基于成组技术的派生式CAPP系统方案设计.doc

基于成组技术的派生式CAPP系统方案设计1 概述 1.1 系统开发目标概述 随着社会需求和商品市场的进一步发展，产品的生产方式和方法也发生了重大转变，单一品种的规模生产逐渐被多品种多批量的总量规模生产所代替。传统的生产方式以不能满足现代制造业的需要，生产周期加长，成本提高，而且机器的利用率会大大降低。随着计算机的出现及其迅速的发展，其在加工工艺设计中体现的优势也越来越明显，现在计算机辅助工艺过程规划（Computer-Aided Process Planning，CAPP）受到越来越多的重视。随着产品结构越来越复杂，加工过程越来越复杂，传统手工工艺过程设计繁琐，标准不统一，并且效率很低。为了减轻工人的劳动强度，保证工艺文件质量及实现规范化、标准化。CAPP的应用与研究受到全世界各国的重视。但是除此之外还需要一种工具来分析收集相似、同类零件在设计、工艺、制造过程中的资料，以便以后改进、使用。这种工具就是成组技术。成组技术，从广义上来讲就是将多个具有相似性的事物按照一定的相似性准则分类成组，从而使若干种事物能采用相同或相似的解决方法，达到节省时间、物力、人力的目的。本系统开发的目的就是将成组技术与CAPP集成，达到更加高效的加工工艺过程规划的设计，实现企业的产品设计、加工工艺、生产制造等过程中信息的高效集成、管理及查阅、调用。1.2 已有CAPP产品分析目前市场上有很多CAPP产品，如，CXCA.CAPP、开目CAPP等等。传统CAPP产品过分强调对零件信息的自动获取，工艺决策的自动化。最近几年CAPP的研究开始注重工艺基本数据结构及基本设计功能，重点转向工艺设计的角度，为工艺人员提供辅助工具，为企业的信息化建设服务。目前的CAPP产品存在功能单一（注重工艺卡片设计），不开放，与其他CAX产品不能很好的结合、集成，并且CAPP资料与其他产品资料不能有效集中管理，造成生产中信息不能高效的流通与查阅、调用。1.3 结论就目前的需求及现有CAPP产品研究来看，CAPP系统必须具有以下功能：1）与其他CAX、PDM、ERP等系统更好的集成；2）提供强大的工艺卡片设计工具，融合数据库、图像、图片、表格、文字编辑于一体，提供可视化的工艺设计环境；3）能编制工艺路线、工艺卡、工序卡等工艺文件；4）实现信息的一次输入后全程共享、相互关联，信息的集中管理，关联数据的快速获取；5）实现工艺资源、工艺信息等数据的高效管理，以及数据库的编辑、扩充，规范化、标准化；6）提供简单灵活配置，以及完善的二次开发工具和开发借口，用户可以自行开发专用CAPP模块。而基于成组技术的派生式CAPP系统的设计，就有助于产品设计、工艺、制造等生产过程的数据管理、关联及数据的全程共享。创建成组CAPP，有利于建立零件的码域矩阵，高效管理所有分类零件信息，实现数据的快速匹配和抽取。 2 系统功能需求分析2.1 系统体系结构概述CAPP系统体系结构图图中给出系统的程序模块和数据库以及设计或修改标准工艺规程所使用的应用程序及相关加工要素（工步、工序、加工设备等）的处理程序。系统打开发有以下几个阶段：（1）选择分类编码系统。分类编码系统的选择应该对企业的各种产品零件进行比较全面的族类分析以及几何形状、工艺属性等分析为基础。（2）零件编码。将划分范围内的零件进行编码，并划分它们的零件族，零件族划分的原则是：以制造过程相似性为主，兼顾零件的几何外形的相似性。划分的时候可以采用计算机辅助分类编码进行。（3）编制标准的工艺规程、标准的工艺规程在总结现有的工艺规程的基础上进行编制，编写的工艺规程应该具有零件族零件加工工艺的代表性，满足族内所有零件的加工要求。（4）标准工艺规程数据库设计。数据库的设计是为了零件加工工艺规程的集中管理、调用、修改、读取等功能，能够实现从设计到生产的整个过程中的资源共享以及信息的采集处理。（5）系统程序的设计、编写、调试、运行。2.2 系统功能分析2.2.1 工艺设计工艺设计系统是利用已建成的数据维护、工艺卡片格式定制系统、成组工艺系统、管理系统等子系统进行快速的产品工艺设计，其实工艺设计的主体就是利用成组工艺技术编制的标准工艺规程进行调用和修改。具体设计工作如下：（1） 根据零件的分类编码系统对零件进行编码，选用（JIBM-1）。（2） 根据已编号的代码，在成组工艺库中调用标准的工艺规程，再根据零件的具体情况进行修改，从而生成新的工艺文件。修改中，遇到大的修改可运用集成的二维工程图绘制工具进行简单的图纸绘制。其他相关的修改数据，可以从其他子系统或者基础数据库中调用。从而节省工艺规程编制的时间，减少工人的工作量。2.2.2 卡片定义 标准卡片的定义定制，在CAPP系统中，需要先制定工艺卡片的格式，目的是为了辅助工艺设计系统的运行，工艺规程的方面、高效的管理、编写，提高工艺设计速度。在工艺卡片格式定制前，就企业的相关工艺设计部门进行统一的讨论，制定符合国家标准的，也符合企业自身标准以及通用的工艺卡片编制规定。工艺卡片的格式定制时，因为要与CAD系统、PDM系统等联系，其中一些相关的数据信息直接设置为与这些系统数据库之间的直接联系，这样保证了整个系统之间的关联性以及信息的统一与集中管理。这样子系统之间的数据共享便于工艺规程系统管理的统计、查询等。 图示：机加工标准工艺过程卡片图示：机加工标准工艺过程卡附图成组的工艺编制是利用基础数据系统以及工艺卡片定制系统进行快速的工艺设计，这些数据之间相互关联，产品加工图形的绘制从CAD系统中直接调用，其他管理信息从PDM系统中直接调用。成组工艺编制方便企业的生产总结以及生产过程、调度过程等设计、制造、管理方面的改进，更加方便企业人才的培养。2.2.3 产品管理 产品管理系统主要功能就是对于企业的产品信息进行集中管理，为其他系统如成本核算系统、车间作业系统、生产计划系统、采购系统等系统提供数据共享。也包括产品在设计、生产等过程中的数据集中收集，形成典型的设计数据。为以后产品的开发做好相应的资料收集。2.2.4 成组编码成组编码是这个系统的最基本的系统，因为本CAPP系统就是基于成组技术而开发的，编码系统涉及到产品的分类、产品的设计、产品加工工艺规程的设计等过程的设计、调用、管理。成组编码首先就要选择合适的编码系统，可以根据企业自身的需要，选用合理的已有的编码系统，或者根据需要自行设计编码分类系统。本系统采用原国家工业部标准分类编码系统JIBM-1系统进行分类编码。图示：编码系统对话框图示：编码系统部分编码过程对话框2.2.5 任务管理 任务管理系统主要是对企业的生产任务的安排、排程、调度等工作进行管理。任务管理系统需要与采购系统、车间作业系统、生产计划系统等系统享受资源共享。这样方便生产的及时调度与排程，并且实时监督产品生产的整个过程。同时还担任着产品生产过程中的信息采集工作，便于对作业的安排调度等进行优化改进。让管理人员方便的调度、管理所有的生产过程，掌握生产信息。2.2.6 权限管理 权限管理的作用就是系统使用人员的使用权限，比如，设计人员权限就应该掌握整个过程的数据信息，所以相对加工人员来说就需要更大的使用权限，加工人员主要就是最后的机加工部分的信息需要了解，所以他的使用权限就相对要小一些。管理权限的设定就相对保证了生产过程中的数据相对安全性以及更加能促使生产过程管理的更加标准化、规范化。2.3 数据库的设计 工艺设计需要大量的原始数据，例如产品物料清单（BOM）、产品图纸等，同时工艺设计过程中涉及到企业的大量数据，如企业文献、国家标准和企业标准、工艺手册以及车间、设备等。数据库应建立很多包括产品基本数据库、材料库、工装库、设备库、工种车间库、工时定额库、典型工步库、典型工艺规程数据库等，这些数据库为CAPP系统和其他辅助系统提供可靠的基础数据，并由此生成或派生出其他的数据库，如典型工艺库、产品工艺库、材料明细库、生产进度表等。数据库的设计需要对整个系统的运行需求以及管理有明确的分析，个个数据库之间也应建立直接的关联，建立相应的信息交换协议，方便数据库之间的数据交换及数据的调用以及管理，这样所有数据就形成数据的共享。3 系统开发及运行环境3.1 开发平台及介绍本系统开发采用的是VB程序开发平台。VB是Visual Basic的简称，是由美国微软公司于1991年开发的一种可视化的、面向对象和采用事件驱动方式的结构化高级程序设计语言，可用于开发 Windows 环境下的各类应用程序。它简单易学、效率高，且功能强大可以与 Windows 专业开发工具SDK相媲美。在Visual Basic环境下，利用事件驱动的编程机制、新颖易用的可视化设计工具，使用Windows内部的广泛应用程序接口（API）函数，动态链接库（DLL）、对象的链接与嵌入（OLE）、开放式数据连接（ODBC）等技术，可以高效、快速地开发Windows环境下功能强大、图形界面丰富的应用软件系统。VB具有以下特点：1面向对象VB采用了面向对象设计思想，它基本思路是把复杂的设计问题分解为多个能够完成独立功能且相对简单的对象集合。所谓“对象”就是个可操作实体如窗体、窗体中命令按钮、标签、文本框等，面向对象编程就是指程序员可根据界面设计要求直接在界面上设计出窗口、菜单、按钮等类型对象并为每个对象设置属性。 2事件驱动在Windows环境下是以事件驱动方式运行每个对象的都能响应多个区别事件，每个事件都能驱动段代码事件过程，该代码决定了对象功能。通常称这种机制为事件驱动的编程机制。可由用户操作触发也可以由系统或应用触发例如单击个命令按钮就触发了按钮Click(单击)事件该事件中代码就会被执行，若用户未进行任何操作(未触发事件)则就处于等待状态整个应用就是由彼此独立事件过程构成。 3软件Software集成式开发VB为编程提供了个集成开发环境在这个环境中编程者可设计界面、编写代码、调试直至把应用编译成可在Windows中运行可执行文件并为它生成安装VB集成开发环境为编程者提供了很大方便 。4结构化设计语言VB具有丰富数据类型是种符合结构化设计思想语言而且简单易学此外作为种设计语言VB还有许多独到之处 。5强大数据库访问功能VB利用数据Control控件可以访问多种数据库VB 6O提供ADOControl控件不但可以用最少代码实现数据库操作和控制也可以取代DataControl控件和RDOControl控件。 6支持对象链接和嵌入技术VB核心是对对象链接和嵌入(OLE)技术支持它是访问所有对象种思路方法利用OLE技术能够开发集声音、图像、动画、字处理、Web等对象于一体的功能强大的软件。 7网络功能VB 6.0提供了DltTML(DynamictTML)设计工具利用这种技术可以动态创建和编辑Web页面使用户在VB中开发多功能网络应用软件Software 。8多个应用向导VB提供了多种向导如应用向导、安装向导、数据对象向导和数据窗体向导通过它们可以快速地创建区别类型、区别功能应用。 9支持动态交换、动态链接技术通过动态数据交换(DDE)编程技术VB开发应用能和其他Windows应用的间建立数据通信通过动态链接库技术在VB中可方便地用C语言或汇编语言编写也可Windows应用接口(API) 10联机帮助功能在VB中利用帮助菜单和F1功能键用户可随时方便地得到所需要帮助信息VB帮助窗口中显示了有关举例代码通过复