探究機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化中CAPP技術(shù)的應(yīng)用思路

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(lái)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(lái)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(guò)計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能來(lái)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(guò)程中對(duì)問(wèn)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(kù)；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)⒁M(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(guò)適當(dāng)形式的轉(zhuǎn)換來(lái)分別建立參數(shù)庫(kù)與資源庫(kù)；其四是CAPP技術(shù)的應(yīng)用能夠使其采用標(biāo)準(zhǔn)工藝來(lái)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(lái)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(lái)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(guò)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(kù)和工藝參數(shù)庫(kù)中找出能夠與之匹配的標(biāo)準(zhǔn)工序與工藝過(guò)程。從機(jī)械設(shè)計(jì)方面來(lái)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(lái)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(guò)，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(guò)對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)工藝樣板的修改來(lái)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(lái)進(jìn)行真實(shí)反映的相關(guān)信息的應(yīng)用，來(lái)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(kù)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(kù)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(guò)決策邏輯和規(guī)則來(lái)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(lái)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(lái)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。

參考文獻(xiàn)：

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