智能制造技術(shù)鄭重說明課件制作不易，請尊重本課件制作者的知識產(chǎn)權(quán)，本課件僅限教學(xué)使用，不得發(fā)布到網(wǎng)上，不能拿來參加教學(xué)比賽、申報教學(xué)成果等！數(shù)字化工藝

數(shù)字化工藝概述

隨著機(jī)械制造生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和當(dāng)今市場對多品種、小批量產(chǎn)品的需求,特別是CAD、CAM系統(tǒng)向集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化方向發(fā)展,如何利用全社會資源完成產(chǎn)品設(shè)計和制造任務(wù)、怎樣快速響應(yīng)市場的需求、如何采用信息化、數(shù)字化手段進(jìn)行工藝準(zhǔn)備工作日益為人們所重視。解放工藝設(shè)計人員，轉(zhuǎn)向新工藝研發(fā)，提升制造工藝與產(chǎn)品質(zhì)量。有助于總結(jié)和繼承工藝設(shè)計人員的寶貴經(jīng)驗。大大縮短工藝準(zhǔn)備周期,提高產(chǎn)品對市場需求的快速響應(yīng)能力。有利于工藝準(zhǔn)備工作的最優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化。為實現(xiàn)制造業(yè)信息化創(chuàng)造條件。數(shù)字化工藝

數(shù)字化工藝概述CAPP代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的意義數(shù)字化工藝

計算機(jī)輔助工藝設(shè)計(CAPP)是指借助于計算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境,利用計算機(jī)的數(shù)值計算、邏輯判斷和推理等功能來制訂零件的機(jī)械加工工藝過程。CAPP的定義數(shù)字化工藝

解決手工工藝設(shè)計效率低、一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)等問題。CAPP的功能CAPP本質(zhì)是利用計算機(jī)技術(shù)輔助工藝師完成零件從毛坯到成品的設(shè)計和制造過程。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的分類派生式CAPP系統(tǒng)按傳統(tǒng)的設(shè)計方式創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)綜合式CAPP系統(tǒng)數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的分類派生式CAPP系統(tǒng)

派生式CAPP系統(tǒng)必須有一定量的樣板(標(biāo)準(zhǔn))工藝文件,以便在已有工藝文件的基礎(chǔ)上修改并編制生成新的工藝文件。

派生式系統(tǒng)是以成組技術(shù)(GT)為基礎(chǔ)，它的基本原理是利用零件的相似性,即相似零件有相似的工藝規(guī)程。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的分類優(yōu)點：開發(fā)周期短、開發(fā)費用低,適用于工藝文件比較簡單的中小工廠。派生式CAPP系統(tǒng)缺點：針對性較強(qiáng),使用局限性大,系統(tǒng)的適應(yīng)能力較差。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的分類創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)

系統(tǒng)工藝規(guī)程由程序中決策邏輯和制造數(shù)據(jù)生成，含加工方法、設(shè)備刀具等知識。工藝決策中的決策邏輯存入工藝知識庫，供調(diào)用。輸入零件信息，系統(tǒng)自動生成工藝文件，用戶可略作修改。數(shù)字化工藝

創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)基于專家系統(tǒng)，不需要樣板工藝文件,采用一定邏輯算法與規(guī)則,對輸入的幾何要素等信息進(jìn)行處理并確定加工要素,從而自動生成工藝規(guī)程。CAPP系統(tǒng)的分類創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)數(shù)字化工藝

綜合式CAPP系統(tǒng)CAPP系統(tǒng)的分類將派生式CAPP系統(tǒng)、創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)與人工智能結(jié)合而成的系統(tǒng)。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的局限性創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)自動生成工藝文件，但需全面零件信息，信息需求量大。因知識表達(dá)和理論推理受限，自優(yōu)化和自完善功能差，專家系統(tǒng)方法仍處于理論研究和簡單應(yīng)用階段。派生式CAPP系統(tǒng)必須有樣板文件,適用局限性大,只針對某些具有相似性的零件產(chǎn)生工藝文件，無法解決其他類型的工藝文件。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基本組成CAPP系統(tǒng)的組成根據(jù)工作原理、產(chǎn)品對象、規(guī)模大小不同而有較大的差異。CAPP系統(tǒng)基本的組成包括：控制模塊零件信息輸入模塊工藝過程設(shè)計模塊工序決策模塊工步?jīng)Q策模塊NC加工指令生成模塊輸出模塊加工過程動態(tài)仿真數(shù)字化工藝

(1)控制模塊CAPP系統(tǒng)的基本組成

協(xié)調(diào)各模塊的運行,作為人機(jī)交互的窗口,實現(xiàn)人機(jī)之間的信息交流,控制零件信息的獲取方式。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基本組成(2)零件信息輸入模塊當(dāng)零件信息不能從CAD系統(tǒng)直接獲取時,用此模塊實現(xiàn)零件信息的輸入。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基本組成(3)工藝過程設(shè)計模塊用于完成加工工藝流程的決策,產(chǎn)生工藝過程卡片,供加工及生產(chǎn)管理部門使用。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基本組成(4)工序決策模塊生成工序卡片,計算工序間尺寸,生成工序圖。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基本組成(5)工步?jīng)Q策模塊

對工步內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計,確定切削用量,提供NC加工控制指令所需的刀位文件。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基本組成(6)NC加工指令生成模塊

依據(jù)工步?jīng)Q策模塊所提供的刀位文件,調(diào)用NC指令代碼系統(tǒng),產(chǎn)生NC加工控制指令。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基本組成(7)輸出模塊

可輸出工藝流程卡片、工序卡片、工步卡片、工序圖及其他文檔,也可從現(xiàn)有工藝文件庫中調(diào)出各類工藝文件,利用編輯工具對現(xiàn)有工藝文件進(jìn)行修改,進(jìn)而得到所需的工藝文件輸出。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基本組成(8)加工過程動態(tài)仿真對所產(chǎn)生的加工過程進(jìn)行模擬,檢查工藝的正確性。加工方法的選擇工藝文件的輸出定位基準(zhǔn)與夾緊方案的選擇毛坯的選擇及毛坯圖的生成加工順序的安排專用機(jī)床、刀具、夾具、量具等工藝裝備設(shè)計方案的提出通用機(jī)床、刀具、夾具、量具等工藝裝備的選擇工藝參數(shù)的計算數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的內(nèi)容數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)（1）成組技術(shù)(GT)(2)零件信息的描述與獲取(3)工藝設(shè)計決策機(jī)制(5)工序圖及其他文檔的自動生成(4)工藝知識的獲取及表示(6)NC加工指令的自動生成及加工過程動態(tài)仿真(7)工藝數(shù)據(jù)庫的建立數(shù)字化工藝

成組工藝是把尺寸、形狀、工藝相近似的零件組成一個個零件族,按零件族制訂工藝規(guī)程并進(jìn)行生產(chǎn)制造。CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)(1)成組技術(shù)(GT)CAPP系統(tǒng)研究與成組技術(shù)相關(guān)，早期多以GT為基礎(chǔ)。能擴(kuò)大批量,減少品種數(shù),提高生產(chǎn)率,適用于多品種、小批量生產(chǎn)。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)

輸入零件信息是CAPP首步，零件信息描述是關(guān)鍵，技術(shù)難度大，影響工藝設(shè)計效率。其準(zhǔn)確性、科學(xué)性和完整性將影響工藝過程質(zhì)量、可靠性和效率。(2)零件信息的描述與獲取數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)對零件的信息描述應(yīng)滿足的要求：(2)零件信息的描述與獲取信息描述要準(zhǔn)確、完整。信息描述要易于被計算機(jī)接受和處理,界面友好,使用方便,效率高。信息描述要易于被工程技術(shù)人員理解和掌握,便于操作人員使用。信息描述系統(tǒng)(模塊或軟件)應(yīng)考慮CAD、CAM、CAT等多方面要求,以信息共享。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)

主要決策內(nèi)容：工藝流程的決策、工序決策、工步?jīng)Q策、工藝參數(shù)決策。(3)工藝設(shè)計決策機(jī)制核心：特征型面加工方法的選擇、零件加工工序、工步的安排及組合。為保證全局最優(yōu)，系統(tǒng)集成內(nèi)容，綜合分析、優(yōu)化、交叉設(shè)計。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)要使工藝設(shè)計在企業(yè)內(nèi)得到廣泛有效的應(yīng)用,必須總結(jié)出適合本企業(yè)零件加工的典型工藝及工藝決策的方法,按CAPP系統(tǒng)的開發(fā)要求,用不同的知識表示形式和推理策略來描述這些經(jīng)驗及決策邏輯。(4)工藝知識的獲取及表示工藝設(shè)計隨設(shè)計人員、資源條件、技術(shù)水平和工藝習(xí)慣的不同而變化。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)(5)工序圖及其他文檔的自動生成工序圖繪制是CAPP系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，也是實施CAPP結(jié)果的重要手段。重要機(jī)理是反推法。自動生成工序圖可降低成本、改善品質(zhì)、提高精度、保證零件性能。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)(6)NC加工指令的自動生成及加工過程動態(tài)仿真依據(jù)工步?jīng)Q策模塊提供的文件,調(diào)用NC指令代碼系統(tǒng),生成NC加工控制指令。加工過程動態(tài)仿真是指對所生成的加工過程進(jìn)行模擬,檢查工藝的正確性。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)(7)工藝數(shù)據(jù)庫的建立分組矩陣文件、標(biāo)準(zhǔn)工藝文件、工步代碼文件等文件庫切削數(shù)據(jù)庫(進(jìn)給量、切削速度、切削深度等)加工設(shè)備庫(機(jī)床、刀具、夾具等)加工余量、公差、工時定額、成本計算參數(shù)庫數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)在智能制造中的應(yīng)用開目CAPP界面目前國內(nèi)CAD、CAM軟件市場上的CAPP系統(tǒng)有機(jī)械加工工藝手冊(軟件版)、金葉CAPP(CAPP

Framework)、開目CAPP及天河CAPP等。數(shù)字化工藝

CAPP系統(tǒng)在智能制造中的應(yīng)用(1)

中國一汽集團(tuán)某汽車廠CAPP應(yīng)用案例CAPP

Framework軟件

中國一汽某汽車廠建機(jī)床、工藝、生產(chǎn)資源等庫，可按需補(bǔ)充。有知識庫支持，工藝編制快速半智能化。圖示化提高編制效率，保證數(shù)據(jù)一致完整。系統(tǒng)共享工藝信息，統(tǒng)計匯總強(qiáng)大，數(shù)據(jù)一致。用戶界面簡潔直觀，易上手，縮短磨合期。數(shù)字化工藝

(2)

天緯油泵油嘴股份有限公司某CAPP應(yīng)用案例CAPP系統(tǒng)在智能制造中的應(yīng)用