机械CADCAM原理及应用课件第4章计算机辅助工艺规程.pptx

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1、第1章CAD/CAM概述 第2章计算机辅助设计（CAD,计算机辅助工艺规程设计（CAPP） 第4章,4.1 CAPP的基本知识,设计,工艺设计,机械制造过程中生产技术准备的第一步,制造,制造资源、流程、 操作要求、制造时间等,连接产品设计和产品制造的桥梁,完成产品设计信息向制造信息转换的关键性环节,CAPP,CAD,CAM,4.1 CAPP的基本知识设计工艺设计机械制造过程中生产技术,4.1.1 CAPP系统概念,定义：计算机辅助工艺设计，即CAPP（Computer Aided Process Planing，CAPP）,零件毛坏选择,加工方法确定,加工路线安排,机床刀具选择,切削参数计算,

2、工序图绘制,工艺文件编制,生成,利用 计算机 辅助,工艺设计人员,4.1.1 CAPP系统概念定义：计算机辅助工艺设计，即CA,4.1.1 CAPP系统概念,可大大提高设计效率，缩短设计周期，提高产品对市场快速反应能力,功能二,CAPP系统知识库有助于对工艺设计人员长期积累的实践经验进行总结和继承,功能三,可以促进工艺文件设计的标准化、规范化，提高工艺文件的完整性、正确性、统一性,功能四,CAPP技术可将工艺设计人员从繁杂、重复性劳动中解放出来，以较多的时间和精力从事更具创造性的工作,功能五,便于企业信息的集成，有助于企业实施信息集成制造、并行工程、敏捷制造等先进生产制造模式,功能一,CAPP

3、主要功能,4.1.1 CAPP系统概念可大大提高设计效率，缩短设计周期,建造BOM,1965年,1969年,20世纪60年代末,20世纪70年代,Nibe首先提出了CAPP的概念,挪威开发出世界上第一套具有实用价值的Auto-Pros系统,美国CAM-I公司推出APP系统,少数先进工业国家在GT的基础上开发出真正实用的系统,20世纪80年代,国际上形成了开发CAPP的高潮,4.1.2 CAPP 的发展历程,2003年,MBD标准诞生。实现了基于MBD技术的三维设计制造，三维结构化工艺随之应用发展,截止1989年末，国际上已开发出近200个CAPP系统,建造BOM1965年1969年20世纪60

4、年代末20世纪Ni,4.1.2 CAPP 的发展方向,4.1.2 CAPP 的发展方向 实现CAD/CAPP/CA,4.1.3 CAPP 的基本模式和原理,4.1.3 CAPP 的基本模式和原理1. 派生式（Vari,4.1.3 几种不同模式CAPP的特点,4.1.3 几种不同模式CAPP的特点1. 派生式（Vari,4.2 CAPP的实现方法,4.2.1派生式CAPP系统,4.2 CAPP的实现方法4.2.1派生式CAPP系统基础成,4.2.1派生式CAPP系统,1. 成组技术（Group Technology, GT）是一门工程应用技术。它利用事物的相似性，把相似的问题归类成组，寻求解决这

5、一类问题的最优方案，以取得所期望的匹配效果。,4.2.1派生式CAPP系统1. 成组技术（Group Te,4.2.1 派生式CAPP系统1成组技术概念,成组技术(Group Technology, GT)是一门工程应用技术。它利用事物的相似性，把相似的问题归类成组，寻求解决这一类问题的最优方案，以取得所期望的效果。,零件相似性,成组技术的应用,成组技术的发展,4.2.1 派生式CAPP系统成组技术于20世纪50年代在苏,4.2.1派生式CAPP系统,2.零件分类编码系统是用数字与字母对零件特征进行标识和描述的一套特定的规则和依据。目前，国内外有上百种零件编码系统在工业界使用，比较著名的系统有

6、德国Opitz系统、日本的KK-3系统、中国的JLBM-1系统等。,不同的码位代表不同的零件信息,便于检索与匹配相似零件特征,4.2.1派生式CAPP系统2.零件分类编码系统是用数字与字,2零件分类编码系统,Opitz编码系统：由德国Opitz教授开发，是世界上最早推出的零件编码系统。基本结构为：9位数字码，前5位为主码，用于描述零件基本结构特征；后4位为辅助码，用于描述零件的辅助特征。,2零件分类编码系统Opitz编码系统：由德国Opitz教授,2零件分类编码系统,回转体类零件编码,非回转体类零件编码,KK-3编码系统：由由日本通产省机械技术研究所制定。21位数字码系统，第1、2位是零件名称

7、代码，第3、4位是材料代码，第5、6位是主要尺寸代码，第7位是外廓形状与尺寸比代码，第8-20位是形状与加工代码，第21位是精度代码。该系统可以用于回转体零件和非回转体零件。,2零件分类编码系统码位 1 2 3 4 5 6 7 8 9,2零件分类编码系统,JLBM-1编码系统：由我国原机械工业部为机械加工行业推行成组技术而开发，经过四次修订于1984年正式作为我国机械工业的技术资料颁布推行。由15位十进制数字码所组成。该系统零件类别码由2位，形状及加工码由7位，将回转体与非回转体零件分开进行描述；热处理要求独自用1位码表示，主要尺寸码扩充为2位。,2零件分类编码系统JLBM-1编码系统：由我国

8、原机械工业部,3派生式CAPP系统的组成及作业过程,派生式CAPP系统 是利用零件相似性原理，来检索已有工艺规程的一种软件系统。,派生式CAPP系统的作业过程步骤：,派生式CAPP系统的组成及作业过程,3派生式CAPP系统的组成及作业过程派生式CAPP系统 是,4.2.2 创成式CAPP系统 1. 创成式CAPP系统的组成 创成式CAPP系统是根据所输人的零件信息，通过系统的决策逻辑和工艺数据库，自动决策零件加工工艺过程和各个加工工序，根据工艺要求和工艺约束条件选择确定机床、刀夹量具以及加工过程的优化。,创成式CAPP系统进行工艺设计是由系统自行决策“创成”完成，不需要人工技术性干预，设计效率

9、较高，但技术难度相当大，因而，至今为止创成式CAPP系统也仅仅用于结构简单的特定零件的工艺设计。,4.2 CAPP的实现方法,4.2.2 创成式CAPP系统创成式CAPP系统进行工艺设计,2. 创成式CAPP系统的作业过程,2. 创成式CAPP系统的作业过程（1）零件信息描述输入：对,3. 创成式CAPP系统的技术实现,零件信息描述,工艺知识库的建立,工艺决策逻辑的选用,创成式CAPP系统关键技术,3. 创成式CAPP系统的技术实现零件信息描述有多种方法，,4. 创成式CAPP系统的工艺决策逻辑,创成式CAPP系统是根据零件特征信息，运用各种决策逻辑自动生成零件工艺规程的，而各种决策逻辑如何表

10、达和实现是核心问题。创成式CAPP系统通常是采用决策表和决策树形式来表达和实现决策逻辑的。,决策逻辑,4. 创成式CAPP系统的工艺决策逻辑决策表以表格形式来存放,5. 工艺过程确定及工序设计,(1) 工艺过程确定-对零件加工型面特征的加工工艺方法排序整理，需遵循以下工艺设计原则：,5. 工艺过程确定及工序设计(1) 工艺过程确定-对零,5. 工艺过程确定及工序设计,(2) 工序设计-工序设计包括机床、刀具、夹具、量具的选用以及加工工步的确定等。工序设计可采用标准工序，即把某工序所采用的机床设备、工步数及工步顺序，以模块的形式存储在工艺库中仅需调用即可，也可由系统根据当前工序加工型面要素按照工

11、艺决策逻辑进行决策，以确定机床设备的选用以及加工工步的安排。规则如下：,5. 工艺过程确定及工序设计(2) 工序设计-工序设计,4.2.3 CAPP专家系统 1. CAPP专家系统概述 CAPP专家系统 (ExpertSystem,ES)是人工智能领域内最重要也是最活跃的分支之一，是模拟工艺专家解决某领域问题的一种计算机软件系统。它借助于系统内大量具有工艺专家水平的知识，模拟工艺专家的思维方法和决策过程，应用人工智能技术进行判断和推理，解决需要工艺专家才能处理的复杂问题。,4.2.3 CAPP专家系统推理知识将推理结果按先后次序记录,2. CAPP专家系统的组成及作业过程CAPP主要包括工艺知

12、识库、工艺推理机、知识获取模块、解释模块、用户界面以及动态数据库等。,CAPP 专家系统的组成,2. CAPP专家系统的组成及作业过程用户界面知识获取模块,3 CAPP专家系统推理策略,正向推理,反向推理,混合推理,3 CAPP专家系统推理策略 根据用户提供的初始事实,4.2.4 基于MBD的三维工艺设计 基于MBD( Model Based Definition,MBD)的全三维设计制造技术是将品的相关设计定义、工艺描述、属性和管理等信息都附着在产品三维模型中的先进的产品数字化定义方法。 基于MBD的零件制造工艺设计，利用三维工序模型及标注信息来说明制造过程、操作要求、检验项目等，并能充分应

13、用三维模型、工艺住址、切削分析的信息和结果，实现面向制造的产品结构管理、工艺设计流程管理、基础工艺/知识管理、产品工艺数据综合管理等工艺设计及管理。,4.2.4 基于MBD的三维工艺设计,1. 基于MBD的零件工艺设计,（1）基于MBD的零件工艺设计系统的主要功能,1. 基于MBD的零件工艺设计定义产品总工艺、工艺、工序、工,（2）基于MBD的零件工艺设计的主要内容,工艺的组织结构图形化界面工艺信息工序信息工步信息标注工具加工,（3）基于MBD的零件工艺设计的优点,01,06,05,04,03,02,（3）基于MBD的零件工艺设计的优点以产品三维模型为基础，通,（4）基于MBD的零件工艺设计的

14、基本过程,（4）基于MBD的零件工艺设计的基本过程设计数据获取建立工艺,（5）基于MBD的零件工艺设计的应用场景,建立导航式的三维工序模型设计：,（5）基于MBD的零件工艺设计的应用场景打开设计模型把设计模,2基于MDB的装配工艺设计,PLM（产品全生命周期管理）平台,2基于MDB的装配工艺设计工艺分工MBOM创建结构化工艺设,2. 基于MBD的装配工艺设计,（1）基于MBD的装配工艺设计架构,基于MBD的装配工艺设计架构图,2. 基于MBD的装配工艺设计（1）基于MBD的装配工艺设计,（2）基于MBD的装配工艺设计的优点,02,01,03,04,可以在早期检测产品设计问题，降低工程变更的数量

15、和成本通过装配,（3）基于MBD的装配工艺设计的基本过程,（3）基于MBD的装配工艺设计的基本过程导入产品EBOM,（4）基于MBD的装配工艺设计的应用场景,装配工艺编制场景,工艺数据发布,（4）基于MBD的装配工艺设计的应用场景装配工艺编制场景创建,4.3 ERP/MES/CAPP,4.3.1 ERP系统,ERP（Enterprise Resource Planning）即企业资源计划系统，是从MRP（物料需求计划）发展而来的新一代集成化管理信息系统，它扩展了MRP的功能，是针对物资资源管理、生产计划管理、人力资源管理、信息资源管理、财务资源管理集成一体化的管理软件。ERP系统是以信息技术为

16、基础，融合先进的管理思想，集成企业资源，为企业提供计划、控制、决策与经营业绩评估等管理手段的信息化管理体系。,1ERP系统概述,4.3 ERP/MES/CAPP4.3.1 ERP系统ERP,2ERP系统的结构功能,国外ERP软件:SAP（德国）、 ORACL（美国）、J.D.Edward（美国）、Axapta（丹麦）等。其中SAP（德国）是ERP思想的倡导者，其R/3的功能丰富，各模块之间关联性非常强。ORACL（美国）核心优势在于它的集成性和完整性。国内软件按功能分类： 以制造为出发点的ERP软件（鼎新、鼎捷、和佳、天思、万达宝、利马等） 以财务为出发点的ERP软件（用友、金蝶、新中大、浪潮

17、、天心等） 以商贸为出发点的ERP软件（管家婆、速达等） 其他行业或区域型软件（青岛东烁、天分玻璃、广州科思、广州华通、广州智行、上海企腾等）,3常用ERP系统软件,2ERP系统的结构功能国外ERP软件:3常用ERP系统软,4.3.2 MES系统,MES（Manufacturing Execution System，MES）制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的信息化管理系统，主要负责车间生产管理和调度执行。国际制造执行系统协会（Manufacturing Execution System Association，MESA）对MES的定义是“MES能通过信息的传递，从订单下达

18、开始到产品完成的整个生产过程进行优化的管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时作出相应的反应和报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。”,1MES系统概述,4.3.2 MES系统MES（Manufacturing E,2. MES系统功能,4.3.2 MES系统,2. MES系统功能4.3.2 MES系统,3常用MES系统软件,国外著名的有MES系统软件有：西门子（应用于各个领域）、GE（主要应用于装备制造领域）、Honeywell（主要应用于流程行业）、Rockwell（主要应用于汽车主机厂领域）等。国内各行业应用比较广泛的MES系统软件主要有：CAXA MES（北京数码大方科技有

19、限公司）开目制造执行系统 eCOL MES（武汉开目信息技术有限公司）蓝光MES制造执行系统（北京蓝光创新技术有限公司）MES 元工国际（北京元工国际科技股份有限公司）艾普工华 MEStar 平台（武汉艾普工华科技有限公司）等,4.3.2 MES系统,3常用MES系统软件国外著名的有MES系统软件有：4.3.,4.3.3 CAPP与MES系统、ERP系统的联系,4.3.3 CAPP与MES系统、ERP系统的联系,4.4 CAPP软件的典型应用 以开目工艺过程设计软件(以下简称KMCAPP)为例，说明CAPP软件的典型应用。,工艺规程内容编制的基本过程和内容：,4.4 CAPP软件的典型应用 工

20、艺规程内容编制的基本过程和,4.4.1 进入KMCAPP系统,4.4.1 进入KMCAPP系统点击应用程序，进入系统后，会,4.4.2 KMCAPP界面介绍,CAPP界面分为四个区：菜单区、库文件显示区、工艺文件显示区、信息区,4.4.2 KMCAPP界面介绍CAPP界面分为四个区：菜单,4.4.3 工艺规程内容编制的详细过程,4.4.3 工艺规程内容编制的详细过程 工艺规,4.4.4 技术文档的编辑方法,打开或新建一个工艺技术文档后，屏幕显示如图所示:,技术文档与工艺规程的编制相同，但没有过程卡和工序卡。,技术文档编辑界面,4.4.4 技术文档的编辑方法打开或新建一个工艺技术文档后，,4.4.5 GXK转换为DWG文件,为了方便用户在AutoCAD中直接浏览工艺文件，KMCAPP提供了将GXK转换为DWG文件的功能。,4.4.5 GXK转换为DWG文件为了方便用户在AutoCA,4.4.6 工艺简图绘制,4.4.6 工艺简图绘制 基本绘图操作,