机械制造之成组技术与成组工艺（ppt 30页）.ppt

1、6.5 成组技术（Group Technology）和成组工艺,一概念： 充分利用事物的相似性，将许多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解决这一组研究对象的生产技术问题的技术。 二零件的分类编码： 用数字表示零件的形状特征。 世界上有70多种分编码系统，应用最广的是德国的Opitz系统。我国用的是1984年制订的机械零件编码系统（JLBM1系统）。 该编码系统 见276，,P 276,示例见 P278 图,三成组工艺,（一）划分零件族 1.特征码位法：选择与加工特征直接相关的特征码位作为形成零件组的依据。 2.码域法：对系统中各码位的特征码规定一定的码域作为零件分组的依据。

2、3.特征位码域法：将特征码与码域法结合的零件分组方法。 （二）拟订零件组的工艺过程：,四机床的选择与布置 1选择：应具有良好的精度和刚度，其加工范围在一定范围内可调。数控机床应用广泛。 2. 布置方式：成组单机、成组生产单元、成组生产流水线。 五推广应用成组技术的效果 1. 可以提高生产效率； 2. 可以提高加工质量； 3. 可以提高生产管理水平。,6.6 计算机辅助工艺规程设计（机械加工）,计算机辅助工艺规程设计 CAPP （Computer Aided Process Planning） 一发展CAPP的意义 1、传统的工艺规程编制方法存在明显的缺点 （1）传统的工艺规程编制方法是一种纯粹

3、的手工方式的个体劳动，工艺规程编制的质量完全取决于个人的知识水平和经验。在相同的生产条件下，同一零件的工艺规程方案往往因人而异，甚至同一人对同一零件，在不同的时期设计出的方案也有差异。因此，这种方法不可能保证工艺规程方案的优化，更不可能实现工艺规程的标准化。,（2）工艺规程编制是一项很繁杂的工作，工艺人员必须通过对加工对象的结构、材料、尺寸、精度要求、生产批量、各种可能采用的加工方法、设备、工装、工人的技术水平和生产环境、习惯等众多信息加以处理，才能作出各种工艺决策。要处理的信息不仅是大量的，而且各种信息间的关系极其错综复杂。工艺人员为此必须花费大量的时间和精力，劳动量很大。使生产准备周期拖长

4、，工艺人员也不能集中精力和时间从事创造性工作。一般来说，工艺规程设计的时间占整个生产准备时间的40%。,（3）工艺规程编制是一种以产品为基础的，一旦产品更新则原有的工艺规程便全部作废，必须重新为新产品编制全部零件的工艺规程，即使新产品中有许多零件与老产品中的零件非常相似甚至相同，也必须重新编制“新”的工艺规程。工艺人员不得不进行大量的重复劳动，白白浪费时间和精力。,（4）现代机械制造业正朝着多品种、小批量的方向发展，产品更新速度不断加快，这就要求制造业缩短制造周期，其生产结构能对市场变化作出快速反应，以取得自己在市场中的主动地位。而传统的工艺规程编制方法不能适应这种快速变化和低成本的要求。,（

5、5）传统工艺规程编制方法与先进的设计技术、制造技术及现代的管理方法不相匹配，使这些先进技术的效益得不到发挥。 计算机集成制造系统 (CIMS : Computer Integrated Manufacturing System) 并行工程 （ CE : Concurrent Engineering） 智能制造系绕（ IMS: Intelligent Manufacturing System） 虚拟制造系统（ VMS : Virtual Manufacturing System） 敏捷制造 （AM: Agile Manufacturing） 制造资源计划（MRP: Manufacturing R

6、esource Planning） 企业资源计划（ERP: Enterprise Resource Planning） 产品数据管理（PDM: Product Data Management） 这些先进制造系统的发展无论从广度上还是从深度上，都对CAPP的发展提出了更新更高的要求。,（6）传统工艺规程编制方法，不宜科学地总结、保存工艺人员长期积累的宝贵经验。造成工艺设计水平长期停留在同一水平上，不能迅速提高。传统设计方法要求工艺设计人员必须 ： 具有丰富的生产经验； 熟悉企业内部各种加工方法及相应的设备使用情况； 熟悉企业内部各种生产加工规范和有 关规章制度； 能与各方面保持友好合作。 这样的

7、工艺师估计需要 20 年左右的工作实践，目前国内外企业都较缺乏这样的工艺设计人员。,2、研究CAPP的重要意义 CAPP 系统开发研究始终是以克服传统工艺设计缺点和推进工艺设计自动化为主要目标的, 目前已向设计制造信息集成和智能方向发展。 应用CAPP，可以改善工艺设计部门的落后状况，大幅度提高工艺规程编制的效率；它解放了大量工艺设计人员，使他们有更多的时间和精力去从事创造性劳动；能提高工艺设计的一致性，有利于工艺过程的标准化、规范化和最优化，提高设计质量；应用 CAPP 系统还可以充分发挥计算机高速处理信息的能力,而且由于将工艺专家的集体智慧融合在CAPP系统中，所以保证了高速获得高质量优化

8、的工艺规程。,美国国家关键技术委员会在 1991 年海湾战争后向总统提出的报告中 , 介绍了 22 项被认为是对美国长期安全和经济繁荣至关重要的技术。在第 6 项计算机集成制造 (Computer Integrated Manufacturing；CIM) 技术中就列举了CAPP技术的发展状况及重要性。美国总统办公厅科技政策办公室于l995 年公布的第三个双年度美国国家关键技术报告中, 再次将 CAPP 技术列举为对美国经济繁荣和国家安全至关重要的 290 个专项技术之一。,二、CAPP的国内外发展情况 CAPP的思想是Nibel于1965年首先提出来的，在19661968年间又先后有Sche

9、ck、Barra、Barash等人在这一领域中做了一些先驱性的工作，到1969年，世界上第一个计算机辅助工艺设计系统AUTOPROS便宣布诞生。该系统由挪威的NAKK等公司合作研制。 在CAPP 发展史上具有里程碑意义的是CAM-I (Computer Aided Manufacturing-International), 设在美国的计算机辅助制造国际组织 ) 于 1976 年推出的CAM - Is Automated Process Planning) 系统。 从1960年代末到今天，经过人们近几十年的努力，CAPP的研究从无到有，从低级到高级，从一种形式到多种形式，已有了相当大的发展。,二

10、、CAPP的国内外发展情况,特别是进入1980年代以来，在世界上许多国家，尤其是工业发达国家中，逐渐形成了发展CAPP的热潮，CAPP的研究成果和新的CAPP系统不断提出。美国机械工程师协会 (ASME) 在 1985 年和 1986 年连续召开讨论 CAPP 的 学术会议。国际生产工程学会（CIRP）也于1985年1月举行了计算机辅助工艺规程编制专题学术讨论会；1987年6月CIRP又举行了“计算机辅助工艺规程编制”的专题学术讨论会。 国内最早开发的 CAPP 系统是同济大学1983年开发的 TOJICAP 系统和西北工业大学1985年开发的 CAOS 系统。,三、CAPP的主要类型 （1）

11、检索式CAPP系统 检索式CAPP系统是将企业现行各类工艺文件，根据产品和零件图号，存入计算机数据库中。进行工艺设计时，可以根据产品或零件图号，在工艺文件库中检索相类似零件的工艺文件，由工艺人员采用人机交互方式，对检索到的工艺文件进行编辑，最后由计算机按工艺文件要求进行打印输出。,三、CAPP的基本方法,（2）派生式CAPP系统 也叫变异式。该方法以成组技术为基础，工艺设计过程仅需输入零件的成组编码，由计算机检索出事先存好的零件族的标准工艺规程，再经操作人员在交互状态下根据零件的具体情况做增、删修改并打印输出即可完成。 该方法的特点是原理简单、容易开发、针对性和实用性强，可以大幅度地提高工艺规

12、程编制速度，避免人的重复劳动，也能在一定程度上保持工艺设计的一致性。,三、CAPP的基本方法,P 285,（3）创成式CAPP系统 也叫生成式方法。该方法不依靠任何标准工艺规程，而是依靠系统中的决策逻辑生成工艺规程。系统收集了大量的工艺数据和加工知识，并以此为基础，在计算机软件基础上建立一系列的决策逻辑，形成了工艺数据库和加工知识库。在输入新零件的有关信息后，计算机系统可以模仿工艺人员，应用各种工艺决策逻辑规则，在没有人工干预的条件下，自动生成零件的工艺规程。,（4）综合式CAPP系统 也叫半创成式方法。以检索标准工艺为主，只是在某些局部上加上一些自动决策功能，它以最大限度地降低对操作人员的知识和经验的依赖，提高系统的运行效率为目标。这样就较好地体现了派生与创成相结合的优点 。,四、CAPP的发展趋势 经过几十年的历程，国内外对 CAPP 技术已进行了大量的探讨与研究 , 无论在研究的深度上和广度上都不断取得进展： 在设计对象上，所涉及的零件从回转体零件、箱体类零件、支架类零件到复杂的飞机结构件等； 在涉及的工艺范围上，从普通加工工艺到数控加工工艺；从机加工艺到装配工艺、板金工艺、热处理工艺、数控测量机检测过程设计等； 在系统功能上，从独立的计算机辅助技术“孤岛”，到满足集成系统环境需求的集成化系