1、計算機輔助工藝設計CAPP武永橋武永橋20140220361一、計算機輔助工藝設計的 概念 概念：概念： 計算機輔助工藝設計（Computer Aided Process Planning, CAPP)是利用計算機技術輔助工藝師完成零件從毛坯毛坯到成品成品的設計和制造過程，是將產品的設計信息設計信息轉換為制造信息制造信息的一種技術。是通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計算機自動輸出零件的工藝路線和工序內容的過程。23CAPP概念示意圖成品成品計算機計算機零件零件工工藝藝路路線線工工序序幾何信息幾何信息制造信息制造信息工藝信息工藝信息毛坯毛

2、坯工藝師工藝師傳統的工藝設計存在的問題傳統的工藝設計存在的問題勞動強度大，效率低設計周期長，不能適應市場瞬息多變的需求依賴于工藝師的水平1.標準化和最優化差，經驗的繼承性困難。4 二、二、CAPP發展背景發展背景工藝在生產制造中的重要地位工藝在生產制造中的重要地位 橋梁、加工依據質量保證、提高生產率降低成本5三、CAPP發展背景基本工作步驟基本工作步驟市場需求市場需求CADCAPPCAM產品輸出產品輸出CAPP技術的特點提高了工藝文件的質量,縮短了生產準備周期將工藝人員從繁瑣、重復的勞動中解放出來將有經驗的工藝人員的經驗總結出來，提高了企業工藝設計的繼承性。實現了工藝設計的標準化，有利于工藝設

3、計的最優化。1.滿足了現代制造業自動化生產的需要，并為實現制造系統信息化創造了條件。6三、CAPP發展背景三、CAPP發展背景 CAPP與傳統工藝設計比較與傳統工藝設計比較工作量效率工作量效率設計周期設計周期繼承性繼承性標準化最標準化最優化優化信息集成化信息集成化傳統傳統量大、效率量大、效率低低長長差差差差信息無法集成信息無法集成CAPP量輕、效率量輕、效率高高短短好好好好有利于實現有利于實現CIMS7 1965年由挪威人年由挪威人Niebel首次提出首次提出CAPP思想思想 經歷了檢索式、派生式、創成式、經歷了檢索式、派生式、創成式、混合式、專家系統、開發工具等不混合式、專家系統、開發工具等

4、不同的發展階段同的發展階段8四、CAPP發展過程和趨勢 我國的我國的CAPP起步于起步于20世紀世紀80年代年代同濟、清華、北航、華中科大、西安交大、上海交大、西北工大等都是較早研究CAPP的。 商業化的商業化的CAPP系統有：系統有： 開目開目CAPP 天河天河CAPP 思普思普CAPP 金葉金葉CAPP 大天大天CAPP 艾克斯特艾克斯特CAPP 天喻天喻CAPP CAXACAPP等等。9四、CAPP發展過程和趨勢CAPP系統發展的熱點和趨勢系統發展的熱點和趨勢產品信息模型的生成與獲取CAPP體系結構研究及CAPP工具系統的開發并行工程（CE）模式下的CAPP系統基于分布型人工智能技術的分

5、布型CAPP系統人工神經網絡技術與專家系統在CAPP中的應用面向的實用化CAPP系統1.CAPP與自動生產高度系統的集成10四、CAPP發展過程和趨勢檢索式檢索式CAPP系統系統派生式派生式CAPP系統系統創成式創成式CAPP系統系統半創成式半創成式CAPP系統系統廣義廣義CAPP系統系統智能型智能型CAPP系統系統11五、CAPP的基本類型 檢索式檢索式CAPP系統系統l適用范圍：適用范圍：大批量生產模式，工件種類少，零件變化不大且相似程度高。l工作原理：工作原理：事先將設計好的各類零件加工工藝規程存儲在計算機中，對已建立的工藝規程進行管理。在編制新零件工藝規程時，檢索出同類零件存有的工藝規

6、程，并進行修改。l特點：大批量生產模式，工件種類少，零件變化不大且相似程度高。簡單實用，易建立，自動決策能力差。12五、CAPP的基本類型派生式派生式CAPP系統系統l適用范圍適用范圍：廣泛，實用型CAPP系統。l工作原理：工作原理：以成組技術為基礎，按零件結構和工藝的相似性，將零件分類歸組，形成零件族，并給每一族的零件制定優化的加工方案和典型工藝規程。使用時根據零件編碼檢索出標準工藝，并在此基礎上進行編輯修改。l特點：建立在成組技術基礎上特點：建立在成組技術基礎上.結構簡單結構簡單,易構建、易開發和維護、有系統性能可靠成熟等優點。13五、CAPP的基本類型五、CAPP的基本類型派生式派生式C

7、APP系統的工作流程：系統的工作流程：14 創成式創成式CAPP系統系統l適用范圍：適用范圍：理想范圍很廣泛，實際目前應用少l工作原理：工作原理：根據輸入的零件信息，通過邏輯推理、公式和算法等，作出工藝決策而自動地生成零件的工藝規程。它需要有一個收集工藝數據的數據庫和一個存儲工藝專家知識的知識庫。l特點：特點：不存在標準工藝規程,有一個收集工藝數據的數據庫和一個存儲工藝專家知識的知識庫,以邏輯算法加決策表為其特征.上世紀70年代后期美國普渡大學的Wysk博士提出15五、CAPP的基本類型 半創成式半創成式CAPP系統（綜合型系統（綜合型CAPP系統）系統）l適用范圍：廣泛，以單件、中小批量生產

8、企業為主。適用范圍：廣泛，以單件、中小批量生產企業為主。l工作原理：工作原理：是派生式和創成式CAPP的綜合，采用派生的方法首先生成零件的典型加工順序，然后再根據零件信息，采用邏輯推理決策的方法生成零件的工序內容，最后再人機交互式地編輯修改工藝規程。l特點：特點：是派生式和創成式CAPP的綜合,便于結合企業的具體情況進行開發.16五、CAPP的基本類型 廣義廣義CAPP系統（多元化系統（多元化CAPP系統）系統）適用范圍：適用范圍：適合不同的生產模式。工作原理：工作原理：將傳統CAPP的概念擴充到生產計劃編制、車間調度和生產負荷平衡等領域。包括了多種CAPP模式（檢索式、派生式、創成式）。特點

9、：包括多種特點：包括多種CAPP模式模式,根據不同的生產情況系統可自根據不同的生產情況系統可自動選擇適用的模式動選擇適用的模式.17五、CAPP的基本類型 智能智能CAPP系統系統工作原理工作原理：將人工智能技術應用在CAPP系統。特點：特點：加入推理機制。以人工智能、專家系統技術為基礎的CAPP系統。強調工藝設計系統中工藝知識的表達、處理機制以及決策過程的自動化。創成式創成式CAPP：“邏輯算法決策表邏輯算法決策表”專家系統專家系統CAPP：“邏輯推理知識邏輯推理知識”上世紀80年代法國的Descotte開發第一個利用人工智能技術的CAPP系統GARI系統18五、CAPP的基本類型19CAP

10、P系統系統工作原理工作原理檢索式檢索式CAPP派生式派生式CAPP創成式創成式CAPP混合式混合式CAPP專家系統專家系統CAPP零件類型零件類型回轉體零件回轉體零件非回轉體零件非回轉體零件盤套類零件盤套類零件箱體類零件箱體類零件桿件類零件桿件類零件板塊類零件板塊類零件工藝類型工藝類型工藝數據組織形式工藝數據組織形式系統實現技術系統實現技術與其它系統的集成與其它系統的集成機加工機加工CAPP焊接焊接CAPP。裝配裝配CAPP文件型文件型CAPP數據庫型數據庫型CAPP文件與數據庫混合型文件與數據庫混合型CAPP基于結構化技術的基于結構化技術的CAPP基于面向對象技術的基于面向對象技術的CAPP基于組件技術的基于組件技術的CAPP單元單元CAPP集成化的集成化的CAPP五五、CAPP的基本類型的基本類型CAPP包含的技術：成組技術（Group Technology)零件信息的描述與獲取工藝設計決策機制工藝知識的獲取及表示工序圖及其他文檔的生成NC加工指令的自動生成及加工過程動態仿真1.工藝數據庫的建立20六、CAPP的基本構成六、CAPP的基本構成基本構成模塊基本構成模塊控制模塊：控制模塊：協調各模塊的運行零件信息輸入模塊：零件信息輸入模塊：實現零件信息的輸入工藝過程設計模塊：工藝過程設計模塊：形成加工工藝流程和工藝過程卡工序決策模塊：工序決策模塊：生