农机产品CAPP系统的零件工序参数式生成技术

    采用参数化设计技术，目前的农机企业可以基于已有的成熟产品，通过对关键尺寸的修改产生新的设计，促进了企业产品的系列化和标准化，极大地缩短了产品设计周期。但由此引发出一个新的问题，即参数化的设计必然要求有参数化的工艺与之相适应，使得设计尺寸数据的改动能够触发现有工艺的自动修改，生成相应的新工艺，以进一步缩短农机产品的制造准备周期。而每一张工艺卡片都是工艺师创造性劳动的结晶，在农机产品的工艺设计过程中，应能借鉴已有的成熟工艺，对它进行一些修改与完善，快速高效地得到新的工艺卡片用于指导生产。同时，工艺设计本身是一个多变量非线性深度大反馈的系统，其不确定的因素很多。工艺人员在编制零件工艺时难免要对零件的工艺尺寸进行调整，参数式的CAPP（Computer Aided Process Planning）系统可以自动触发与之相关联的工艺内容，如车间、设备、工装、工时等，对它们进行自动调整，并实时地反映在工艺人员面前，为他们提供工艺决策的支持。

1 农机产品CAPP系统参数式工序生成的实现关键

    传统的CAPP系统之所以不支持参数化设计，关键在于它们对工艺卡内容描述的单一性，即只孤立地记录了工艺卡各组成部分的内容，如产品代号、材料、加工方法、工步内容、设备工装、工时定额等。它们彼此之间缺乏任何关联，系统没有反映出它们之间本应具有的约束关系。实现CAPP参数式工序生成的关键是建立工艺卡组成内容之间的约束关系，具体见图1。

图1 工艺卡内容之间的约束关系

1.1 扩充的工艺数据结构

    农机产品CAPP系统采用一套扩充的数据结构来保存实现零件的参数式特征信息。这些零件特征信息包括：几何特征，如零件的尺寸规格；加工特征，如加工方法、加工精度；材料特征，如零件材料、毛坯件数；求解特征，如工时求解方式；其他特征，如附加因数等。

1.2 工艺数据结构的信息获取途径

    获得零件特征信息的主要途径见图2。

图2 获得特征信息的主要途径

    1）零部件明细表。从零部件明细表中可以获得零件件号、件数、材料牌号等信息，即直接从CAD系统将零部件明细表信息通过中间数据文件自动转入CAPP系统。

    2）零部件编码。系统采用计算机辅助编码方式，利用“向导”（Wizard）技术自动生成零部件编码。根据零部件编码可以确定零件族，从而确定零件的加工工序等内容。

    3）对话框交互输入。由于CAD特征自动提取技术尚不完善，完全依靠从CAD系统自动获取零件加工特征是不现实的。因此在CAPP系统中可采用对话框参数式交互输入获得一些必要的加工特征信息，输入界面见图3。由于这些特征信息都保存在系统的扩充数据结构中，所以当用户修改工艺参数时可以直接在对话框中方便地进行改动，而无需重新输入。4）CAD系统的几何特征输入。CAPP系统可采用COM技术，提供直接从CAD获取部分零件几何信息的功能。