网络化计算机辅助设计与制造技术 第2版 教学课件 ppt 作者 江平宇 第四章

1、第4章 网络化计算机辅助工艺设计技术,4.1 计算机辅助工艺设计技术概况 4.2 网络化CAPP的概念与系统结构 4.3 网络化CAPP的工艺数据库技术 4.4 零件制造特征的网络化表达、映射与传输 4.5 基于知识的CAPP系统实现技术 4.6 网络化CAPP系统的流程管理与安全模型 4.7 面向远程协同工艺设计的网络化CAPP系统 4.8 CAPP技术研究的发展趋势 4.9 思考题,4.1 计算机辅助工艺设计技术概况,4.1.1 CAPP的基本概念与系统功能模型 4.1.2 CAPP的基础技术 4.1.3 CAPP系统类型 4.1.4 CAPP在制造业信息化中的作用,4.1.1 CAPP的基本概念与系统功能模型,(1)CAPP技术含义 (2)CAPP系统的功能模型 (3)CAPP的功能需求,(1)CAPP技术含义,CAPP是指在人和计算机组成的系统中，依据产品设计信息、设备约束和资源条件，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等来编制零件加工的工艺路线、工序内容和管理信息等工艺文件，将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术，也是一种将产品设计信息与制造环境提供的所有可能的加工

2、能力信息，进行匹配与优化的过程。,(2)CAPP系统的功能模型,图4-1 CAPP系统的基本功能模型,(3)CAPP的功能需求,1)基于产品结构：机械制造企业的生产活动都是围绕产品而展开的，产品的制造生产过程也就是产品属性的生成过程。 2)工艺设计：这是工艺工作的核心工作，CAPP应高效率、高质量地保证工艺设计的完成，通常包括选择加工方法、安排加工路线、检索标准工艺文件、工艺过程卡和工序卡的编制、优化选择切削用量、确定工时定额和加工费用、绘制工序图及编制工艺文件等内容。 3)资源的利用：在工艺设计的过程中，常常需要用到资源，即工艺设计需要大量工艺资源数据(工厂设备、工装物料和人力等)，需要应用工艺技术支撑数据(工艺规范，国家、行业和企业技术标准，用户反馈)，需要参考工艺技术基础数据(工艺样板、工艺档案)，同时更需要借助于企业在长期工艺设计过程中积累的大量工艺知识和经验资源。,4)工艺管理：对工艺文件进行管理是保护、积累和重用企业工艺资源的重要内容，工艺管理对有关工艺数据进行统计，包括产品级的工艺路线设计、材料定额汇总等，对工艺设计和成本核算起着指导性的作用，同时需要提供工艺设计中对定型

3、产品工艺进行的分类归档以及归档后的有效利用的功能。 5)工艺流程管理：工艺设计要经过设计、审核、批准、会签的工作流程，CAPP系统应能在网络环境下支持这种分布式的审批性处理。 6)标准工艺管理：CAPP系统中应有标准或称典型工艺的存储。 7)制造工艺信息系统：产品在整个生命周期内的工艺设计通常涉及产品装配工艺、机械加工工艺、钣金冲压工艺、焊接工艺、热处理工艺、毛坯制造工艺、返修处理工艺等工艺设计，机械加工工艺中通常涉及回转体类零件、箱体类零件、支架类零件等各种零件类型。,4.1.2 CAPP的基础技术,1)成组技术(Group Technology，GT)：我国早期开发的CAPP系统一般多为以GT为基础的变异式CAPP系统。 2)产品零件信息的描述与获取方法：CAPP与CAD、CAM类似，其单元技术都是按照自己的特点而各自发展的。 3)工艺设计决策方法：其中核心为特征型面加工方法的选择，零件加工工序及工步的安排及组合。 4)工艺知识的获取及表示技术：工艺设计是随设计人员、资源条件、技术水平、工艺习惯而变的。 5)工序图及其他文档的自动生成方法。 6)NC加工指令的自动生成及加工过程动态

4、仿真技术。 7)工艺数据库的建立技术。,4.1.3 CAPP系统类型,(1)交互式CAPP系统 (2)派生式CAPP系统 (3)创成式CAPP系统 (4)混合式CAPP系统 (5)基于知识的CAPP系统,(1)交互式CAPP系统,图4-2 人机交互式CAPP系统,(2)派生式CAPP系统,图4-3 派生式CAPP系统的工作原理,(3)创成式CAPP系统,图4- 4 创成式方法的工作原理,(4)混合式CAPP系统,图4-5 混合式CAPP系统工作原理,(5)基于知识的CAPP系统,基于知识的CAPP系统也称为智能型CAPP系统，是将人工智能技术应用在CAPP系统中从而形成CAPP专家系统。与创成式CAPP系统相比，虽然二者都可自动生成工艺规程，但创成式CAPP是以逻辑算法加决策表为特征，而智能型CAPP是以知识库加推理机为特征。工艺设计专家系统的特征是知识库及推理机，其知识库由零件设计信息和表达工艺决策的规则集组成，而推理机是根据当前的事实，通过激活知识库的规则集，而得到工艺设计结果，专家系统中所具备的特征在智能CAPP系统中都应得到体现。,4.1.4 CAPP在制造业信息化中的作用,(

5、1)设计数据信息流 (2)管理数据信息流 (3)进度数据信息流,图4-6 CAPP信息交互图,4.2 网络化CAPP的概念与系统结构,4.2.1 CAPP与网络化 4.2.2 网络化CAPP的特点 4.2.3 网络化CAPP系统的体系结构,4.2.1 CAPP与网络化,(1)CAPP的网络化需求 (2)硬件对CAPP技术的影响 (3)信息应用方式对CAPP技术的影响,4.2.2 网络化CAPP的特点,1)资源广义性：网络制造环境下的工艺规划所利用的制造资源是企业动态联盟、虚拟车间资源。 2)资源分布性：多个合作企业在空间上分布于不同地域，根据各自的工艺习惯有不同的工艺操作规范。 3)协同作业性：在网络化制造环境下，企业更专注于自身核心竞争力的培养与发展，合作伙伴间的协作、交流大大增加，这给工艺合作伙伴选择与评价以及协同工艺设计等提出了新要求。 4)组合动态性：网络化制造具有4阶段生命周期，即协作目标确定、合作伙伴组建、运行和解散，其组织和结构形式应市场需求而变化。 5)分布异构性：由于工艺设计活动分工协同完成，合作企业在地域上是分散于各地的，这就造成工艺信息的分布性。,4.2.3 网络

6、化CAPP系统的体系结构,(1)客户端应用层 (2)应用程序服务器层 (3)资源层,图4-7 网络化CAPP系统的层次结构,(1)客户端应用层,第一层是客户端应用层，主要为用户提供系统显示、信息输入、交互操作和结果输出等操作。当客户端是基于GUI的应用程序时，客户通过图形交互操作向系统发出调用所需应用程序服务器功能组件的请求，获得可调用接口后，就可以运用功能组件中的逻辑方法，使组件进行相关逻辑运作，进行工艺设计与过程管理等功能操作。,(2)应用程序服务器层,1)集成接口工具：提供CAPP系统和PDM、ERP等系统之间的数据导入导出接口，实现工艺与设计、工艺与制造的集成。 2)产品结构管理工具：完成企业对各类BOM的输入、转换、输出、调整等需求，主要功能在于获取并管理产品的总体信息和结构信息，并与对应工艺信息统一起来，为工艺设计与过程管理服务(以BOM为核心)。 3)工艺设计任务分派工具：依据企业工艺任务分配原则，模拟企业实际工艺任务的分配过程，并实现工作量的计算和平衡。 4)工艺设计流程管理工具：即企业工艺部门的工作流管理，包括设计、校对、审批、更改等一系列工作过程。 5)工艺文档管理

7、工具(程序实现为工艺文档管理分系统)：实现对所有以文档形式存在的工艺及其相关文件的管理，工艺文件包括工艺手册、设计大纲、各种规范等，事务文件包括会议纪要、工作联系单等。,6)工艺信息管理工具：指查询、统计、汇总等一系列对工艺信息的操作或再加工。 7)工艺文件输出管理工具：将数据库中的工艺数据以企业规定的格式(不同的企业有不同的工艺文件格式)或要求输出，输出一词包括多种含义，如纸质文件打印、Web页面浏览、形成某种类型的工艺计算机文件等。 8)工艺资源管理工具(程序实现为工艺资源管理分系统)：对设备、工装、材料等工艺可利用资源进行管理，以方便工艺设计时对这些工艺资源状态以及性质的查询和引用。 9)典型工艺管理工具：依托某种技术模式(如成组技术)对企业成熟的、典型的工艺信息进行管理，是存储工艺知识、优化工艺设计、缩短工艺设计时间、实现工艺设计标准化和规范化的保证。 10)工艺决策知识管理工具：工艺决策与推理知识是CAPP系统智能化的体现。,11)派生工艺设计工具：利用典型工艺或工艺实例进行检索、派生或基于实例推理的工艺设计。 12)创成工艺设计工具：利用工艺决策等知识自动完成工艺设计。 1

8、3)工艺编辑工具：提供强大的在线工艺编辑支持，插入图形或特殊符号，动态提示，异步加载和保存工艺数据，维持修改记录，切换编辑、浏览、打印模式，关联更新等。 14)工序图绘制工具：工序图绘制是CAPP系统的重要功能，工序图是工艺文件的重要组成部分，并具有图形简单等特点。 15)辅助应用工具：包括工时定额公式定义及计算、材料定额公式定义及计算等诸多辅助工具，目的是方便工艺人员对系统的使用并进一步减轻工作量。,16)用户组织管理工具：工艺设计是一个多任务、多用户的并发过程，因此需要完备的用户、组织、角色、权限的管理机制以保证系统安全和有序。 17)权限管理工具：提供系统安全、登录、权限、消息管理等功能。,(3)资源层,系统的底层是整个系统的数据平台资源层。由工艺数据库、工艺知识库、工艺资源库、产品(零件)库和图形库组成的广义数据库为系统提供了数据支持。这些库的存在形式可以是关系数据库，部分需要由文件系统来担任，以满足企业各类数据结构的需要。例如，图形库用来保存工艺卡片中的附图，图形以文件形式上载到服务器上，其他用户在打开工艺卡片时图形再从服务器下载到客户端，从而实现共享。,4.3 网络化CAP

9、P的工艺数据库技术,4.3.1 工艺设计信息处理模式 4.3.2 工艺卡片的数据库模型 4.3.3 制造工艺资源数据库 4.3.4 网络化工艺设计信息数据库,4.3.1 工艺设计信息处理模式,图4-8 工艺信息的三层结构,4.3.2 工艺卡片的数据库模型,1)单元区域：该区域主要用来表现属性数据，如零件材料、产品名称等。 2)表格区域：该区域主要用来表现二维表形式的属性，如工艺规程、明细表等。 3)图形区域：该区域主要用来显示图形数据。,图4-9 工艺卡片区域划分,4.3.3 制造工艺资源数据库,(1)制造资源 (2)工艺标准资源 (3)工艺资源描述方法及工艺资源结构树的实现方法,图4-10 工艺资源数据模型,(1)制造资源,制造资源库的数据由两部分组成：一部分是静态数据，是指有关资源、加工设备、材料、管理等方面的信息，它们一般不会在生产过程中发生变化，但可根据需要加以修改和补充；另一部分是动态数据，反映了一些随时有可能变化的信息，与生产实践密切相关。 基于面向对象的思想把制造资源的结构描述与其相应的行为(工艺能力、状态、反馈等知识)封装，使得每一个资源对象作为一个与物理世界相对应的概念，既表示了其结构形式，又表示了它在制造过程中将产生的行为，从而将制造资源的结构信息和工艺能力知识信息及其状态管理信息统一为结构化的对象表示，实现制造资源信息和知识及其生产管理信息的共享、维护和继承。,(2)工艺标准资源,图4-11 工艺资源数据访问信息模型,(3)工艺资源描述方法及工艺资源结构树的实现方法,1)资源数据表：定义各类资源需管理的数据对象。 2)资源类型表：每一种工艺资源都在工艺资源类型中予以登记，该表包含资源名称、简单查询、复杂查询、资源表名等属性。 3)数据字典：为动态地扩展各类工艺资源属性语义的描述，每一类工艺资源数据表的字段含义都在数据字典中予以定义，当工艺资源管理系统得到了查询结果后，可调用数据字典的属性翻译(Translate)方法将查询结果转换为(属性1，属性1值，属性1类型)，(属性2，属性2值，属性2类型)的标准形式呈现给用户，包括资源数据表名、属性名、属性说明、属性类型等。,为了使工艺资源类型的记录层次表示分明，资源类型树用“树的双亲表示方法”表示。资源类型表中有两个关键字段，其中字段“资源类型定义序号”代表自身代号，是

《网络化计算机辅助设计与制造技术 第2版 教学课件 ppt 作者 江平宇 第四章》由会员E****分享，可在线阅读，更多相关《网络化计算机辅助设计与制造技术 第2版 教学课件 ppt 作者 江平宇 第四章》请在金锄头文库上搜索。