成組技術(shù)派生式CAPP系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1、基于成組技術(shù)的派生式 CAPP 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1 概述1.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)目標(biāo)概述隨著社會(huì)需求和商品市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展， 產(chǎn)品的生產(chǎn)方式和方法也發(fā)生了重 大轉(zhuǎn)變，單一品種的規(guī)模生產(chǎn)逐漸被多品種多批量的總量規(guī)模生產(chǎn)所代替。 傳統(tǒng) 的生產(chǎn)方式以不能滿(mǎn)足現(xiàn)代制造業(yè)的需要， 生產(chǎn)周期加長(zhǎng)， 成本提高， 而且機(jī)器 的利用率會(huì)大大降低。 隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及其迅速的發(fā)展， 其在加工工藝設(shè)計(jì)中 體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程規(guī)劃( Computer-Aided Process Planning CAPP)受到越來(lái)越多的重視。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜， 加工過(guò)程越來(lái)越復(fù)雜， 傳統(tǒng)手工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)繁 瑣，標(biāo)

2、準(zhǔn)不統(tǒng)一，并且效率很低。為了減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證工藝文件質(zhì)量 及實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。CAPP的應(yīng)用與研究受到全世界各國(guó)的重視。但是除此 之外還需要一種工具來(lái)分析收集相似、 同類(lèi)零件在設(shè)計(jì)、 工藝、制造過(guò)程中的資 料，以便以后改進(jìn)、使用。這種工具就是成組技術(shù)。成組技術(shù)，從廣義上來(lái)講就是將多個(gè)具有相似性的事物按照一定的相似性準(zhǔn) 則分類(lèi)成組，從而使若干種事物能采用相同或相似的解決方法，達(dá)到節(jié)省時(shí)間、 物力、人力的目的。本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的目的就是將成組技術(shù)與 CAPP集成，達(dá)到更加 高效的加工工藝過(guò)程規(guī)劃的設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 加工工藝、 生產(chǎn)制造等 過(guò)程中信息的高效集成、管理及查閱、調(diào)用。1.

3、2 已有 CAPP 產(chǎn)品分析目前市場(chǎng)上有很多CAPP產(chǎn)品，如，CXCA.CAPP、開(kāi)目CAPP等等。傳統(tǒng) CAPP 產(chǎn)品過(guò)分強(qiáng)調(diào)對(duì)零件信息的自動(dòng)獲取， 工藝決策的自動(dòng)化。 最近幾年 CAPP 的研究開(kāi)始注重工藝基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及基本設(shè)計(jì)功能，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向工藝設(shè)計(jì)的角度， 為工藝人員提供輔助工具， 為企業(yè)的信息化建設(shè)服務(wù)。 目前的 CAPP 產(chǎn)品存在功 能單一(注重工藝卡片設(shè)計(jì)) ，不開(kāi)放，與其他 CAX 產(chǎn)品不能很好的結(jié)合、集 成，并且 CAPP 資料與其他產(chǎn)品資料不能有效集中管理， 造成生產(chǎn)中信息不能高 效的流通與查閱、調(diào)用。1.3結(jié)論就目前的需求及現(xiàn)有CAPP產(chǎn)品研究來(lái)看，CAPP系統(tǒng)必須具有以下

4、功能：1）與其他CAX、PDM、ERP等系統(tǒng)更好的集成；2）提供強(qiáng)大的工藝卡片設(shè)計(jì) 工具，融合數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像、圖片、表格、文字編輯于一體，提供可視化的工藝設(shè) 計(jì)環(huán)境；3）能編制工藝路線、工藝卡、工序卡等工藝文件；4）實(shí)現(xiàn)信息的一次輸入后全程共享、相互關(guān)聯(lián)，信息的集中管理，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的快速獲取；5）實(shí)現(xiàn)工藝資源、工藝信息等數(shù)據(jù)的高效管理，以及數(shù)據(jù)庫(kù)的編輯、擴(kuò)充，規(guī)范化、標(biāo) 準(zhǔn)化；6）提供簡(jiǎn)單靈活配置，以及完善的二次開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)借口，用戶(hù)可以 自行開(kāi)發(fā)專(zhuān)用CAPP模塊。而基于成組技術(shù)的派生式CAPP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就有助于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制 造等生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)管理、關(guān)聯(lián)及數(shù)據(jù)的全程共享。創(chuàng)建成組 CAP

5、P，有利于建 立零件的碼域矩陣，高效管理所有分類(lèi)零件信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速匹配和抽取。2系統(tǒng)功能需求分析2.1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)概述設(shè)計(jì)丁藝管理丁藝知識(shí)庫(kù)丁藝卡片格式產(chǎn)品亍藝丁序圖環(huán)片匯總丄藝文件編輯定義繪制打印11統(tǒng)計(jì)1管理川戶(hù)界面功能層 信息知識(shí)層CAPP系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖圖中給出系統(tǒng)的程序模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)以及設(shè)計(jì)或修改標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程所使用的 應(yīng)用程序及相關(guān)加工要素（工步、工序、加工設(shè)備等）的處理程序。系統(tǒng)打開(kāi)發(fā)有以下幾個(gè)階段：（1）選擇分類(lèi)編碼系統(tǒng)。分類(lèi)編碼系統(tǒng)的選擇應(yīng)該對(duì)企業(yè)的各種產(chǎn)品零件進(jìn) 行比較全面的族類(lèi)分析以及幾何形狀、工藝屬性等分析為基礎(chǔ)。（2）零件編碼。將劃分范圍內(nèi)的零件進(jìn)行編碼，并劃分它們的

6、零件族，零件 族劃分的原則是： 以制造過(guò)程相似性為主， 兼顧零件的幾何外形的相似性。 劃分 的時(shí)候可以采用計(jì)算機(jī)輔助分類(lèi)編碼進(jìn)行。（ 3）編制標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)程、 標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)程在總結(jié)現(xiàn)有的工藝規(guī)程的基礎(chǔ)上 進(jìn)行編制， 編寫(xiě)的工藝規(guī)程應(yīng)該具有零件族零件加工工藝的代表性， 滿(mǎn)足族內(nèi)所 有零件的加工要求。（ 4）標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)是為了零件加工工藝規(guī)程的集 中管理、調(diào)用、修改、讀取等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中的資源 共享以及信息的采集處理。（5）系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)、編寫(xiě)、調(diào)試、運(yùn)行。2.2 系統(tǒng)功能分析2.2.1 工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)是利用已建成的數(shù)據(jù)維護(hù)、 工藝卡片格式定

7、制系統(tǒng)、 成組工藝 系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)進(jìn)行快速的產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)， 其實(shí)工藝設(shè)計(jì)的主體就是利 用成組工藝技術(shù)編制的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程進(jìn)行調(diào)用和修改。具體設(shè)計(jì)工作如下：（1） 根據(jù)零件的分類(lèi)編碼系統(tǒng)對(duì)零件進(jìn)行編碼，選用（ JIBM-1 ）。（2） 根據(jù)已編號(hào)的代碼， 在成組工藝庫(kù)中調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)程， 再根據(jù)零 件的具體情況進(jìn)行修改， 從而生成新的工藝文件。 修改中， 遇到大的 修改可運(yùn)用集成的二維工程圖繪制工具進(jìn)行簡(jiǎn)單的圖紙繪制。 其他相 關(guān)的修改數(shù)據(jù)， 可以從其他子系統(tǒng)或者基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用。 從而節(jié)省 工藝規(guī)程編制的時(shí)間，減少工人的工作量。2.2.2 卡片定義標(biāo)準(zhǔn)卡片的定義定制，在 CAPP 系統(tǒng)

8、中，需要先制定工藝卡片的格式，目 的是為了輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行，工藝規(guī)程的方面、高效的管理、編寫(xiě)，提高 工藝設(shè)計(jì)速度。 在工藝卡片格式定制前， 就企業(yè)的相關(guān)工藝設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行統(tǒng)一的 討論，制定符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的， 也符合企業(yè)自身標(biāo)準(zhǔn)以及通用的工藝卡片編制規(guī)定。 工藝卡片的格式定制時(shí)， 因?yàn)橐c CAD 系統(tǒng)、 PDM 系統(tǒng)等聯(lián)系， 其中一些相關(guān) 的數(shù)據(jù)信息直接設(shè)置為與這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的直接聯(lián)系， 這樣保證了整個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性以及信息的統(tǒng)一與集中管理。 這樣子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享便于工藝 規(guī)程系統(tǒng)管理的統(tǒng)計(jì)、查詢(xún)等。操作工藝卡產(chǎn)品名稱(chēng)卡編號(hào)生產(chǎn)車(chē)間第頁(yè)共頁(yè)圖號(hào)名稱(chēng)材料材料來(lái)源類(lèi)另V工序工序名稱(chēng)工步

9、操作說(shuō)明工具圖號(hào)工具名稱(chēng)工時(shí)編制校對(duì)審核圖示：機(jī)加工標(biāo)準(zhǔn)工藝過(guò)程卡片操作工藝卡產(chǎn)品名稱(chēng)卡編號(hào)生產(chǎn)車(chē)間第頁(yè)共頁(yè)圖號(hào)名稱(chēng)材料材料來(lái)源類(lèi)別編制校對(duì)審核圖示：機(jī)加工標(biāo)準(zhǔn)工藝過(guò)程卡附圖成組的工藝編制是利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)以及工藝卡片定制系統(tǒng)進(jìn)行快速的工 藝設(shè)計(jì)，這些數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)，產(chǎn)品加工圖形的繪制從CAD系統(tǒng)中直接調(diào)用, 其他管理信息從PDM系統(tǒng)中直接調(diào)用。成組工藝編制方便企業(yè)的生產(chǎn)總結(jié)以及 生產(chǎn)過(guò)程、調(diào)度過(guò)程等設(shè)計(jì)、制造、管理方面的改進(jìn)，更加方便企業(yè)人才的培養(yǎng)。產(chǎn)品管理產(chǎn)品管理系統(tǒng)主要功能就是對(duì)于企業(yè)的產(chǎn)品信息進(jìn)行集中管理，為其他系 統(tǒng)如成本核算系統(tǒng)、車(chē)間作業(yè)系統(tǒng)、生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)、采購(gòu)系統(tǒng)等系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)

10、共 享。也包括產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等過(guò)程中的數(shù)據(jù)集中收集，形成典型的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。 為以后產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)做好相應(yīng)的資料收集。成組編碼成組編碼是這個(gè)系統(tǒng)的最基本的系統(tǒng)，因?yàn)楸綜APP系統(tǒng)就是基于成組技術(shù) 而開(kāi)發(fā)的，編碼系統(tǒng)涉及到產(chǎn)品的分類(lèi)、 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 等過(guò)程的設(shè)計(jì)、調(diào)用、管理。成組編碼首先就要選擇合適的編碼系統(tǒng)，可以根據(jù) 企業(yè)自身的需要，選用合理的已有的編碼系統(tǒng)，或者根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)編碼分類(lèi) 系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用原國(guó)家工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)編碼系統(tǒng) JIBM-1系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)編碼。圖示：編碼系統(tǒng)對(duì)話(huà)框圖示：編碼系統(tǒng)部分編碼過(guò)程對(duì)話(huà)框225任務(wù)管理任務(wù)管理系統(tǒng)主要是對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)的安排、排程、調(diào)

11、度等工作進(jìn)行管理。 任務(wù)管理系統(tǒng)需要與采購(gòu)系統(tǒng)、車(chē)間作業(yè)系統(tǒng)、生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)等系統(tǒng)享受資源共 享。這樣方便生產(chǎn)的及時(shí)調(diào)度與排程， 并且實(shí)時(shí)監(jiān)督產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程。 同時(shí) 還擔(dān)任著產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的信息采集工作， 便于對(duì)作業(yè)的安排調(diào)度等進(jìn)行優(yōu)化改 進(jìn)。讓管理人員方便的調(diào)度、管理所有的生產(chǎn)過(guò)程，掌握生產(chǎn)信息。權(quán)限管理權(quán)限管理的作用就是系統(tǒng)使用人員的使用權(quán)限， 比如，設(shè)計(jì)人員權(quán)限就應(yīng)該 掌握整個(gè)過(guò)程的數(shù)據(jù)信息，所以相對(duì)加工人員來(lái)說(shuō)就需要更大的使用權(quán)限，加工人員主要就是最后的機(jī)加工部分的信息需要了解，所以他的使用權(quán)限就相對(duì)要小 一些。管理權(quán)限的設(shè)定就相對(duì)保證了生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)相對(duì)安全性以及更加能促 使生產(chǎn)

12、過(guò)程管理的更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。2.3數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)需要大量的原始數(shù)據(jù)，例如產(chǎn)品物料清單（BOM ）、產(chǎn)品圖紙等，同時(shí)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及到企業(yè)的大量數(shù)據(jù)，如企業(yè)文獻(xiàn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、 工藝手冊(cè)以及車(chē)間、設(shè)備等。數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)建立很多包括產(chǎn)品基本數(shù)據(jù)庫(kù)、材料庫(kù)、 工裝庫(kù)、設(shè)備庫(kù)、工種車(chē)間庫(kù)、工時(shí)定額庫(kù)、典型工步庫(kù)、典型工藝規(guī)程數(shù)據(jù)庫(kù)等，這些數(shù)據(jù)庫(kù)為CAPP系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并由此生成或派生出其他的數(shù)據(jù)庫(kù)，如典型工藝庫(kù)、產(chǎn)品工藝庫(kù)、材料明細(xì)庫(kù)、生產(chǎn)進(jìn)度表 等。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行需求以及管理有明確的分析，個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間也應(yīng)建立直接的關(guān)聯(lián)，建立相應(yīng)的信息交換協(xié)議，方

13、便數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù) 交換及數(shù)據(jù)的調(diào)用以及管理，這樣所有數(shù)據(jù)就形成數(shù)據(jù)的共享。3系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及運(yùn)行環(huán)境3.1開(kāi)發(fā)平臺(tái)及介紹本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用的是VB程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)。VB是Visual Basic的簡(jiǎn)稱(chēng)，是由美 國(guó)微軟公司于1991年開(kāi)發(fā)的一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié) 構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可用于開(kāi)發(fā)Win dows環(huán)境下的各類(lèi)應(yīng)用程序。它簡(jiǎn)單易學(xué)、效率高，且功能強(qiáng)大可以與 Windows專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工具SDK相媲美。在Visual Basic環(huán)境下，利用事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制、新穎易用的可視化設(shè)計(jì)工具，使用 Windows內(nèi)部的廣泛應(yīng)用程序接口（ API）函數(shù)，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL ）、對(duì)象的鏈 接

14、與嵌入（OLE）、開(kāi)放式數(shù)據(jù)連接（ODBC ）等技術(shù)，可以高效、快速地開(kāi)發(fā) Windows環(huán)境下功能強(qiáng)大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。VB具有以下特點(diǎn)：1.面向?qū)ο骎B采用了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想，它基本思路是把復(fù)雜的設(shè)計(jì)問(wèn)題分解為多個(gè) 能夠完成獨(dú)立功能且相對(duì)簡(jiǎn)單的對(duì)象集合。所謂對(duì)象”就是個(gè)可操作實(shí)體如窗體、窗體中命令按鈕、標(biāo)簽、文本框等，面向?qū)ο缶幊叹褪侵赋绦騿T可根據(jù)界面 設(shè)計(jì)要求直接在界面上設(shè)計(jì)出窗口、 菜單、按鈕等類(lèi)型對(duì)象并為每個(gè)對(duì)象設(shè)置屬 性。2 .事件驅(qū)動(dòng)在Windows環(huán)境下是以事件驅(qū)動(dòng)方式運(yùn)行每個(gè)對(duì)象的都能響應(yīng)多個(gè)區(qū)別事 件，每個(gè)事件都能驅(qū)動(dòng)段代碼事件過(guò)程， 該代碼決定了對(duì)象功能。通常

15、稱(chēng)這種機(jī) 制為事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制?？捎捎脩?hù)操作觸發(fā)也可以由系統(tǒng)或應(yīng)用觸發(fā)例如單擊 個(gè)命令按鈕就觸發(fā)了按鈕Click（單擊）事件該事件中代碼就會(huì)被執(zhí)行，若用戶(hù)未進(jìn) 行任何操作（未觸發(fā)事件）則就處于等待狀態(tài)整個(gè)應(yīng)用就是由彼此獨(dú)立事件過(guò)程 構(gòu)成。3 .軟件Software集成式開(kāi)發(fā)VB為編程提供了個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境在這個(gè)環(huán)境中編程者可設(shè)計(jì)界面、編寫(xiě)代 碼、調(diào)試直至把應(yīng)用編譯成可在Windows中運(yùn)行可執(zhí)行文件并為它生成安裝 VB 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境為編程者提供了很大方便。4. 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言VB具有豐富數(shù)據(jù)類(lèi)型是種符合結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)思想語(yǔ)言而且簡(jiǎn)單易學(xué)此外作為 種設(shè)計(jì)語(yǔ)言VB還有許多獨(dú)到之處。5. 強(qiáng)大數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)

16、功能VB利用數(shù)據(jù)Control控件可以訪問(wèn)多種數(shù)據(jù)庫(kù) VB 6. O提供ADOControl 控件不但可以用最少代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作和控制也可以取代 DataControl 控件和 RDOControl 控件。6支持對(duì)象鏈接和嵌入技術(shù)VB 核心是對(duì)對(duì)象鏈接和嵌入 (OLE) 技術(shù)支持它是訪問(wèn)所有對(duì)象種思路方法 利用 OLE 技術(shù)能夠開(kāi)發(fā)集聲音、圖像、動(dòng)畫(huà)、字處理、 Web 等對(duì)象于一體的功 能強(qiáng)大的軟件。7網(wǎng)絡(luò)功能VB 6.0 提供了 DltTML(DynamictTML) 設(shè)計(jì)工具利用這種技術(shù)可以動(dòng)態(tài)創(chuàng) 建和編輯 Web 頁(yè)面使用戶(hù)在 VB 中開(kāi)發(fā)多功能網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件 Software 。 8多個(gè)應(yīng)用向?qū)B 提供了多種向?qū)鐟?yīng)用向?qū)А惭b向?qū)?、?shù)據(jù)對(duì)象向?qū)Ш蛿?shù)據(jù)窗體向?qū)?通過(guò)它們可以快速地創(chuàng)建區(qū)別類(lèi)型、區(qū)別功能應(yīng)用。 9支持動(dòng)態(tài)交換、動(dòng)態(tài)鏈接技術(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)編程技術(shù)VB開(kāi)發(fā)應(yīng)用能和其他 Windows應(yīng)用的間 建立數(shù)據(jù)通信通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)在 VB 中可方便地用 C 語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)也 可 Windows 應(yīng)用接口 (API) 10聯(lián)機(jī)幫助功能在 VB 中利用幫助菜單和 F1 功能鍵用戶(hù)可隨時(shí)方便地得到所需要幫助信息 VB 幫助窗口中顯示了有關(guān)舉例代