（机械工程专业论文）capp开发工具系统的研究与实现.pdf

浙江i ：业人学硕十学何论文 c a p p 开发工具系统的研究与实现 摘要 计算机辅助工艺过程设计( c a p p ) 是连接计算机辅助设计( c a d ) 和辅助制 造( c a m ) 的中间环节。c a d 数据库只有经过c a p p 系统才能成为c a m 的加工 信息。本文结合电除尘器生产的需要论述了一种具有丌发工具性质的实用型c a p p 系统的构造、功能和特点。 第一章综合评价了c a p p 系统的工程意义，针对企业实际情况提出了解决方法， 介绍了本文的课题背景和主要研究内容。 第二章分析了系统设计过程中所应用的相关技术，并确定了系统开发的软硬件平 台 第三章在比较多种常用c a p p 系统的基础上，确定了具有丌发工具性质的 z fc a p p 系统设计方案，简要说明了系统的流程和特点。 第四章研究了成组技术和成组编码，针对产品特点提出了变长度编码方法，并通 过数据库设计进行计算机编码的实现。 第五章采用功能模块的设计方法对加工零件和二l ：装进行成组编码，介绍了成组工 装的信息检索和设计，并简要分析了参数化图形库的建立方法。 第六章采用面向对象技术建立了工序决策对话框用户模型。 第七章对本文所作的工作进行了总结和展望。 渐眭l ：韭大学颈卡学位论文 as t u d ya n dr e a l i z a t i o no fd e v e l o p i n gt o o l b a s e do nc a p ps y s t 嚣m a b s t r a c t c a p pi st h ek e yt ol i n kw i t hc a da n dc a m 。c a dd a t em u s tg ot h r o u g h c a p pt ob e c o m e p r o c e s s i n g i n f o r m a t i o nf o r c a m 。c o m b i n i n g w i t h e s p ( e l e c t r o s t a t i cp r e c i p i t a t o r ) p r o d u c i n gn e e d s ，t h i sp a p e rd i s c u s s e sak i n do f a p p l i e dc a p pw i t ht o o lc h a r a c t e ra n di n t r o d u c e st h ec o n s t r u c t i o n ，t h ef u n c t i o n a n dt h ec h a r a c t e r i s t i c s 。 c h a p t e r1e s t i m a t e st h ee n g i n e e r i n gp u r p o r to fc a p p , p u t sf o r w a r da r e s o i v e n tf o ra c t u a ln e e d so fz h e j i a n gf e i d ae l e c t r o m e c h a n i c a lg r o u pc o r p o r a t i o n t h eb a c k g r o u n da n dm a i nc o n t e n t so ft h i sp a p e ra r ea l s og i v e ni nt h i sc h a p t e r c h a p t e r2a n a l y s e st h ec o r r e l a t i v et e c h n i q u ei nd e s i g n i n gc a p p a n dc o n f i r m s t h es o f t w a r ea n dh a r d w a r e c h a p t e r3a n a l y s e ss e v e r a lf a m i l i a rc a p ps y s t e m ，g i v eo u tad e s i g ns c h e m eo f z f _ c a p ps y s t e mw i t ht o o lc h a r a c t e r , i n t r o d u c e si t sf l o wa n dc h a r a c t e r i s t i c s b r i e f l y c h a p t e r4s t u d i e st h eg r o u pt e c h n i q u ea n dg t _ c o d e ，p u t sf o r w a r dac o d i n g s y s t e mw i t hl e n g t h _ c h a n g e dc o d e a tl a s t ，t h i sc h a p t e rm a d e sac o m p u t e rc o d i n g s y s t e mc o m et r u eb yd e s i g n i n g d a t a b a s e c h a p t e r5a d o p t sd e s i g nm e t h o do ff u n c t i o n a lb l o c ka n dc o d i n gf o rp a r t s ， i n t r o d u c e st h es e a r c ha n dd e s i g ns y s t e mo fg r o u p i n gf i x t u r e i na d d i t i o n ，t h i s c h a p t e r s i m p l ya n a l y s e st h ep a r a m e t r i cg r a p h i cb a s e c h a p t e r6a d o p t s0 0 ( o b j e c to r i e n t e d t e c h n i q u et os e tu pt h e u s e rd i a l o gb o x m o d e lf o r w o r k i n gp r o c e d u r ed e c i s i o n c h a p t e r7r e c o u n t st h em a i nc o n c l u s i o n so ft h i sp a p e r a n dt h eo b j e c t st on e e d e x p l o r e d h 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙 江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明 的法律责任。 作者签名= 竹崎 日期。( 年6 月可日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密回。 ( 请在以上相应方框内打“、”) 作者签名： 导师签名 日期：d ( ) 年6 月宫日 嘿衣6 6 月扩日 激汪【救大学骥士学彼论文 第一章绪论 i l 。1 工艺设诗概述 ， 1 1 ii 艺设计在生产过程中的地位和作用 企业的整个生产活动可以分为生产准备和生产过程两大阶段。生产准备即产 品设计是先导。而工艺设计则是整个生产过程的基础“。工裁设计包括两个基本任 务： ( 1 ) 工艺过程设计：即对原材料转变为成品联翥的憋个工艺路线进行宏观的决 策。 ( 2 ) 工序设计：即对工艺路线中所包含的各个工序进行微观决策。在工艺设计 中，核心问题慧工艺过程设计，它是联系设计和制遗的中闻环节“4 。图1 1 表承了工艺设诗在生产过程中豹穗位翻嚣用。 1 1 2 传统王艺设计方法存在酶翊遂 传统工艺设计存在的问题主要表现在以下几个方丽： 1 ) 入工编铡工艺过程势动强菠大，效率低，是一颂繁霪重复拨豹工槔。 ( 2 ) 设计周期长，不能适应市场瞬息多变的需求。 ( 3 ) 工艺设计是经验性很强的工作，工艺设计的质量依赖于工艺设计人 ” 员的永平，造成工艺设计致往羞盈质鲞不稳定，滩以达到饶纯的 爨戆，嬲露工艺设诗经验豹继承较困难。 ( 4 ) 人工编制工艺数据需经过整理和重新输入计算机才能为计算机辅 助生产管理、计划调度所采用，制约了企业的管瑗信息系统水平的 稳高。 遽羞众业c a d 豹全嚣戏躅，遗切要求采用c a p p 代鸷传统的工艺设计，以勰 决工艺过程设计中多样性问题，提高设计效率，实现标准化和工艺过程的优化， 保证工艺设计的质量“”。 浙江 ：驻夫学颟士学经论文 幽1 1：j ：艺设计在生j “巾的地位 1 。2c a p p 技术豹研究现状 1 2 1c a p p 知谈概述及其在电除尘器中的应用 最早c a p p ( c o m p u t e ra i d e dp r o c e s sp l a n n i n g ) 的丌发、研制是从6 0 年代米开 始的，始于1 9 6 9 年，并予1 9 6 9 年由挪威币式推淝世界上第一个c a p p 系统 a u 粥i p r o s 锄。筏毽c a p p 技寒的黟 究髑瘦弱起予二卡整纪，十年筏秘，至今已 有：；厦2 0 多年的历史了。目前，国内外商品化的c a p p 软件已很多，无论在研究的 深度和广度上都不断取得进展，各种新概念、新方法爿；断涌现，但真难实用并满 足众盘各朦次威用的c a p p 软件却很少“。 诗冀辍臻助工艺设诗的疲塌将必提惑工艺文终豹质量，缠短生产潍蘩蹋潮， 疆汪i ：照大学姣士学僚论文 并为广大工装入员获繁琐、重簸的势动中解放出_ 提供一条切实霹行懿途径。痰 蠲计算疑辘助工艺设计豹必要性已被越寒越多豹企业所认识，选取一个适宜本企 业生产及管理环境的c a p p 系统不但能充分发挥计算机辅助工艺设计的优越性， 更能为企业数据信息的黎成及管理打下良好的基础。计算丰凡能有效地管璎大量数 撵，遽行俊迷、准确魏诗算，逐行务静形式豹魄较帮选择，秘动绘强，编裁表掺 文 孛和提供便利的编辑手段。 目前，计算机辅助工艺设计在机械加工制造领域已l 经有了较大的应用，在电 除尘器工艺设计中也得别了一定的应用。饲如，福建龙净环傺殷份有限公司静l 瞧 除尘器生产系统鹳渣予c a p p 翡实施，使凝来霉要一令半月力毙竞成豹叛糖类零 牛的综合工装编制工作，现在操作较熟的员工只需要几天就能完成，提磷工效数 倍，在工艺编制中，板材类零件实现了1 0 0 的微机化，其他部件的工艺微机化也 达7 0 。近年来，工艺处工件量逐步增加、人员反而减少，这充分说明了采弱诗 葵撬辚萌编制工艺发挥了稷大终蠲。 c a p p 系统的实施提高了念业信息化应用的水平，为后续的企业管理信息化建 设打下了坚实的基础。这些都说明了应用计算机进行辅助工艺殴计的可彳亍性“。值 这些c a p 弼蔡统采箱的开发方法荦一，有些只是梭索现青工艺，运麓成组技术逶行 王艺暇生豹少，王艺的锱戏达到实用他的搬不多。其开发方内仍偏向于结合具体 的企业进行开发，这些专用型的c a p p 系统在解决不同众业的相同问题时( 例如工艺 文档饷输出，工艺图形的编辑等等) 没有为不同的企业提供一个通用的工麒，导致 了软件秃：发的重笈建设，每次都要校弦不瀚懿企潼特点来解决稠嗣豹滔题，二次 秀发的工撂璧太。这种”发模式已缀与当f i l f c a p p 系统的发展方向不相适成，必须 采用新的开发模式来解决这个问题“。 l 。2 2c a p p 技术当前存在的闫题和开发方肉 迄今势止，溺内终在c a p p 技术鑫孽磅突与系统懿牙发上已投入大量兹资金与力 量，已玎发坦为数众多舶c a p p 系统。在所开发t 鬟j c a p p 系统中，有些系统已得到 实际应用，总的来看，c a p p 的研究、- 丌发方向存在严重的偏麓。目前绝大多数c a p p 系统均以特定环境下的锘i 造资源为背景，针对指定产晶进行开发。这一开发策硌 存在溪方瑟豹赘端：一是出予巷l 造环境救复杂毪与鸯l 王露l 晶豹多捞经，c a p p 系统 赣羟：l ：整文学磁士学德论文 的开敷多停留在低求平静重复上，系统酶开发效率低，产品靛逶霜糕、蠢箍纯纛 凄差；二是强发周期长，系统修改秘维护翻难，羝统开发人员经过长期艰羞的开 发以艏系统却发现报难跟上产晶不断更新的要求。从应用角度看，已取得的实际效 益和投入的力量很不相称：国内外的重点研究方向和当前的实际需求相去甚远“”。 表瑶农：拜发多，痘蠢l 少：开发投入多，痰用维护忍乎茏投入；骧型系统多，鼹 到实隧生产应用的系统较少：嗣c a d 、c a m 、m i s 、p d m 等相关计算机辅助技术 相比，差距相当犬“。究其原因可初步概括为以下两个方面： ( 1 ) 对c a p l i 的系统化、实用仡、工程亿研究重褫不够。当魏，尽镶各稀新 概念、耨方法、耪技本在c a p p 孛苓叛获缳应瘸，毽主要是针对套秘决策 功能，丽始终缺乏对c a p p 的系统化、实用化、工稷化的研究，缺乏各种 技术之问及技术与管理、与人之间的集成，使得这些新技术、新概念、新 方法所超作用锻小，也使得c a p p 的熬体发藤缺乏鼙实靛实践蒸穑鞠动 力。近零来，晷内羚滤开戆汲识到c a p p 应用鞠工稷化| 丑熬对c a p p 发展 的影响。例如，h a e l m a r a g h y 指出，c a p p 在企业中的威用己落后于新 概念的应用和新系统的开发“。 ( 2 ) c a p p 的基磷往技术和方法有符迸一步深入磷究。工艺设诗是窭连登静菱 杂问题，包会了分援、选撵、规划、优化等不同性矮的各秘功能要求， 所涉及的范围十分广泛，用到的信息量相当庞大，又与具体的生产环境 及个人经验水平密切相关；长期以来，c a p p 的研究与开敬者忽视对工艺 设计阚麓所涉彀懿运蠲基垂l l i 往技零、方法和数摆戆深入磷窕稻探索，嚣 秘耘壤念、掰方法、灏技术的采髑既缺乏应用基础，也缺燕系统化基础。 s 。k a s t e l i c 认为。工艺设计方法缺乏良好的理论和坚实的科学基础是阻 礴c a p p 发展的因素“。进入丸一卜年代，国内外r 益认谈弱c a p p 鏊礁 饯理论鞍方法磺宠豹重要瞧。s s e m a k u 】a 和m u k a s a 认为，开发c a p p 系 统的基础是工芑设计的原理和方法，弗指出，一些研究者过分强调了 c a p p 系统丌发中计算机程序设计的重要性而忽视了工艺设计的原理和 方法，因此绝不可能开发浅高水平的c a p p 系统“”。 长期以来，c a p p 豹毯标壹楚开发代蛰工艺人员豹自动化系统，丽不是辅助 系筑，即过分强调了工艺决策的自动化。谯此目标指导下丌发出的“自动化”c a p p 浙江l ：照入学硬七学稼论文 系统，虽然融入了人类专家的知识和经验，倦在运行潜遂常需簧蠲户蓄先赞对费 力拣按蕊定镬述方法交曩输入零辞籍怠尽管翥不少系缝致技术上实现了 c a d c a p p 集成，但远未达到工程化) ，然腊由系统进行自动决策。般只提供简 单的入梳器蕊，决策进程串很少考虑入酶商教参与。竣蠡动健为难一嚣标豹c a p p 发震状况已经整人稻对c a p p 磷究与嚣发现状产釜烯疑“，这耱赢旋熬垒貔往带 来了诲多闷蕊：铡如，系绶嚣发鼹期妖，开发费用蕊，拜发难度大，使用入员很难 参魑，适用槛差，娥以撼广应舆：工艺人爨难以攀握系统的使用，灏且在使用巾 仍黼交互输入大量的信息，麻烦而又容易出错：工芑设计与管理不能集成，不仅 工撵效率低，两基缀建爨谖工芑蕊爨襄文_ 譬翡准确犍、致缝。 - 9 0 年代以衷，工艺设计系统研究的重大进展之一就是将c a p p 系统开发为工具 系统。较攒觳c a p p 系绞瀚体系结褥舔设诗派瑾藕实瑗方滚，擒象宅稻黧察瑰臻 制，构造c a p p 系统的_ 歼发环境“”。将c a p p 系统中瑟霄菸健麓部分构成框架，使它们 独藏予零髂及工厂翻造繇壤戆其髂馕凝，藤霹餮蹙囊接彰晌c a p p 炎话毪辩分囊捷 供一个友好鹣秀发爨夏，幽二次开发寒进行构造。这榉不但可减少系统歼发本身 的敷复性势动，缩激c a p p 系统开发周期，如便予时工慧设计系统进行维护或扩震， 璎鸯鬟箕对举瓣零终每金照戆逶应煎。 麸国辨发震惨瑰寒蓥，设在荑因嬲强瓣蠼绲织c a m - + l 昂甥开发的c a p p 麓统实 舔上是派垒式系统豹一耱“终轰”翟工翼，它袋霰簧秘零羚镶玛系绞、王艺熟浚 都由用户提供和补充，所以，尽管它的功能不强，值却是豳外应用壤广的著名系 统定一“3 。1 9 8 4 年鹾忘，献辩一i 又擒蹬了歼笈越残式c a p p 系统孩心藏共赣知镶豁主 张，制订了舞发x p s 辩系统豹诗划，嚣来褥到实施的x p s l 、x p s 2 及x p s 一8 系 统就是朝漪开发工舆这一方向发展的。此外。英豳的u w l s t 也有类似的规划。 9 0 年 拐鹚，匿内耢铡了些王艺设计专家系统嚣笈王矮，魏渍汪夫掌鹃z e s p p 系统，谣安交逶大学豁m p p e s t 系统等。运年浓，秘髑m s - - w i n d o w s 中文环境 研艇越醛辨嚣发工吴蠢上海交逶大学翡c 磊p 卜s p 王基纯系绞，串潼绫绞丈学数 “嚣回转体零件c a p p 开发工具”等。但是往实用的c a p p 系统开发工具的研究方面， 许多理论涌在遘步研究和安践之中。 献国蠹终磷究c a p p 系绫熬壤凝翔，工艺避援没孛 在不翅行姥，金她茇别缀 太，所以磷案通用的c a p p 系统是不实际的，但是各种c a p p 系统也有荚同的基础； 浙江一l ：业夫学硕：l = 学位论文 “例如c a p p 系统所需要的工程数据库的基本内容、c a p p 各阶段决策逻镜、系统输入、 输滋等都霄诲多共同煮，这蹙共嗣赢豹磷究、c a p p q b 信息模型款建立以及c 矗盼系 统的分层结构和工艺设计自幼化理论研究，都为c a p p 玎发工具的研制提供了理论 基础“。 1 3c a p p 技术的工程意义 1 3 1c a p p 在计算辊集成制造系统中鲶魏位帮作用 计算机集成制造系统( c i m s ) 是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础 上，通过计算梳及英较彳串，把铡逡企照全部生产瑟霭的各释分散的蠡渤纯系统有 规地集成起+ 衷，是适念于多晶争l ，、中小批量生产的总体高效益、赢柔性的制造系 统惭1 。它出设计模块、工艺模块、制造模块、觜理信息模块和存储运输模块组成， 如图1 2 所示。 c i m s 中关键是蔼惠集残，帮c a d 魏c a m 静集残是实施c i m s 最重要豹强 节之一，嚣c a d 数据艨信息只有经过c a p p 系统才能变成c a m 的加工信息。c a p p 体现了c i m s 中的信息流和物质流的集成”“。c a p p 接受来自c a d 系统的零件信 息( 包括几何倍怠和加工制造信怠) ，运用工琶设计知识，设计含理的加工潞线， 选择援纯静撩羔参数粒工艺参数，走制造都 l 提供王艺文 孛、必管理部门提供热 工正时、加工进度、材料汇总、设备利用等情况。在c i m s 中，c a p p 与c a d 、 c a m 、m i s 、m a s 、c a q 等应用系统息息相荚，因此，计算机辅助工艺过程设计 不仅是企业各部门信怠交叉汇集静环节，也怒计葬梳集成霈l 造系统豹重要缀成部 分妊玎。 6 浙涯1 ：鲎天学硕七学侥论文 图1 2c a p p 在c i m s 中的地惋 1 3 2 c a p p 技术的工程意义 王艺设计处予产品设毒 翱翔工制造的接口位鬻，生残工艺过程卡对必须考虑大 量信息，如零件的结构、尺寸公差、材料和批量以及加工方法、加工设备、生产 条件、加工成本等，且各种信息之间的关系极为复杂”。c a p p 技术为解决传统：【 艺过程设计中酌阏题提供了薪的途径，对予翻造旺其奔重要懑义，其主要表现在： ( 1 ) 掇褒设计质量：c a p p 能继承商缀验约工艺设诗人员的经骏，提高企业工 艺的继承性和企业工艺设计的标准化，有利于工艺设计的最优化工作。 ( 2 ) 提高设计效率：c a p p 能快速完成工艺设计，方便地进行修改和补充减 少抄写、绘图等事务链工终塞，攥统诗，采嗣c a p p 系统霹减少设诗劳 动量至十分之一以下，费髑减少5 0 0 o - - - 7 0 。用时可以将工艺设计人员解 激涟二l 二韭丈学臻l ：学袋论文 放滋来。使继翻能簌搿瑟产菇静开发、工艺装备弱霉殳进及凝工艺豹疆震 等创造性的工作。 ( 3 ) 实现生产的集成化：c a p p 能成为适应当前日懑自动化的现代制造环节的 需黉和实现计算桃集成制造系统刨造必要的技术基礁。 1 4 课题来源和本文的主要任务 一1 。4 。1 谍题来源 浙江菲遮机电榘团公司( 舔浙汪奄除尘慈厂) 楚国家重大技术装备国产纯基魏， 鬓家经贸委确诀熬辱搽枫械程妲唯一国有企业，国家枧摄工业局重点骨于企业， 国家级杭州高新技术丌发区区外高新技术企业，全国5 0 0 家最大机械工业企业和 ， 环保酉强企业之一。其电除尘技术水平已达到国际先进、国内领先水平，电除尘 器产黼静选鳖、强度计舞和工程设计全部实行诗箨梳操作。 电除尘器生产属于单 孛、多晶秘、小批量生产，台电除尘器通常要编制烈、 五千张工艺卡。在本系统投入使用前该企业的工艺过程设计仍采用传统的设计方 法，即由手工方式完成，但这已远不能适应当时企业笈展前需要，该企、韭的工艺 管理方式楚采嗣“一霞卡”割，工艺过程卡鼹产t 话鞠圈纸一起遮搀，鸯王过程 必须按图纸、按蔓艺、按标准有序进行。为适| 陵现代他的生产需要，我们为该企 业开发了z fc a p p 系统，成功地在该企业的电除尘器产品，土产中得到应用。通过 z fc a p p 系统的开发和研究，不仅促迸了企、韭酶技术改造遗程，产生了筵好的经 济效豢帮秘会效蕊，瑟爨必金妇豹c a d 既a p p c a m 懿集残打下了肇实数基础。 1 4 2 本文的主要任务 z fc a p p 系统是一种基于数据库的参数式c a p p 系统，开发时采用了结构化 设计方法，由七个模块构成，觅图3 1 所示。本文就零部侔信息描述和编鸸模块、 成维王装豹捡索帮设嚣模块、工_ 亭决策戆对话糕设计簿进行援砉专，其主要内容翔 下： ( 1 ) 系统的方案论证及软硬件平螽的选择 a c a p p 系统的方案院较 渐溉。l ：韭大学预：l ：学梅论文 b c a p p 系统方案确定及实现途径 e 。电除垒器c a p p 系绞软硬传平台确定 ( 2 ) 电除尘器的编码系统 a 电除坐器的零部件信息描述 b 电除羔l 兰器的编码系统 c 电除尘器编鹚系统的实现方法 ( 3 ) 电除尘器的成组工装检索和设计系统 a 成组工装检索 b 残缀王装静设计 ( 4 ) 工序决策对话框的实现 a 面向对象的对话樵设计 b 工序决策对话框的生成和实现 1 5 z f a p p 解决方案 针对企业鞠产品豹实际情况，我们开发了z f c a p p 系统。在设计该系统时， 首先考虑满足企业的具体要求。实用第一，同时兼顾系统的先进性，设计了一种 基于数掘库的参数式c a p p 系统方法，箕鬃体技术路线如下： ( 1 ) 典型墨艺数生或 a 出企业富有经验的工艺师针对企业零件或部件族主件进行工序排序的标准 化，并建立典型工艺库，将零件族的编码作为关键字存入系统数据库。 b ，每一工步通遥工藏基本信息的参数输入，耍拜工步名称、翔工率孝精、加工参 。数彝麓工方法等，垂动扶媚盛豹数掇痒中褥到每一工步豹生产车潮、老h 工 设备、工装设备，并自动组合工序内容和自动计算定额工时。 ( 2 ) 产品正艺的生成 a 建立在成缀技术筵穑上，按照死餐形状或工艺酌褶骰性，将零 串或部佟麴 类戒族。 b 零件或部件的工艺设计就是按照零部件编码确定零件或部件族，对标准工 艺进行检索。 ；i c 修改工多内容串的有关参数辩，系统能蠹渤褥裂掴辍结构产茹耨瓣工露国 9 濒汪：l ：鼗大学琰士学稳论文 容和新的定额工拜寸。 ：c 羹愚裾壤箨，箕缀构篱荤，鬣予藏类静褰 螺钉、螺母蹲，其结构简单、再用性赢、单件价值和出现率低( 约占零件种数 的1 5 - 2 0 ) ；b 类怒稿似传，属于i f 毛类鹃有番种辘、囊等，萁鬟条程震、秀愆 性帮攀 擎徐缀帮奔予a 、e 类之越，滋璐率凑( 魏占零箨祷数静7 灏) 是丈熬 绂此相似豹椒似件。 b 类零件既是尘产成缎技术朗基础，也是实麓成缒技术的主鼗对象。同时， a 类孛蔡蠢较高辐骰往靛零箨秘c 类c j 雉懿买嚣斡拳蠡壤搏遣霹髂两藏缀技零 豹实藏慰蒙 。 ( 2 ) 零件种类与其数爨羽鞠关姓 零 串之阙不仅鬃鸯褥钕性，零释种类与葵数蘩之麓避其有稳荚愁。表4 整机床零件磁现率瀚统计袭： 照装说明，各类规露零件巾蠢通孔的回转体占的比例最大、数量龌多，两 4 类传数量豢少，箕余类襁。蘸l 茂可知，每粪零俦巍鞲类产晶审掰蠢瀚数羹楚 宵规律的这种内在舰；p 住，称为零件荦t 炎与其数爨孵稽关往。 滤汪j l ：鼗夫学磺七学能论文 裘蘩 类号褥鬣窭魏率 l 无孑l 约1 3 2 卣孔 约6 回转体 3通孔约2 6 4 有蠢形( 无l 或蛮孔) 豹2 5有齿形带通孔 ， 约9 6 平面不规则 约1 3 非回转体 7箱体形约5 8 箕它( 多为不需翻工)魏2 5 表4 1 零件出现率统计表 ( 3 ) 零件尺寸的糟对稳定性 於，、 t 。 ? 参 f l ， ， 、 夕 援4 。1 不铡 图4 1 是某一机床厂的回转体零件最大直径尺寸的变化所作的统计分析 图，尽管该厂的产品品种和规格有所变化，但回转体零件最大直径的变化却很 小，爨有一定的稳定性。零件必寸变纯不大，刚翔工这蹙零 牛弱梳霖帮工装篷 就具露糖应瓣稳定性。 机械零件客观存在的上述三个规律性表明；各类零件都有大致固定的出现率范 围；而带有各自特征的每类零件其平均出现率又有一定规律：零件尺寸也相对稳 定。闯种零彳孛之闯在形获( 复杂翟菠) 、维梅( 萼等征) 耪尺寸等方鬻静这稽猸钕性， 必然导致其工艺或工装的期似。这一切为将零件划分为相似零件组，弗对之进行 浙江：l ：溉火学硕士学能论文 残魁趣王餐多方露搬彳亍成缀技术攒供了客蕊嫠麓”。 4 1 2 零件编码系统漱侨 攀髂煽弱系绫魁凌代表辫俘静谶计或割逡的特征符号掰缀成，露前，豳内外已 畜t 0 0 多耪编璐系缝在王业巾经嬲。袋著名的鸯以下几静缡鹦琴统： ( 1 ) 0 p i t z 编醐系统 o p i t z 爱统怒一争卡遴裁9 绶筏薅麴灌台蘸秘分类滚鹃蒸凌。魏5 馥数豁灸 彤状代玛，用予描述零 牛的揍本设计特 j e ；聪4 位数构成增补代码用于描述对 箭遗畜鬻盼穑链。鼬鼢系统酶特赢是精褥较篱肇，褒予港忆鞠芋工努瓷；劳 类标志嫩然形式上偏鬣零律结稳特征，麓瞧隐禽着工髦臻惑。箕蛟熹是势类捧 恚溺欠严密帮潦确；耩艘翡拣惑拉数不怒；总蟀结搞掇麓挚，想髑零戆梅 拜煞 卡努复杂。 ( 2 ) i 漾g 系统 k k - 3 系统楚一令截文鍪垒效整震戆l 一避裁2 餐莰鹣魏淀台然撩系统。箕 特点是缝鹈稼必嚣鼷垮裳搀上，纂本考感到各鄹分形状加工顺序关系，是一个 绩稳襄芏艺菸藏鹩势蹙缡秘系统：蘸7 谴鹃俸麓设诗专箍健鹞释暴露零释臻熬 和名称侔为分浆标志，便予设计部门进行设计鞘检索；程分类裕恚醚甏粒艨鳓 上采用“三蘩索宠全戆台”鹣鞭壤，镬予 纛豫秘痿鬻，其簸煮楚环繁多。袭 菜些环节土零 孛是理搴掇谯，设黉不当。 ( 3 ) j l b m i 系统 ；+j l b m - | 系缝楚我黧舞接行戏经我零纛弹浚赡一耱零转劳癸壤戳系甓，愚 个十进翻1 5 整代竭犬混会鼹稳编秘鼷缭。它浇缀了却i z 系缀分裘橱恚不垒 释i g k - 3 系绫麓= 繁避多黪袋患。辩。西像系统熬澎羧黧工璐热辍扩蠢，跫零 枣 类裂戳敬为零串凌裁蕊拣鹈，锻热处煺据惑扶0 p i t z 系统的材瓣、热齄壤码中 疆壹爨寒，塞袋尺寸弼也蠡一个环节扩大臻援个繇节。 渡主掰涟系统均燕爨蛙缀璐象缝，葵嘲漫魏毯点是焱统结构简单，便予遵忆和 分类；系缆便予糗索和辩识。缺点楚不能完整、详尽地描述零件结构特征和工艺 憋蠖；存在窟我鹤撬蕊羝代鹈浆嬲题；撼逑赛程多义瞧；不藐满避生产系统孛不 同屡次、界同方磷大需簧淞3 。 激江一l j 照火学硬中学耱论文 由子编码系统各自存在缺煮，每个工韭帮门藏裰蕹众韭熬产品特点，选择其中 一耪或在某瓣编码系统蒸础上烟以改进，以适应本单位的要求。在选择续构时， 主要成以实用为前提。z fc a p p 以电除尘器的零部件为对象建立了一套新的编码 系统。 4 2 电除尘器的零部件与工艺关系分析 电除尘器 上上土上上 l 缀帮l 簪1 +一缀器滓2 、3 。 零搀 ，蹬 串 蠡凌律 f 8 1f 2 0 8 。2 f 2 0 8 1 f 2 0 8 0 1 毒， ll| rt， l ：级部件1 二级部件2 、3 零件无图件标准件 圈4 2l l 王除尘器零部f l ：组成 电除尘器生产楚荦件、多晶稀、小箍羹生产。一套龟除尘器产赫一般国卡霓令 一级帮 孛鞠零l 牛、无毽传以及椿准锉组成，每令级部 孛又有几个二级都 牛和零 件、光图件及标准件组成，依次类推。一般来说，一套电除尘器产品最多不超过 四级部件，如图4 2 所承。其中。这几类件的疑体含义如下： ( 1 ) 无国伴 无图终是指都羚中结枣句形式较麓单、在部 牛图中熊总接确定其特征的零 件。这类零件不单独加工，只是在部件组装过程中首先进行加工，然后再与部 件中的其它件进行裟配，故这类零件不需要荦独设计工蕊其工艺体成在部件 王艺审。 ， ( 2 ) 拯准件 标准件又分为弼类：类愚国标件，即蝶栓、螺母等。另类是厂。标件 这类零件是电除尘器中缩构形1 校己完全确定的零件，其黼号、工艺过程唯一， 逶舞l 予襞毒类型鹣电除尘器。故这类零转约工艺避程只霭一次确定，但必须埂 溉汪1 + 鼗大学颧士学经论文 子检索。 。 ( 3 ) 零件 零件是电除尘器中的主要零件，备级部件中的有些零件有借用性，各种类 型电除尘器中的零件亦有相似饿，是工艺设计的主体。 ( 4 ) 帮 譬 电除尘器的部件中，一级部件极大部分都在现场进行组装，因此级部件 的工艺是简单明确的。而一级部件以下的其他各级部件由于题由许多零件( 部 件) 和无图徉组成，故箕工艺稳对复杂，奄是工蕊设计豹一个内容。 出土霹j 霭，凌电狳尘爨鹣计算椒辏助工艺设计过程中，楚对其厂标始、零馋和 一级以下部件进行分类编码。 4 。3 电除尘器成组编码系统的构成 4 3 1 零部件信虑描述和输入 零部件信息的完整描述是c a p p 系统中难题之一。目前c a p p 系统的零件信息 描述和输入有两种途径。一是由c a d 直接提供，即实现c a d 和c a p p 笼缝迄接， 这怒最理想懿途径”1 。毽宙予长期瑷来c a d 秘c a p p 鞠互独立发漫盈器錾对产品 信息霰求不一致，造成c a d 和c a p p 系统在产品信息表示上的惹异，尤其是游达 集团在产品设计时采用高华c a d 软件，使两者的连接难以实现。二是根据零部件 图纸等资料，利用分类编码法、拓扑描述法、零件特征描述法等方法，通过人机 对落方式将零蛰信塞输入到c a p p 系统串， 出于电除尘器的零部件大多是型材和板材加工得到，故z fc a p p 系统针对电 除尘器的王艺要求，加工信息的描述根掘零部件图纸、利用分类编码和局部特征 描述榴结合的方法，通过入梳对话方式将加工信息录入到c a p p 系统中。其中局 繇特 垂豹捌分兔以下疆耪： ( 1 ) 形状特征 形状特征由主要特，谯和辅助特征组成。主要特征描述零部件的几何形状， 如弼圆等：辅助特链描述零部佟翁细小结稳，鲡酸稽等。 t ( 2 ) t 艺特妊 藩敬。l ：韭大学颈士学经论文 工艺特征由精度特征稻睾辛精穗锰缰成。精菠特 芷# 零部 牟韵誊孝辩类跫、橇 壤性熊等。 4 3 2 成缱编鹂系统的缩梅 4 。3 2 1 总体结构 考虑到电除尘器由零件、部件和标准件( 厂标件) 组成及g t 分类原则，成缀 编码亦分为三种，即部件编码、零件编码和标准件编码。编确的总体结构采用缀 合式主辅分羧结秘，由曼鹳窝辘鹬两藩分缀残。系统编璃采建交长发法，零 孛编 鹦兔9 位，郝 牛绽玛为7 位，标准 牛编码为8 位。该编码系统是为工艺设计和工 装设计制定的，每个码位都与工艺或工装设计有相应联系。 4 。3 2 。2 零郝 牛编码结构 4 3 2 2 1 标准箨缡薅 标准件( 都厂标侔) 建电除尘器巾静确定零帮佟，强褥种类豹毫涂尘黎蘑篌愆 豹标凇释零群，数妻铵采弱泼标凇传静爆号为其编妈，以便于撂准件二i = 艺妁编 制和检索。 4 3 2 。2 2 零转编粥 ：( 1 ) 零佟编鹤舔剩 零传是电除尘器的主要加工嘏：。我们在分析了零件的工艺过程和形状后， 确立了以下编码原则： a 总体原则 零舞编羁疲按零传芏艺露热工方法熬粳议搜必主簧原则。 b 。形状及精度原则： ， 在满足总体原则的前提下。再考虑零件的形状特征和加工精度特鬣对 编码的要求。 c 。英缝暇裂： 滤汪工照大学颈l ：学像论文 篓鋈! ；鎏叁兰鍪主兰簦笙茎 一 状。其辛，板税或型奉辛是否有金璃绷工簧求夯在站碣位中鸯瓣戳标识，强数 字l 代表扳材形状是乎嚣旦商会加工要求，西数字2 代表檄材形状是平面 且无金加工要求。 f 第六位码： 零传精度戎鹳( 秃会热王) 或零传表嚣热王代璃( 金操工) 。嚣当零俘 无金加工要求时用于标志在其上孔的表耐靼糙发要求的代粥；而当零件有 金加工要求时用于标志零件表面加工情况的代码。 g 第七彼码： 零 睾笼金麴王要求封燕攒接代避，零雩l 二蠢金燃工瑟求时为期：【攒的形 状代码。 h 第八位码： 零件凭金加工要求时为端口翔工形敬代码，零件无会翱工要求对为鸯西 工魏豹形状 弋粥。 i 第九位码： 零件加工中是否用工装代码。 。零件编码中静主码为零佟毒孝科鹬、零伟下瓣方式礴，其瓣翔采掰瓣式结毒句；辕 玛包括耪料嫂掺鹚、材料形状码、孔成形要求弼( 加工要素码) 、拱接码( 加工 要素二码) 和端阳码( 加工要素三码) ，其排列采用镪式结构。编码结构如图4 3 所示。具体零件编码觅图4 4 所示。 4 3 2 2 3 部件编码 部件出于是出零件、无图件组装而成，其t 艺故汁中既要考虑无图件得的加工， 又要考虑和无图件的组装工范，所以部件工艺过程卡的编制相对复杂。 ( 1 ) 部件编码舔鲻 熬转编弼原则主要是棂摄部传所在一级郄昝名旅，醚合一定褥形状要素描 述特征进行编码。 游汪王馥大学硬l ：学静论文 成缀编码：2 1 1 0 1 7 0 1 ( 2 ) 帮搏缀玛缝掏 ，l n ll 兰 圈4 4 零件编码 强4 5 邦i 1 ：编码缝秘 a 第一位码 零部件标议码。用于区分是零件还憋部件。 b 。第二、三佼码 一缀罄馋名称我鹨。魄除尘嚣麴一缓邦黪约为二+ 八个，按其除曼；兰能 力的大小改变，其名称和形状基本固定，如阳极系统、阳极振打等，故此 撇耥 一一一一 t 黧蝻 一 二瓣 浙汪l ：韭夫学舔l ：学侮论文 代码分剐是每个一缀部 牛在电除尘器慈图审的颓搿号。 e 第靼、美位码 ， 部件总体形状代码。它是根据加工部件的总体形状来确定的，如新管 形芒刺线、振打秆导板等。 d 第六、七位码 帮 孛特征形状代码。它是根据所加工部件的形状特，征及结构来确定的， 如带联轴器有孔、对扣槽钢等。 部件编码中的主码为一级部件名称码，其排列采糟树式结构：辅码龟括部 终躲体形状码、特征形状码，其蓑 列采弼链式绥棱。缡秘终构奎爨翅4 。5 掰示。 具体部件编码如图4 ，6 所示。 成组编号：1 0 8 0 6 1 2 捌4 6 郯t i ：编码 4 4 基于数据库的成组编码系统躲实现 王王 产 房 i。 成组编粥系统设计的核心之一是编码规则和编码体系确定后的计算机实现“。 鏊蓠编码系统在诗算辊安瑗露豹常嗣方法套蹋数缀存取参数法、蠲矩阵存墩参数 褫涯：t 韭又学蘸士学藏论交 法等。考虑舞z f _ c a p p 系统莱用p o w e r b u i l d e r 数据蓐嚣发管理系统，在o r a c l e 关系型数据露上进行开发。赦成组编码规则确定盛，对其具体编码规则进行数据 库表示和实现。 4 。4 1 编码系统的数据瘁设计与表示 4 4 1 1 编码酌数蕹黪及二维表设计 成组编码在计髀机通过数掘库中的二维关系表来实现，即每位编鹇均馕用二维 袭来确定其代羁与特征闽翡关系。 在数据黪应用系统中，数掇痒的使用是极其重要的个内容。凡能划分为若千 个二维表形式来表述的实际问题，也能转化为用若干个与其二维表相对成的关系 来描述之“。然而同一问题的二维表描述的形式往往不是难一的，并且对应子不 褥二维表接述形式掰建交豹数据瘁瘦翅系绞，箕效率糕差甚滋。园j 迦，翔键搜设 计的二维表念理可靠，简单实用，就成为数据库设计中的首要问题。对数据库进 行规范化的处理，是这一问题的重要手段。规范化技术是指用形式逛加简洁、结 构更加规范、构造璺有舰律的= 维表_ 宋代替原有二维衰豹处瓒过覆。 藤始澎念豹二维表逶鬻绝大部努跫：枣娥范纯瓣，翔捌它为基酬 寒毒船造数据疼， 就难免造成数据库检索效率低下、数据维护困难的局耐。要懈决这个问题，必须 对非规范的原始形态的二维表实施规范化的处理，使之逐步趋于适当的规范亿程 度，从而为将来数据的擒入、修改鞠删除等搡佟带来方便，侥使褥数据麾其奄较 强戆荧活性、适应性毒爨扩震性“。下翅以零 譬编鸦为例加以蕊明： ( 1 ) 零件材料代码二维袭 t 材料类型编码材料类型粥称 l 板材 2 登韦辛 表4 。2 零| l ：材料编码表 零件材料代码二维表结构如表4 ，2 。此袭中各字段内容明确，故符合规范 化要求。 ( 2 ) 零件下耩方式代褥二维表 瀵江：l = 鼗火学鞭士学 毒= 论文 零羚下瓣方式鹳与奉孝瓣褥蜜锈相关。耀奉葶耀不围其下粒方式亦不蠲。敖缀 贻的零 牛下料方式代码表是菲规范的二维表，如表4 3 所示。 下料方式代码 材料类型名称材料名称 l 板材扁钢 1 型材圆钢 2鍪奉孝 角镶 表4 。3 搽婊熬零事| 。f 辜毒方式l 玛表 在实际应用中，出于经常要通过材料码来检索确定相应下料码，丽把材料 类型用字符型字段来表示就影响检索的效率，故采用规范化技术对此表从新确 定，用裘4 4 袭示。 索雩| 号下秘方式 弋鹤 毒考瓣类墅代璐奉孝料名称 |1l 囊钢 2l2 圆钢 322 角钢 表4 4 规范的零仆f 料方式代码袭 4 4 1 2 编码= 维寝的结构及关系 为便于代码规则的数据库表示，我们将其分成若干个字段，每字段可以悬一 位码位，也可以烧几位码位。编码规则就反映为字段的变动规则。实际编码时。 每一字段懿有一定豹取篷范溺萃蟊限涮、被羧翻鹃关系，其髂霹分梵三穆情流： ( 1 ) 独立的表和碣位： 不受其他表控制，亦不受表中其他码位限制瞅值为固定的值。 + ( 2 ) 受控制的表： 该表受英链表豹控制，敬德必耜旋变动懿蓬。 蔓- e 羧生成图形 系统图形库中蘩本缭构图形库鲡镶套等，其胬形缀梭较鑫l l 荦，王装设计潜 经豢娶重复绘截这些结构，故采用i n t e c a dc 扣的藜二i 二尺, - i 。约束的参数化烈彤设 计程序生成( 以a u t o c a d 为丌发平台) ，调用时输入相应尺寸参数，即可1 3 动 获得修改后的图形o ”。 辩江l ：堑入学硕士学位论文 ( 3 ) 开发专蠲a u t o l i s p 参数纯绘墨撵序生成图形 系统图形黪中豹零用工装元l 譬库等，其规模数量多、麓复性岗，本子系统 对每一个工装元件相应设计了一个专用予程序，在工装设计时，若需要绘制巢 一元件的图形，只需调用该子程序，然聪把献数据库鼙或其他地方查甾的参数 输入计算提，鲻可螽动生成有关该元 睾豹鹜形。 采用a u t o l i s p 谬言开发参数化绘图予程_ | 葶是基于以下考虑：a u t o l i s p 怒 嵌套在a u t o c a d 中的种语言，具有强大的“表处理”功能，便于参数化设计： a u t o l i s p 可以在程徉中调羯a u t o c a d 的大部分功熊，是a u t o c a d 提供给用户 豹一耪簸零用、最鸯效豹二次开发语言；使掰a u t o l i s p 到终源程序方便，w 以使用任何一种文本编辑器编写源程序；编制参数化程序可以节省内存资源， 有利于掇高运行速度：a u t o c a d 的所有版本都支持a u t o l t s p 语副”1 。 5 4 1 。4 图形库的创建流程 爨影瘁是工装设计数基础。其具体创建漉程如圈5 1 4 所幂。 n 髑5 。1 4 髑蹲创建浚程剡 澎汪，l 、熊火学赣士掌谴论文 5 4 2 成维工装装配图斡生成 王装设计时，利用数据库和图形库，先在已调用好的图樵、明纲栏环境下调入 加工蕊件代鹚，每选一个代礴就填入到明缁栏的备注程中，荐藕溺每一代码，调 入楣斑豹王装元 譬豹视嬲，在期工零 孛豹示意图上进行工装装配图豹攥装翻修改， 最后得到工装装配图。奠流程见图5 1 5 所示。 否 i