基于成组技术的电机制造CAPP系统_图文

1、第28卷第2期 辽宁石油化工大学学报 Vo l.28 No.2 2008年6月 JO U RN A L O F L IA O NI NG U N IV ERSIT Y O F P ET RO LEU M&CHEM ICA L T ECH N OL O GY Jun.2008文章编号:1672-6952(200802-0058-03基于成组技术的电机制造CAPP系统鲁昌国(辽宁石油化工大学职业技术学院,辽宁抚顺113001摘 要: 根据电机厂产品的特殊性及电机零件结构特点,自行设计了具有一定针对性的13位分类编码系统,通过工艺设计标准化、自动化过程,成功开发一套适合电机生产特点的D J-1CAP

2、 P系统,解决电机生产过程中工艺设计的瓶颈问题。关键词: 成组技术; CAP P系统; 零件分组; 工艺设计; 软件开发中图分类号:T G386 文献标识码:ACA PP Sy stem Based on Group T echnology in the M ot or M anufactoryLU Chang-g uo(S chool of V ocational T echnology,L iaoning Univers ity o f Petro leum&Chemical T echnology,Fushun L iaoning113001,P.R.ChinaReceived20M a

3、rch2008;r evised10A p r il2008;accep ted25A p r il2008Abstract: A cco rding to the particularit y and structural character istics of coal m ine mo tor pr oducts,a13classification and co ding system was designed and a set of DJ-1CA PP system so ftwar e fo r motor manufactor y was successfully dev elo

4、ped.I t so lv ed the bo ttleneck pr oblem of pr ocess plan in the moto r manufacto ry.Key words: Gro up techno lo gy;CA PP sy st em;Par ts gr oup;Pr ocess planning;Softw are develo pmentCo rr esponding author.T el.:+86-413-8378319;fax:+86-413-6860900;e-mail:lucg301y aho o.co 成组技术是一门为解决多品种小批量生产所存在的种种

5、问题而产生的生产技术应用性科学,它利用统计分析和相似性的理论,将分散的小生产汇集成较大的成组生产,把多品种转化为少品种,小批量转化成大批量,显著地提高了多品种多批量生产的经济效益。成组技术的最初应用是在指导机械零件的制造工艺方面,把许多结构不同的零件按工艺相似性分类整理成零件族,设计出适合全族零件加工的成组工序,从而取得最佳的生产经济效益1-3。电机生产批量小,品种多,其工艺编制主要依赖于手工,工艺设计繁琐,规范性差,成熟的工艺知识及经验难以保存和借鉴,存在着工艺设计时间长、工艺设计重复性大等问题。因此我们研究开发了一套适合电机生产特点的DJ-1CAPP系统,用以解决工艺设计的瓶颈问题。1 D

6、J-1CAPP系统开发思路下面以抚顺煤矿电机厂为例介绍DJ-1CAPP收稿日期:2008-03-20作者简介:鲁昌国(1969-,男,湖北荆州市,讲师。系统开发过程。通过多次调研,选择了具有代表性的11种隔爆电机作为研究对象。考虑电机零件(电机座、电机轴和端盖等的多样性和复杂性,再结合防爆电机产品的特殊性,初步确定自行设计一个具有一定针对性的分类编码系统DJ-1分类编码系统。它由零件名称类别矩阵、形状及加工码、辅助码共13位码位组成,每位编码都用09的数字来表示零件的某项特性指标。依据上述分类编码方案,开发出13位编码的计算机辅助编码系统,以某矿用防爆电机厂的主导产品隔爆电机为基础,利用计算机

7、辅助编码系统,把零件全部输入计算机进行编码、分类、归纳、推理、分组,总结出复合工艺路线,形成典型零件,编制出成组工艺。编制新工艺时,首先对新零件进行编码,将编码输入计算机后,在已有的主样件库中进行检索,若检索到相似的主样件,则调出其工艺,并作简单调整后输出即可。若检索不到时就进行模糊搜索,模糊搜索时只对特征码位进行搜索,其余码位忽略,从而查找出更多的相似性工艺规程(由不同的编码确定,工艺人员根据图样浏览分析选择编码框中各不同编码对应的工艺规程进行设计、修改形成新的样件工艺,在输出的同时,将其工艺存入样件库中,对库进行扩充和维护。2 DJ-1CAPP 系统开发过程由于篇幅所限,下面以电机轴为例来

8、说明DJ-1CAPP 系统开发过程。2.1 建立DJ-1零件分类编码系统零件分类编码系统是用字符(数字、字母或符号对零件各种特征或属性进行描述、识别的一套特定规则。根据分类编码系统制定的规则,用字符标识、描述零件就是对零件进行编码4。代表零件特征属性的每一个字符称为特征码。经过编码,零件的特征被标成相应的特征码,这些特征码的有序组合便产生了零件的代码。2.1.1 分类编码系统结构设计 DJ-1分类编码系统采用树式、链式混合结构,由13位十进制代码组成,前7位(17码位为主码,表示零件的类别及几何形状特征。后6位(813码位为辅助码。用数字09分别表示零件的特征。此编码系统的总体结构如图1所示。

9、本编码系统专为电机生产企业所设计,同时又考虑了其扩展性,只要稍加修改就 可适用其它机械制造企业。图1 DJ-1分类编码系统结构2.1.2 电机零件编码 在运用DJ-1零件分类编码系统对零件进行编码后,确定DJ-1分类编码系统可以应用于电机零件的描述。因此,对矿用隔爆电机的主要零件进行了编码。2.2 零件分组及成组工艺设计2.2.1 零件分组 零件分组是将零件集合从相似性原理出发,按一定目的分类成组,这是实施GT 的基本手法。根据GT 在企业生产活动中的不同应用,可以分出不同的零件组。如设计组、工艺组、调整组、数控组、管理组、同期投产组等。本次设计主要划分工艺组。划分零件组的方法有多种,此次设计

10、采用特征码位码域法划分零件组。在对电机轴结构特征及加工工艺详细研究的基础上,通过征求工艺专家的意见,特征码位码域将进行如下设计:将码位1、2、4、6、11、12六个码位作为特征码位,并分成4组。根据特征码位码域的设计,结合现场调研情况,将收集到的电机轴分为4组。2.2.2 成组工艺设计 成组工艺设计是实现工艺标准化的主要方法,是以结构相近的若干零件组成的零件加工族为工艺对象。基本做法有虚拟零件法和复合工艺路线法5-6。根据码域把零件分组后,可以发现同一组内的零件的加工工艺路线相差不大,因此工艺设计采用复合工艺路线法来进行。下面对电机轴进行成组工艺设计。电机轴在零件分组中共分四组。通过工厂现场调

11、研、征求技术中心工艺专家的意见,综合分析收集到零件的加工工艺,在典型零件的基础上,最终得出4组零件的复合加工工艺路线。根据电机轴各组复合加工工艺路线最终确定各59第2期 鲁昌国.基于成组技术的电机制造CA PP 系统组主样件。图2是电机轴某组主样件,外部基本形状为双向台阶且有环槽,内部基本形状为单向台阶通孔,平面、曲面加工为内部花键+外部键槽,材料为40CrNiM o,尺寸为 190mm 1150m m 。根据主样件建立各零件组工序卡片。即制定主样件工艺过程的工艺路线和相应的工序内容,在此基础上,编制工艺过程工序卡片,形成标准工艺。在标准工艺的基础上作简单修改,均可得到满足全组零件的成组工艺,

12、这样可极大地减少许多重复性劳动。工序卡片在Access 数据库中录入,并输入计算机系统数据库中,建立必要的工艺数据或数据文件,以存储工艺数据和规范,供编制CAPP 软件调用。图2 电机轴主样件2.3 DJ-1CAPP 系统软件开发2.3.1 开发环境 本系统是以M icr oso ft Visual Studio .NET 2003为开发平台,Access 建立关系模型数据库,使用ADO 技术对数据库进行访问,通过对零件的编码与检索,用户只需通过交互式输入,即可由系统自动生成加工工艺,并可根据零件特点,对工艺进行任意修改,大大提高了设计效率。2.3.2 系统流程 本系统采用检索式、派生式和创成

13、式相结合,综合他们的优点,应用成组技术(GT 并采用人机交互方式作为补充的综合式系统。输入零件的分类码,搜索分类码域矩阵,是典型零件则直接由检索式CAPP 系统检索出工艺文件。如果是相似零件则送入派生式CAPP 系统,并进行工艺派生。否则,就由用户根据零件知识库中的信息输入知识,补充输入零件的详细信息,再转入创成式CA PP 系统进行工艺创成,如果工艺文件需要稍加修改,则编辑修改。否则工艺文件典型化并保存工艺文件至典型工艺库,以备后用。系统中的零件知识库和工艺知识库及典型工艺库由知识维护模块统一进行维护。通过多次反复使用,系统中零件的典型工艺越来越多,系统逐步得到完善。2.3.3 系统主要结构

14、 本系统的主要结构为两个Access 关系模型数据库和以M icro soft Visual Studio .NET 2003为开发平台的主程序。两个数据库其一为character (特征编码数据库,按DJ-1分类编码系统的13位十进制代码及其特征建立,共有记录233条;其二为Wpt(特征工艺数据库,它按电机轴的典型工艺过程建立,又包含一个工艺过程数据库(储存电机轴的工艺过程和一个关联数据库(用于解决工艺雷同性问题。主程序主要完成文件管理、工艺设计、数据维护功能,主程序的设计以M icr oso ft V isual Studio .NET 2003为开发平台,面向对象进行可视化编程7-8。其

15、主要模块包括菜单功能实现、成组编码选择、成组工艺生成、编码及工艺数据的更新与维护。各模块独立编写程序,再按系统流程实现程序内部的镶嵌或连接。3 DJ-1CAPP 系统应用简介进入软件系统的主界面,打开或新建文件,系统首先要求输入零件编码,输入零件编码后,系统先搜索零件编码数据库,再根据搜索结果从工艺库中检索到与其对应的典型工艺。此时可以切换到工艺显示修改界面,在此界面中显示的是零件编码的典型工艺,用户可根据具体情况,对工艺卡进行任意修改,最后生成用户所需的工艺过程。DJ-1CAPP 系统具有友好的Window s 界面,用户按系统提示逐一完成即可,操作十分简便。参考文献1 许香穗,蔡建国.成组技术M .北京:机械工业出版社,1996.2 史峰,郑晶.成组技术在化工机械厂的应用J.当代化工,2005,34(3:203-205.3 祁国宁,顾新建.21世纪成组技术的发展方向初探J.成组技术与生产现代化,2005,22(2:1-4.4 韩文非.成组技术中零件分类的一种新方法J.成组技术与生产现代化,2003,20(3:46-47.5 臧照良.成组技术基础上的CA