ＣＡＰＰ技术及应用

[摘要]详述应用计算机辅助工艺设计(CAPP)技术的重要性,分析CAPP在计算机辅助集成制造系统(CIMS)中的重要作用,提出CAPP系统开发的流程和实施步骤。

[关键词]CAPP 开发 应用

中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0810040-01

一、引言

由于工艺方法的灵活性以及加工设备、工装等的随机性,在传统工艺设计中,往往以工艺设计人员经验为主,进行工艺路线、工艺规程等工艺文件的设计。但是传统工艺设计也有很大的不足之处,如由人工编制,劳动强度大、效率低、且因人而异;经验性很强;工艺设计优化、标准化较差。当前机电产品的生产是以多品种小批量生产起主导作用,制造业正在进入信息化及知识经济时代,传统的制造模式远不能满足快速响应市场的需要。

计算机辅助工艺设计(CAPP)是适应市场多变、快变及需求多样化而发展起来的一种机械制造企业的应用系统,是60年代后期出现并开始发展的一个新的技术领域。它源于成组技术(GT)在工艺设计中的应用,目前已是计算机辅助制造(CAM)与计算机集成制造系统(CIMS)的一个组成部分。随着机械制造生产技术的发展和当今市场对多品种、小批量生产的要求,特别是CAD/CAM系统向集成化、智能化、网络化、可视化方向发展,计算机辅助工艺设计也就日益为人们所重视。

二、CAPP在CIMS中的作用

20世纪80年代以来,随着机械制造业出现CIMS或IMS等先进制造系统,对CAD/CAM集成化的要求越来越强烈。CAD/CAM集成系统实际上是CAD/CAPP/CAM集成系统,CAPP在CAD、CAM中间起到桥梁和纽带作用,是实现CAD/CAM一体化,建立CIMS的关键环节。在集成系统中,一方面,CAPP接受来自CAD的产品几何、结构信息以及精度、粗糙度、材料等工艺信息,同时向CAD反馈产品的结构工艺性评价;另一方面,CAPP向CAM提供零件加工所需的设备、工装、切削参数、装夹参数以及NC控制指令,并接受CAM反馈的工艺修改意见。

三、CAPP系统设计及应用

计算机辅助工艺设计是应用计算机来自动或交互式生成工艺,而CAPP系统是自动或交互式生成工艺的软件,它能在读取零件加工信息后生成和输出工艺规程,以及供NC程序编制用的零件加工过程及部分参数。设计CAPP系统,可按下面的步骤进行:系统需求分析;工艺设计标准化;系统功能设计;系统详细设计;硬件及软件的选择;接口及输入输出选择;数据结构和数据库设计;编制系统规格说明;软件开发;编制软件文档;软件测试。

CAPP系统面向企业产品开发和生产管理的全过程,在产品开发过程中与CAD系统、PDM系统互相配合完成产品开发,在组织生产过程中为管理系统提供工艺数据。CAPP系统不但提供纸质文件,而且要提高ERP系统所需数字化的产品工艺信息,是产品数字化的重要组成部分。CAPP系统为实现生产过程数字化,采用多个CAX系统集成运行,实现数据共享;为企业技术开发和生产经营应用先进适用技术提供条件,从而为企业增强竞争能力,实现利润最大化。

要推广应用CAPP,必须使CAPP系统产品化。目前已有商品化CAPP软件,它们大都是基于派生原理并采用了一些方便使用的技术,使之具有了所见所得特征的CAPP系统。CAPP系统是一个应用软件,需要随着技术进步不断更新版本,它的设计开发按照类型和功能是有差别的,并具有不同的特点,如专用CAPP、商品化CAPP、变异型、创成型和智能型CAPP系统,以及CAD/CAPP/CAM/PDM集成系统等。

企业实施应用CAPP系统时,要有计划有步骤地进行各项工作,一般来说,应遵循以下步骤:

第一步,需求分析。包括调查企业工艺部门的组织结构、工艺类型、工艺编制的流程、相应的工艺卡片,分析企业的工艺资源和工艺汇总要求等内容。

第二步,总体规划。实施小组进行需求分析后,应该向企业提交需求分析报告、软件实施方案和培训计划等。再由企业的有关领导和有经验的技术人员与实施小组的项目实施人员进行沟通,确定CAPP软件实施的计划,对需求分析的内容进行确认。

第三步,软件实施与培训。在软件实施的总体方案确定以后,实施小组的项目实施人员就应该和企业的技术人员一起,利用CAPP软件在计算机上建立各类工艺卡片,帮助企业建立网络化的工艺资源库。软件实施过程中,企业应该提供用手工完成的工艺卡片和工艺汇总清单的实例,供实施小组试验,这样才能保证软件满足企业个性化的需求。软件的培训,包括一般技术人员的操作培训和技术管理人员的建立工艺卡片、进行工艺汇总等高级培训和网络管理人员的网络操作等多层次的培训。

软件的实施和培训,应该按照在总体规划阶段制定的实施计划来进行,这样才能提高软件实施的效率和效果。

第四步,定制开发。在用CAPP软件满足了企业的大部分个性化的需求以后,企业可能仍然需要解决一些特殊的技术问题,这就需要实施小组和企业协作,进行适当的定制开发。

第五步,在应用过程中,还需要开发商进行长期的技术服务,并在企业中形成应用软件的人才梯队。一些技术人员要具备自己定义工艺卡片和汇总要求,进行软件配置的能力,这样,才能真正把企业的CAPP应用引向深入。

CAPP系统的实施过程,应该由企业、咨询公司、软件供应商及服务商几方面的人员组成实施小组共同完成。但在实际的操作中,有相当一部分项目是由软件公司负责,并且软件公司承担了项目的绝大部分工作。这样操作虽然简单省事,但将给企业的实施应用工作带来一些隐患,这值得注意。

四、结束语

在现代制造业中,CAPP的应用具有重要的理论意义和广泛迫切的实际需求。应用CAPP技术,可将工艺设计人员从繁琐和重复的劳动中解放出来,转而从事新工艺的开发工作;可以大大缩短工艺设计周期,提高产品对市场的响应能力;并且有利于工艺设计的最优化和标准化。目前,很多企业已认识到CAPP对于传统制造方式的革新所带来的巨大效益,随着CAPP技术的发展与成熟,CAPP技术必将在制造业信息化建设中发挥更加重要的作用。

参考文献:

[1]赵汝嘉、孙波,计算机辅助工艺设计(CAPP)[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2]张胜文、赵良才,计算机辅助工艺设计:CAPP系统设计[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]陈宗舜,机械制造业工艺设计与CAPP技术[M].北京:清华大学出版社,2004.

作者简介:

张月芹(1983-),女,汉族,山东菏泽人,南京航空航天大学金城学院,助教,研究方向为:机电一体化。