡稱E-R方法。E-R方法是用E-R圖來描述現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的有效方法,現(xiàn)已成為描述數(shù)據(jù)庫概念模型的主要工具。為此,將其應(yīng)用到本文方法中。

在工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)過程中,由于工藝規(guī)程的內(nèi)容是動(dòng)態(tài)的,所以將工藝規(guī)程數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中,便于用戶對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪、修改和插入等的維護(hù)。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫的重要特征之一,它的合理與否將直接影響數(shù)據(jù)的處理速度。本文方法采用了層次式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)工藝規(guī)程的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。

3結(jié)語

遵循“技術(shù)先導(dǎo),實(shí)用為本”的原則,完成了典型零件工藝規(guī)程數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)了典型工藝規(guī)程庫的管理和工藝數(shù)據(jù)庫的建立,為確保CAPP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度和有效實(shí)施打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭金寶,戴躍洪.CIMS環(huán)境下ERPII與PDM的集成研究[J].裝備制造技術(shù),2009.

[2] 滕文江.CAPP系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用[J].金屬加工(冷加工),2011.