模具制造工艺设计及CAPP系统的研究
更新时间：2008-9-1 16:00:06 文章来源：互联网 点击：
同时操作的功能，允许不同的设计人员同时对不同的模具零件进行工艺设计，或同时对多副模具的零件进行工艺设计，即协同模具工艺规划。
(6)工艺规划的实时性。模具生产中，零件间的制造工艺联系密切，当调整某个零件的工艺设计方案时，应允许工艺人员随时修改相关零件的加工工艺，以便快速响应模具生产现场的变化或设计变动所造成的工艺修改要求。
(7)支持异地多任务、多角色协同设计。现阶段很多模具企业并不具有加工模具零件所需的全部加工设备，企业之间的协作关系普遍存在。通过模具CAPP系统，不同地区的设计人员可以同时对同一副模具的零件进行工艺设计与制造，或对某个复杂零件的制造工艺进行探讨。
作为一个实用的CAPP系统除了需要具备上述基本功能外，还要包括一些更智能的功能，如实现工艺设计所需信息的描述和代码化，将工艺设计所需信息的数据结构型式的合理制定等等。
3.模具CAPP系统开发原则
目前，国内计算机辅助工艺设计的应用还处于推广阶段。由于计算机在模具企业生产工程中的应用还刚刚起步，很多企业还是空白，因此，开发模具CAPP系统应注意以下几个开发原则：
(1)企业需要安装简便、人机界面友好的CAPP系统。操作复杂，数据准备和系统调试时间长，需要大量培训才能使用的CAPP系统很难让用户接受。
(2)实用性强的CAPP系统。操作使用应符合工艺设计人员的工艺设计习惯，使之能迅速掌握。这样CAPP系统才在企业中能得以推广。
(3)开放性好的CAPP系统。模具CAPP系统应采用独立的工艺设计知识库，不同的模具企业可通过修改工艺设计知识库，使CAPP系统实现工艺决策客用户化。随着模具加工设备的更新，新加工工艺的采用，将产生新的工艺方案。因此，CAPP系统应能较快的实现系统升级和功能扩展。由于制造环境的多样和复杂，应当提供用户一个可以构造适合于本企业模具制造环境的CAPP平台系统，当用户实际的经验与系统的解答不一致时，系统的推理和决策方法能方便地被用户修改。
(4)具有较好柔性的CAPP系统。能适应企业不同的产品和生产要求，能满足不同的经营目标和生产计划方案。
(5)能满足模具集成制造的要求。集成化发展是现代制造业的发展趋势，也是CAPP系统的发展趋势，开发模具CAPP系统时应确保系统的底层数据结构符合集成要求。
(6)模具CAPP系统要考虑国内企业的管理模式。
4.模具CAPP系统的系统框架
模具零件工艺设计是一个复杂的工程问题，建立基于知识的模具CAPP系统时，一方面要采用合适的模型来描述和表达实际工程问题，另一方面还应考虑具体的制造资源、工艺设计人员的经验和技巧、系统的实用性以及系统与其他CAPP子系统的接口、交互等各种因素。基于知识的模具CAPP系统既包含基于实例库、工艺设计知识库的工艺生成，又包含基于人机交互式的工艺生成，可用性强，搜盖面比较广，既有针对性，又有一定的通用性刚。
系统采用B/S结构，通过局域网络，便于数据共享和管理，其中数据是以数据库的形式存放在后台服务器上，后台数据库和前台客户端应用软件以及连接前后台的网络共同构成模具CAPP系统。
4.1 工艺设计 工艺设计工具主要功能是加载项目对应的模具信息，创建模具ROM树，通过工艺设计向导进行工艺设计。工艺设计向导提供了基于操作的设计导航功能。基于操作的设计导航是以“操作”作为设计活动的基本单元，以“数据”作为设计活动的对象和结果，通过建立数据与数据、数据与操作以及操作与操作之间的关联关系，以工艺数据的快速生成、快速定位、快速获取和合理重组为主要手段，对工艺设计进行动态导航和柔性导航，进而提高工艺设计的效率和水平。工艺设计向导包含基于典型零件的设计向导和基于知识库向导两部分。工艺设计工具中提供了工艺设计帮助资料在线查询功能，设计人员可以在线查询常用设计资料，并提供工艺表格填写功能。
4.2 报表输出 模具CAPP系统的打印中心，可枪出打印各类文件，包括工艺卡、零件图、各种工艺管理文件以及其他文件。
4.3 查询统计 提供对系统各类资源的查询与统计，包括基础库信息、工艺以及模具零件信息等。
4.4 知识库编辑 为了方便系统升级、满足实际使用，需要对系统知识库进行更新，模具CAPP系统提供方便快捷的知识库编辑功能，主要包括工艺实例库和工艺设计知识库内容的删除、更新、增加等。
4.5 系统管理 系统管理包含有以下功能：(1)数据安全管理功能，对在系统中使用的数据利用数据库进行合理组织，并按照数据安全规则进行管理。(2)用户权限管理，用户权限可分为超级用户、工艺设计、工艺审核、工艺查询和数据库维护。(3)基础库维护，对系统的基础资源如设备库、人员库等进行维护、升级。(4)工艺审核，模具CAPP系统可对工艺设计、校对、审核、会签、批准及更改流程进行控制和管理。(5)产品树管理，管理部门从产品开发部门获取相关零件清单，即零件产品结构树。由于产品数据的唯一性，模具开发部门须拷贝该产品结构树，形成其自身的产品结构树。在该结构树中，模具设计人员可在该结构树上擂人零部件、浏览零部件信息、修改零部件信息。以产品树作为零部件的组织方式，结构清晰，易于管理，且易于查找相似工艺。
4.6 帮助 对系统使用人员进行各类帮助导航。基于知识的模具CAPP系统具有如下帮助功能：
(1)模具零件工艺规划的实时性及数据一致性。在模具的生产过程中，经常会遇到一些无法预侧的加工需求，如设计变更、制造缺陷、试修模反馈等，系统允许工艺人员随时修改相关零件的加工工艺，以便快速响应模具生产现场的变化或设计变动所造成的工艺修改要求，系统除了及时根据需要更改零件的加工工艺外，还能够保证这种修改与相关零件加工工艺的一致性。
(2)模具加工工艺规划的协同性和并行性。一幅模具通常由数十个甚至上百个零件组成，系统允许不同的设计人员同时对不同的模具零件进行工艺
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(6)工艺规划的实时性。模具生产中，零件间的制造工艺联系密切，当调整某个零件的工艺设计方案时，应允许工艺人员随时修改相关零件的加工工艺，以便快速响应模具生产现场的变化或设计变动所造成的工艺修改要求。
(7)支持异地多任务、多角色协同设计。现阶段很多模具企业并不具有加工模具零件所需的全部加工设备，企业之间的协作关系普遍存在。通过模具CAPP系统，不同地区的设计人员可以同时对同一副模具的零件进行工艺设计与制造，或对某个复杂零件的制造工艺进行探讨。
作为一个实用的CAPP系统除了需要具备上述基本功能外，还要包括一些更智能的功能，如实现工艺设计所需信息的描述和代码化，将工艺设计所需信息的数据结构型式的合理制定等等。
3.模具CAPP系统开发原则
目前，国内计算机辅助工艺设计的应用还处于推广阶段。由于计算机在模具企业生产工程中的应用还刚刚起步，很多企业还是空白，因此，开发模具CAPP系统应注意以下几个开发原则：
(1)企业需要安装简便、人机界面友好的CAPP系统。操作复杂，数据准备和系统调试时间长，需要大量培训才能使用的CAPP系统很难让用户接受。
(2)实用性强的CAPP系统。操作使用应符合工艺设计人员的工艺设计习惯，使之能迅速掌握。这样CAPP系统才在企业中能得以推广。
(3)开放性好的CAPP系统。模具CAPP系统应采用独立的工艺设计知识库，不同的模具企业可通过修改工艺设计知识库，使CAPP系统实现工艺决策客用户化。随着模具加工设备的更新，新加工工艺的采用，将产生新的工艺方案。因此，CAPP系统应能较快的实现系统升级和功能扩展。由于制造环境的多样和复杂，应当提供用户一个可以构造适合于本企业模具制造环境的CAPP平台系统，当用户实际的经验与系统的解答不一致时，系统的推理和决策方法能方便地被用户修改。
(4)具有较好柔性的CAPP系统。能适应企业不同的产品和生产要求，能满足不同的经营目标和生产计划方案。
(5)能满足模具集成制造的要求。集成化发展是现代制造业的发展趋势，也是CAPP系统的发展趋势，开发模具CAPP系统时应确保系统的底层数据结构符合集成要求。
(6)模具CAPP系统要考虑国内企业的管理模式。
4.模具CAPP系统的系统框架
模具零件工艺设计是一个复杂的工程问题，建立基于知识的模具CAPP系统时，一方面要采用合适的模型来描述和表达实际工程问题，另一方面还应考虑具体的制造资源、工艺设计人员的经验和技巧、系统的实用性以及系统与其他CAPP子系统的接口、交互等各种因素。基于知识的模具CAPP系统既包含基于实例库、工艺设计知识库的工艺生成，又包含基于人机交互式的工艺生成，可用性强，搜盖面比较广，既有针对性，又有一定的通用性刚。
系统采用B/S结构，通过局域网络，便于数据共享和管理，其中数据是以数据库的形式存放在后台服务器上，后台数据库和前台客户端应用软件以及连接前后台的网络共同构成模具CAPP系统。
4.1 工艺设计 工艺设计工具主要功能是加载项目对应的模具信息，创建模具ROM树，通过工艺设计向导进行工艺设计。工艺设计向导提供了基于操作的设计导航功能。基于操作的设计导航是以“操作”作为设计活动的基本单元，以“数据”作为设计活动的对象和结果，通过建立数据与数据、数据与操作以及操作与操作之间的关联关系，以工艺数据的快速生成、快速定位、快速获取和合理重组为主要手段，对工艺设计进行动态导航和柔性导航，进而提高工艺设计的效率和水平。工艺设计向导包含基于典型零件的设计向导和基于知识库向导两部分。工艺设计工具中提供了工艺设计帮助资料在线查询功能，设计人员可以在线查询常用设计资料，并提供工艺表格填写功能。
4.2 报表输出 模具CAPP系统的打印中心，可枪出打印各类文件，包括工艺卡、零件图、各种工艺管理文件以及其他文件。
4.3 查询统计 提供对系统各类资源的查询与统计，包括基础库信息、工艺以及模具零件信息等。
4.4 知识库编辑 为了方便系统升级、满足实际使用，需要对系统知识库进行更新，模具CAPP系统提供方便快捷的知识库编辑功能，主要包括工艺实例库和工艺设计知识库内容的删除、更新、增加等。
4.5 系统管理 系统管理包含有以下功能：(1)数据安全管理功能，对在系统中使用的数据利用数据库进行合理组织，并按照数据安全规则进行管理。(2)用户权限管理，用户权限可分为超级用户、工艺设计、工艺审核、工艺查询和数据库维护。(3)基础库维护，对系统的基础资源如设备库、人员库等进行维护、升级。(4)工艺审核，模具CAPP系统可对工艺设计、校对、审核、会签、批准及更改流程进行控制和管理。(5)产品树管理，管理部门从产品开发部门获取相关零件清单，即零件产品结构树。由于产品数据的唯一性，模具开发部门须拷贝该产品结构树，形成其自身的产品结构树。在该结构树中，模具设计人员可在该结构树上擂人零部件、浏览零部件信息、修改零部件信息。以产品树作为零部件的组织方式，结构清晰，易于管理，且易于查找相似工艺。
4.6 帮助 对系统使用人员进行各类帮助导航。基于知识的模具CAPP系统具有如下帮助功能：
(1)模具零件工艺规划的实时性及数据一致性。在模具的生产过程中，经常会遇到一些无法预侧的加工需求，如设计变更、制造缺陷、试修模反馈等，系统允许工艺人员随时修改相关零件的加工工艺，以便快速响应模具生产现场的变化或设计变动所造成的工艺修改要求，系统除了及时根据需要更改零件的加工工艺外，还能够保证这种修改与相关零件加工工艺的一致性。
(2)模具加工工艺规划的协同性和并行性。一幅模具通常由数十个甚至上百个零件组成，系统允许不同的设计人员同时对不同的模具零件进行工艺
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