工藝卡片自動(dòng)生成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、 中 北 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告學(xué) 生 姓 名：顧必高學(xué) 號(hào)：0802014315學(xué) 院、系：機(jī)械工程與自動(dòng)化專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè) 計(jì) 題 目：工藝卡片自動(dòng)生成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師:劉麗娟 2012年 月 日開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求1開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在系審查后生效；2開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)；3學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）

2、。文中應(yīng)用參考文獻(xiàn)處應(yīng)標(biāo)出文獻(xiàn)序號(hào)，文后“參考文獻(xiàn)”的書(shū)寫(xiě)，應(yīng)按照國(guó)標(biāo)gb 771487文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則的要求書(shū)寫(xiě)，不能有隨意性；4學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫(xiě)全號(hào)（如0201140102），不能只寫(xiě)最后2位或1位數(shù)字；5. 有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)gb/t 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指導(dǎo)教師意見(jiàn)和所在系意見(jiàn)用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)，不得隨便涂改或潦草書(shū)寫(xiě)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述

3、一、 本課題的研究背景及意義隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，單件、小批量的基于訂單的產(chǎn)品生產(chǎn)已成為企業(yè)主要的生產(chǎn)組織方式。迫于成本、質(zhì)量、交貨期等各方面的壓力，使企業(yè)不得不采用大批量定制技術(shù)。傳統(tǒng)的基于零件或圖紙的capp系統(tǒng)已無(wú)法滿足企業(yè)的需求。雖然基于pdm的capp系統(tǒng)能對(duì)大批量定制提供較好的支持并已成為目前研發(fā)的熱點(diǎn)，但從pdm的實(shí)施最終目標(biāo)和大批量定制技術(shù)采用的出發(fā)點(diǎn)來(lái)看，在目前的研發(fā)系統(tǒng)中對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝資源的重用還沒(méi)有提供一個(gè)較好的支撐環(huán)境，而這與成本、質(zhì)量、交貨期密切相關(guān)。因目前企業(yè)根據(jù)訂單來(lái)組織生產(chǎn)時(shí)，80左右可以采用企業(yè)已有的零部件或在此基礎(chǔ)上的變型件，對(duì)企業(yè)原有設(shè)計(jì)和工藝資源進(jìn)行重用

4、的程度已成為我國(guó)與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)中最主要的差距之一。另外，隨著3維cad軟件的廣泛采用，目前的capp系統(tǒng)還沒(méi)有提供一個(gè)與之較好集成的方式，信息化孤島問(wèn)題并沒(méi)有從根本上解決。在實(shí)施自主開(kāi)發(fā)的pdm系統(tǒng)的過(guò)程中，針對(duì)企業(yè)目前3維cad系統(tǒng)及capp系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，從資源充用、信息集成的角度對(duì)變型工藝設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。在pdm環(huán)境下，以solidworks為3維設(shè)計(jì)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了支持變型設(shè)計(jì)的工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并得到了相應(yīng)的驗(yàn)證。作為企業(yè)信息化建設(shè)和c im的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，capp系統(tǒng)除具有目前各系統(tǒng)的相關(guān)功能外，從產(chǎn)品數(shù)據(jù)資源重用、工藝變型設(shè)計(jì)、工程變更和產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成的角度，還應(yīng)該具備以下幾項(xiàng)功能：

5、(1)capp需基于產(chǎn)品的bom和零件管理系統(tǒng)。主要基于三點(diǎn)：第1，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段得到的設(shè)計(jì)bom是工藝設(shè)計(jì)階段的重要依據(jù)，工藝設(shè)計(jì)階段完成之后需向相關(guān)部門(mén)傳遞產(chǎn)品的制造bom以指導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)和采購(gòu)，即從分工的角度工藝設(shè)計(jì)起始于設(shè)計(jì)bom、終止于制造bom。產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)包括零件加工工藝設(shè)計(jì)和裝配工藝設(shè)計(jì)，在制造bom中末端零件之間所反映的為零件的加工工藝，其余的可看作裝配工藝。第2，無(wú)論是設(shè)計(jì)bom還是制造bom，其中的每一結(jié)點(diǎn)可看作零件(或組件、虛擬件、中間件等)。零件的工藝數(shù)據(jù)是零件信息的一部分，所以工藝設(shè)計(jì)時(shí)需通過(guò)零件來(lái)對(duì)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、設(shè)計(jì)。對(duì)零件進(jìn)行重用時(shí)不僅重用了零件的設(shè)計(jì)數(shù)

6、據(jù)，同時(shí)也重用了零件的所有數(shù)據(jù)，因此在工藝設(shè)計(jì)階段不需考慮重用件的工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題。第3，可使工藝設(shè)計(jì)人員盡可能地重用原有產(chǎn)品數(shù)據(jù)資源、共享設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和零部件的變型設(shè)計(jì)上，從而不僅大大縮短設(shè)計(jì)周期，同時(shí)使產(chǎn)品的質(zhì)量和制造的成本在競(jìng)爭(zhēng)中處于更有利的位置。(2)capp系統(tǒng)需更好地支持變型工藝設(shè)計(jì)。不僅在根據(jù)已有零件形成新零件時(shí)存在變型工藝設(shè)計(jì)，另外在進(jìn)行全新零件的設(shè)計(jì)時(shí)(沒(méi)有工藝信息)也存在變型工藝設(shè)計(jì)的問(wèn)題這時(shí)新設(shè)計(jì)的零件有可能是一個(gè)全新的零件，也可能是根據(jù)已有零件形成的新零件(這時(shí)也沒(méi)有工藝信息，比如說(shuō)將原有的零件圖紙或3維模型修改后以新的名稱(chēng)或代號(hào)進(jìn)行命名

7、后所形成的零件，視為全新零件)；對(duì)于全新零件來(lái)說(shuō)，由于沒(méi)有工藝信息，因此需要根據(jù)零件特征等信息對(duì)工藝設(shè)計(jì)資源進(jìn)行檢索，得到可重用的工藝資源，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行變型設(shè)計(jì)。應(yīng)該充分地利用3維cad系統(tǒng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的全相關(guān)性和配置功能，從而更好地支持產(chǎn)品的變型工藝設(shè)計(jì)。(3)capp系統(tǒng)產(chǎn)生的工藝數(shù)據(jù)不僅應(yīng)由pdm系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，而且應(yīng)該與cad系統(tǒng)生成的產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緊密地集成。這樣可更好地支持產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)、工程變更和資源重用。3維cad系統(tǒng)軟件的普及為產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集成創(chuàng)造了必要條件，可考慮在3維cad系統(tǒng)所產(chǎn)生的技術(shù)文件中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成。二、本課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 （一）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)企

8、業(yè)應(yīng)用capp技術(shù)的現(xiàn)狀通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)部分設(shè)計(jì)院、企業(yè)所作的調(diào)研大部分企業(yè)對(duì)capp系統(tǒng)的應(yīng)用情況不令人樂(lè)觀。 企業(yè)應(yīng)用capp系統(tǒng)的現(xiàn)狀： 大部分企業(yè)的工藝設(shè)計(jì)仍然采用手工設(shè)計(jì)的方式，capp的應(yīng)用仍是空白。較偏遠(yuǎn)地區(qū)的企業(yè)，特別是那些中小企業(yè)，不光capp的應(yīng)用是一片空白，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用狀況也令人擔(dān)憂 部分企業(yè)在計(jì)算機(jī)技術(shù)和cad的應(yīng)用較為普及以后，工藝設(shè)計(jì)成為企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。有些企業(yè)自己在word、excel或autocad上繪制出工藝卡片的空白表格，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。此種設(shè)計(jì)方式也是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助工藝設(shè)計(jì)，因此，也可稱(chēng)作capp，但此類(lèi)capp所生成的工藝規(guī)程是以文本文件的形

9、式存在的，工藝部門(mén)只生成文本文件，企業(yè)無(wú)法對(duì)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。 部分企業(yè)已充分認(rèn)識(shí)到工藝設(shè)計(jì)的重要性，并購(gòu)買(mǎi)了部分商品化的capp系統(tǒng)，但由于企業(yè)對(duì)capp認(rèn)識(shí)還存在一些誤區(qū)，因此，capp的應(yīng)用還不盡如人意。目前大部分企業(yè)都已意識(shí)到了capp技術(shù)應(yīng)用的必要性，但企業(yè)在capp系統(tǒng)的選擇和應(yīng)用上還存在較多的誤區(qū)和較大的盲目性，主要表現(xiàn)在盲目追求設(shè)計(jì)的自動(dòng)化、最優(yōu)化，而不注重基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備、基礎(chǔ)技術(shù)的穩(wěn)固發(fā)展和人員素質(zhì)的提高。 企業(yè)應(yīng)用capp的誤區(qū)： 認(rèn)為capp就是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成工藝規(guī)程 首先，丁藝設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的復(fù)雜問(wèn)題，所涉及的因素是大量的，而且是錯(cuò)綜復(fù)雜的，它涉及到零件信息、制

10、造資源、工藝專(zhuān)家知識(shí)等眾多信息(數(shù)據(jù))的組織和管理，它不僅涉及到單純的數(shù)值運(yùn)算，也要處理圖象、字符、表格等復(fù)雜的數(shù)據(jù)，因此，capp系統(tǒng)的核心和難點(diǎn)都是數(shù)據(jù)的處理。其次，由于工藝設(shè)計(jì)對(duì)使用環(huán)境有著極大的依賴(lài)性，且工藝設(shè)計(jì)中許多工藝知識(shí)不具備精確的定義和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模型，許多問(wèn)題是非確定性的，至今工藝設(shè)計(jì)仍處于經(jīng)驗(yàn)決策階段，這就導(dǎo)致工藝設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)性和經(jīng)驗(yàn)性。正是由于以上原因，自動(dòng)化的capp系統(tǒng)目前只能針對(duì)某種特定零件。如回轉(zhuǎn)體；通用自動(dòng)化的capp系統(tǒng)還只能處于研究階段，而無(wú)法應(yīng)用到實(shí)際中。目前capp中的a是輔助(aided)而不是自動(dòng)化(autometie)。 認(rèn)為capp只是基于零件即可，

11、而不必基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 在企業(yè)中，所有生產(chǎn)活動(dòng)都是圍繞著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而展開(kāi)的，一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際上就是這個(gè)產(chǎn)品所有屬性的生成過(guò)程。每一份工藝文件雖然是針對(duì)一個(gè)具體的零、部件，但作為產(chǎn)品的屬性之一，工藝文件也應(yīng)在工藝設(shè)計(jì)計(jì)劃的指導(dǎo)下，圍繞著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)展開(kāi)，這樣就可以清晰地描述產(chǎn)品的裝配關(guān)系，并可直接讀取產(chǎn)品的明細(xì)表數(shù)據(jù)文件將cad中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自動(dòng)帶人到capp系統(tǒng)中。因此，基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的capp系統(tǒng)更適應(yīng)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境。 認(rèn)為capp只是解決工藝卡片的填寫(xiě)和生成，而不注重工藝數(shù)據(jù)的生成和管理 工藝卡片的填寫(xiě)和生成是capp系統(tǒng)必須要解決的問(wèn)題，但在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)capp是連接cad與cam之間

12、的橋梁與紐帶。集成化的capp系統(tǒng)應(yīng)能直接接收cad的零件信息，進(jìn)行工藝規(guī)劃，生成有關(guān)的工藝文件，并以工藝設(shè)計(jì)的結(jié)果和零件信息依據(jù)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮笾锰幚?，生成nc程序，從而實(shí)現(xiàn) cad/capp/cam的系統(tǒng)的集成，其核心是數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，capp系統(tǒng)必需能夠生成工藝數(shù)據(jù)并進(jìn)行管理而不只是完成工藝卡片的填寫(xiě)。 要求各部門(mén)間數(shù)據(jù)的管理、傳輸、任務(wù)的分配等本應(yīng)由pdm完成的工作由capp系統(tǒng)完成 capp系統(tǒng)所解決的是企業(yè)工藝設(shè)計(jì)全過(guò)程，并為企業(yè)的其它系統(tǒng)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。就目前國(guó)內(nèi)企業(yè)的制造環(huán)境而言，設(shè)計(jì)事后數(shù)據(jù)的管理、傳輸?shù)茸钸m宜由pdm系統(tǒng)來(lái)解決。（二）國(guó)外研究現(xiàn)狀capp 技術(shù)作為制造業(yè)信息化的重要組

13、成部分，是產(chǎn)品制造信息的集成地，也是先進(jìn)制造系統(tǒng)的重要支撐技術(shù)之一。capp系統(tǒng)作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)/制造一體化的橋梁，是 cad/cam 系統(tǒng)與pdm、mrp、erp 等其他企業(yè)管理軟件實(shí)現(xiàn)集成的關(guān)鍵，是企業(yè)管理信息化的基礎(chǔ)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）、并行工程（ce）、智能制造系統(tǒng)（ims）、虛擬制造系統(tǒng)（vms）、敏捷制造（am）等先進(jìn)制造系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì) capp 技術(shù)從應(yīng)用的廣度與深度上，都提出了更高、更新的要求。在國(guó)外，經(jīng)過(guò)十多年的努力，特別是以美國(guó)、法國(guó)為代表的西方制造廠商，如boeing、airbus等著名公司在工藝與過(guò)程管理集成及優(yōu)化方面，開(kāi)發(fā)和集成了大量的capp 工

14、程應(yīng)用軟件和制造數(shù)據(jù)管理軟件，建立了各類(lèi)工程數(shù)據(jù)庫(kù)、材料庫(kù)、設(shè)計(jì)和制造特征數(shù)據(jù)庫(kù)、典型工藝庫(kù)、典型零件庫(kù)等，初步解決了產(chǎn)品技術(shù)準(zhǔn)備階段的信息集成與共享問(wèn)題（如cad/capp/cam 集成），制定了相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并成功地應(yīng)用于新型飛機(jī)的研制和型號(hào)技術(shù)改造中，大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短了研制周期、降低了開(kāi)發(fā)成本。 參考文獻(xiàn)： 1 曹智雄.catia 制作范例 m. 北京:中國(guó)水利水電出版社,2001 .2 汪永明. 基于vba 實(shí)現(xiàn)工藝卡片的自動(dòng)輸出 j. 現(xiàn)代制造工程,2002 , (6) :24 -26 .3汪永明,褚學(xué)寧. 基于web 的工藝卡片設(shè)計(jì)與管理信息系統(tǒng)研究 j. 機(jī)械科學(xué)與

15、技術(shù),2003 , (1) :160 -162 .4 劉小思,陳為國(guó). 基于word 模板文檔的工藝卡片的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 j . 機(jī)床與液壓,2003 ,(5):318 -319 .5 杜春濤9高洪深.capp 系統(tǒng)中工藝卡片生成過(guò)程的研究 j . 現(xiàn)代制造工程,2003 , (6) :41 -43 .6 郭振波. 深入淺出visual basic 6 .0 中文版 m . 北京: 人民郵電出版社,1999 .7汪永明 褚學(xué)寧.面向企業(yè)的實(shí)用型capp系統(tǒng)研究j.機(jī)械工程師,2002,(7):26-28.8周一丹 廖萍.機(jī)械加工工藝過(guò)程特征描述j.現(xiàn)代制造工程,2001,(12):5-6.9鄖建國(guó)

16、 呂一鳴.基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的箱體零件capp系統(tǒng)的特征描述法j.機(jī)械工藝師,:.10葛維進(jìn) 陳卓寧 等.專(zhuān)用capp定義工具的研究和實(shí)踐j.機(jī)械工藝師,2001,(4):14-16.11 杜春濤;高洪深capp系統(tǒng)中工藝卡片生成過(guò)程的研究期刊論文-現(xiàn)代制造工程2003(06)12 劉小思;陳為國(guó)基于word模板文檔的工藝卡片的設(shè)計(jì)與應(yīng)用期刊論文-機(jī)床與液壓2003(05)13 汪永明;褚學(xué)寧基于web的工藝卡片設(shè)計(jì)與管理信息系統(tǒng)研究期刊論文-機(jī)械科學(xué)與技術(shù)2003(01)14 林巨廣.施成攀基于vb的catia bom表自動(dòng)生成與導(dǎo)出的開(kāi)發(fā)研究期刊論文-機(jī)械工程師2010(7)15 李進(jìn).馬曉

17、平.朱駿.唐桂林catia環(huán)境下獲取erp系統(tǒng)中bom數(shù)據(jù)期刊論文-江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2006(2)16 an integrated web-based cad/capp/cam system for the remote design and manufacture of feature-based cylindrical parts外文期刊alberto j. alvaresjoao carlos e. ferreiraroman m. lorenzojournal of intelligent manufacturing,eisci2008 617 towards a fiv

18、e-axis machiningcappsystem: a set-up planning tool solving accessibility constraints外文期刊v. capponif. villeneuvejournal of computing and information science in engineering,eisci2009 418 integration of the cad/capp/ppc systems外文期刊c. grabowikk. kalinowskiz. monicajournal of materials processing technol

19、ogy,eisci2005 019 an integratedcapp/cam system for stamping die pattern machining外文期刊hayong shingustav j. ollingyun c. chungbo h. kimsu k. chocomputer-aided design,eisci2003 2 20 knowledge-based vehicle brake system design platform integrated pdm and expert system外文會(huì)議li liangxue chunyuqi xueleshen j

20、unsong jianchinese association for system simulation(cass)korea society for simulation(kss)japanese society for simulation technology(jsst)2005 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：本系統(tǒng)主要采用基于cs架構(gòu)的三層體系結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)程查詢(xún)模塊采用bs結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用microsoft sql server 2000，中間層采用基于net平臺(tái)的visual c#進(jìn)行開(kāi)發(fā)，客戶(hù)端各功能模塊采用vi

21、sual basic開(kāi)發(fā)，利用visual c+開(kāi)發(fā)的插件將各功能模塊集成于solidworks環(huán)境下。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。圖1系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)1. pdm平臺(tái)在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)產(chǎn)品可形成不同的產(chǎn)品版本，每個(gè)版本由若干零部件組成。從不同的角度(即視圖)這些零部件之間存在不同的隸屬關(guān)系(即bom)。對(duì)銷(xiāo)售人員所需體現(xiàn)的是產(chǎn)品的功能bom，對(duì)研發(fā)人員所需體現(xiàn)的是設(shè)計(jì)bom，對(duì)工藝和生產(chǎn)人員而言所需體現(xiàn)的是制造bom，等等。在零部件中可以掛接(或包含)零件的所有數(shù)據(jù)和文件信息。任一零部件可以出現(xiàn)在不同的視圖、不同的版本、甚至不同的產(chǎn)品中，因此可從數(shù)據(jù)模型的角度保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)資源的重用、避免工藝的重

22、復(fù)設(shè)計(jì)。2. 基于solidworks的設(shè)計(jì)系統(tǒng) 通過(guò)solidworks的api可根據(jù)需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。本系統(tǒng)的各應(yīng)用程序采用visual basic，各應(yīng)用程序與solidworks的接口插件開(kāi)發(fā)采用visual c+。所開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2基于solidworks的設(shè)計(jì)系統(tǒng)3維cad環(huán)境下，零部件的幾何尺寸、工藝信息等都是作為零部件的屬性存在，包括屬性名稱(chēng)和屬性值。根據(jù)零部件變型設(shè)計(jì)的思想可在3維cad環(huán)境下對(duì)零部件進(jìn)行工藝變型設(shè)計(jì)。在屬性編輯工具中可對(duì)零件的設(shè)計(jì)參數(shù)、工藝參數(shù)及管理信息以屬性的形式進(jìn)行定義和維護(hù)。并可在屬性編輯器中建立屬性與變量之間的關(guān)聯(lián)

23、，可通過(guò)修改屬性來(lái)達(dá)到修改設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)的目的。屬性同產(chǎn)品零部件模型一同存儲(chǔ)于文件中，并能及時(shí)與pdm系統(tǒng)進(jìn)行通訊和更新。屬性的形式可以是文件級(jí)屬性或配置級(jí)屬性。通過(guò)零件配置管理子系統(tǒng)中可通過(guò)集成界面的設(shè)置自動(dòng)在solidworks文件中建立不同的配置，在每一個(gè)配置中可定義不同的屬性。該子系統(tǒng)一般與其它子系統(tǒng)配合使用，主要是零件族管理系統(tǒng)和工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)航工具。零件族管理系統(tǒng)基于solidworks平臺(tái)，與pdm系統(tǒng)的零件管理系統(tǒng)既有區(qū)別、又相互聯(lián)系。此處的零件族管理系統(tǒng)也按零件相似性，將形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)相似的零部件設(shè)計(jì)成系列零件，并且每個(gè)零件都鏈接了零件的所有數(shù)據(jù)和文檔，但不同之處在于該子系統(tǒng)中

24、的每一零件的數(shù)據(jù)都集成在一個(gè)文檔中，并且與solidworks的系列零件設(shè)計(jì)表可實(shí)現(xiàn)雙向通訊。工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)航指在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)系統(tǒng)引導(dǎo)的方式，利用設(shè)計(jì)規(guī)則、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)資源，逐步引導(dǎo)設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)工作。通過(guò)設(shè)計(jì)導(dǎo)航可實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)共享、數(shù)據(jù)重用和信息的快速獲取。在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，可參考工藝資源庫(kù)中的數(shù)據(jù)。例如當(dāng)用戶(hù)需要選擇部門(mén)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用車(chē)間庫(kù)的資源。3. capp主控模塊 主控模塊主要管理和維護(hù)各模塊的邏輯關(guān)系。4. 參數(shù)化工藝建模模塊 在pdm系統(tǒng)的產(chǎn)品配置管理子系統(tǒng)中對(duì)系列產(chǎn)品建立相應(yīng)的配置模板和主文檔。本模塊主要完成主文檔對(duì)應(yīng)的工序圖模型的設(shè)計(jì)，每一工序圖模型以零件配置的形式存

25、在。本模塊通過(guò)基于solidworks的工藝設(shè)計(jì)導(dǎo)航器和零件配置管理系統(tǒng)在工序圖模型設(shè)計(jì)過(guò)程中同時(shí)定義相應(yīng)的工序信息，工序信息以配置屬性的形式附加在工序圖模型上。5. 工藝變型設(shè)計(jì)模塊工藝變型設(shè)計(jì)模塊通過(guò)零件配置級(jí)屬性來(lái)改變工序圖模型的工藝參數(shù)而對(duì)零部件進(jìn)行快速的變型工序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流程在下面進(jìn)行分析和論述。6. 工藝優(yōu)化模塊 工藝優(yōu)化模塊在pdm系統(tǒng)的工藝資源管理子系統(tǒng)和工藝知識(shí)庫(kù)的支持下對(duì)工藝模型和工藝規(guī)程進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)化。7. 工藝文檔管理模塊 工藝文檔管理在pdm系統(tǒng)的支持下主要完成人員分工與權(quán)限控制、文檔的訪問(wèn)控制以及各項(xiàng)文檔管理。具體內(nèi)容包括各類(lèi)工藝卡片、報(bào)表模板的定制以及工藝文件的更

26、改單控制、工藝規(guī)程審核、匯總統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、審批、瀏覽、打印等。其中工藝卡片及報(bào)表模板的定制均在solidworks環(huán)境下進(jìn)行，由于充分利用了solidworks的文件級(jí)和配置級(jí)屬性因此可高效地完成模板的定制、工藝文件的生成和相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的安全控制。8. 系統(tǒng)集成接口模塊 由于在pdm系統(tǒng)中通過(guò)零件管理子系統(tǒng)來(lái)對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)和文件進(jìn)行集成，并且利用3維cad系統(tǒng)的自定義屬性功能來(lái)對(duì)零件的相關(guān)(設(shè)計(jì)、工藝、管理)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，因此本接口模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)pdm系統(tǒng)與cad、capp、cam各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)更新、提取和查詢(xún)，其中查詢(xún)工作主要是查詢(xún)pdm系統(tǒng)中零件管理系統(tǒng)中的相關(guān)信息。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)

27、鍵技術(shù)：1.工藝與設(shè)計(jì)信息的集成 在solidworks的對(duì)象模型中提供了外部應(yīng)用程序?qū)δＰ臀募捌湎嚓P(guān)的屬性和變量進(jìn)行訪問(wèn)和操作的外部接口，通過(guò)該接口可實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的特征及其屬性、變量進(jìn)行定義和編輯的操作。這樣可將模型的工藝信息以屬性或變量的形式附加于設(shè)計(jì)模型上。例如：(1)通過(guò)模型文檔類(lèi)的addpropertyextension、getpropertyextension函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)零件特征、曲面屬性的設(shè)置和訪問(wèn)，如硬度、粗糙度等；(2)通過(guò)選擇集類(lèi)的getselectedobjecttype實(shí)現(xiàn)對(duì)特征類(lèi)型的訪問(wèn)；(3)通過(guò)特征類(lèi)的name、getfacecount對(duì)特征的名稱(chēng)及構(gòu)成的信息進(jìn)行訪

28、問(wèn)；(4)通過(guò)尺寸類(lèi)的g ettol e r an c et y p e、getto!erancevalues和settolerancetype、gettolerancevalues函數(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)尺寸公差類(lèi)型及偏差的訪問(wèn)和設(shè)置。基于此，可將零件的工藝路線、工序、工時(shí)和材料定額等工藝信息以屬性的形式存儲(chǔ)與模型文件中，從而從邏輯和存儲(chǔ)兩個(gè)角度均可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和工藝信息的集成。這些屬性的編輯可通過(guò)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的屬性編輯器進(jìn)行。2. 屬性編輯器的設(shè)計(jì) 屬性編輯器設(shè)計(jì)的目的不僅是為了便于工藝設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，對(duì)于設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理也是同樣重要的。同時(shí)一個(gè)集成的環(huán)境也便于對(duì)相關(guān)屬性值施加約束。如

29、“質(zhì)量”與“材料”的關(guān)聯(lián)和編輯環(huán)境的集成等。通過(guò)模型文件的addcustomlnfo屬性定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的總體信息進(jìn)行定義和編輯。 首先需通過(guò)getobject方法來(lái)建立應(yīng)用程序與solidworks的鏈接；鏈接完成之后，須對(duì)當(dāng)前的活動(dòng)文檔進(jìn)行檢測(cè)；之后將材料庫(kù)中的材料加載到組合框中以供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇；最后通過(guò)當(dāng)前活動(dòng)文檔的summarylnfo對(duì)象的getcustomlnfovalue方法提取出各屬性的值并在界面中的相應(yīng)位置進(jìn)行顯示。在此基礎(chǔ)上可對(duì)零件的物性進(jìn)行查詢(xún)。計(jì)算各物性參數(shù)時(shí)需利用當(dāng)前活動(dòng)文檔對(duì)象的getmassproperties方法?？梢缘玫降奈镄詤?shù)包括零件的密度、重心、表

30、面積、慣性矩等。3. 系列零件設(shè)計(jì)表的設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)系列零件設(shè)計(jì)系列零件表可建立其工藝配置。對(duì)系列零件建立一個(gè)工藝模板，即預(yù)先將零件主要工藝過(guò)程，按工序內(nèi)容建立系列零件表，實(shí)現(xiàn)工序的配置管理，為工序間簡(jiǎn)圖實(shí)現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)創(chuàng)造條件。系列零件設(shè)計(jì)表是通過(guò)在solidworks中調(diào)用excel電子表格建立的。系列零件設(shè)計(jì)表中常用的設(shè)計(jì)表參數(shù)：(1)狀態(tài)：狀態(tài)列用來(lái)設(shè)置特征的狀態(tài)。由壓縮(s)和解除壓縮(u)組成；(2)尺寸：用于設(shè)定特征的尺寸數(shù)值，需要使用尺寸的全名；(3)備注：備注列用來(lái)給各個(gè)配置增加文本字符串，使用格式為“$備注”；(4)用戶(hù)注釋?zhuān)河脩?hù)注釋與備注類(lèi)似，用來(lái)在行或者列中產(chǎn)生文本字符串，

31、使用格式為“$注釋”。系列零件設(shè)計(jì)表是一個(gè)雙向設(shè)計(jì)表：修改系列零件設(shè)計(jì)表中的參數(shù)可以修改零件，反之，修改被設(shè)計(jì)表驅(qū)動(dòng)的尺寸值，同樣可以修改系列零件設(shè)計(jì)表中的參數(shù)。4.基于solidworks的工藝配置管理 在solidworks環(huán)境下，同一個(gè)模型可有不同的配置，對(duì)一個(gè)零件，確定其可變參數(shù)和不變參數(shù)。對(duì)結(jié)構(gòu)相同，尺寸不同的零件可通過(guò)變更尺寸參數(shù)來(lái)獲得新的配置；對(duì)結(jié)構(gòu)有差異的零件，可以通過(guò)solidworks提供的壓縮或者還原特征來(lái)生成新的配置。 一個(gè)零件可以有多個(gè)版本的工藝路線，每條工藝路線下面包括多個(gè)工序。利用solidworks提供的配置管理的功能，將工藝路線版本作為零件的配置進(jìn)行管理。工藝路線包括的工序作為工藝路線版本的派生配置，形成工藝路線配置結(jié)構(gòu)樹(shù)。不同的配置用版本加工序名稱(chēng)來(lái)區(qū)分。 上述所有配置都存在于系列零件設(shè)計(jì)表中。設(shè)計(jì)表中包括每道工序的所有信息。利用系統(tǒng)提供的交互式界面，可以修改設(shè)計(jì)表中的參數(shù)。通過(guò)修改系列零件設(shè)計(jì)表中的尺寸參數(shù)可以改變模型的尺寸，系列零件設(shè)計(jì)表中的狀態(tài)列控制特征的狀態(tài)，通過(guò)設(shè)置壓縮或者解除壓縮來(lái)達(dá)到變型