基于CAPP的CAD/CAM集成式新型数控加工模式的构想

引言

    现今的数控加工，需要NC编程人员根据CAD图形进行繁琐的人机交互操作，选择零件的加工方法、加工对象及刀具参数等，至系统形成刀位文件转换成NC程序后才能加工。先不谈论CAD以及CAD与CAM匹配的问题，单是转换的NC程序，就还需要根据具体工况作进一步的修调，直至试车完成。

1、CAPP下CAD/CAM集成的问题

    一般来说，目前的CAD是以特征为建模的工具，如拉伸、旋转及扫描等，而CAM则是以各种型腔或型面的加工来划分，如铣槽、铣外形及打孔等。从CAD与CAM所关注的对象、目标及具体的模块而言，两者之间有着巨大的差异，但从企业的角度看，这个产品要满足性价比、高质效地加工出来。这就需要缩短从CAD、CAM到数控加工的周期时间。

    CAPP是CAD与CAM连接的桥梁，为了能够从设计到加工成型的一步到位，我们需要从CAPP的角度实现CAD/CAM的集成。

2、新型CAD/CAM集成式数控加工模式

    新型CAD/CAM集成式数控加工模式的系统由设计前处理子系统、制造后处理子系统、智能工艺数据库、专家优化系统四部分组成。

    2.1 设计前处理子系统

    设计前处理子系统主要处理特征设计与加工工序对接的问题。首先是对设计中建模特征的工序化识别，在识别工序后，要进行工序的有序化归置及调整，然后做好工序的可行性自处理。这里面要处理几个比较核心的问题。其一是毛坯样本的识别及样本偏差处理的问题；其二是设计下几何变化与工序转变的问题。

    2.2 制造后处理子系统

    在获得与设计模型对接的工艺流程后，需要对工艺进行制造可行性分析及工艺的制造模拟。制造可行性需要依托具体的机床及相应的刀具、夹具，考虑到工人工效及原材料的问题，所以在制造后处理子系统中的关键是虚拟设备，甚至虚拟工厂。当然，这不仅是引入虚拟加工的问题，与工艺对接的问题。

    2.3 智能工艺数据库

    不管是设计前处理子系统，还是制造后处理子系统，存在及连接实现的基础都在于工艺。所以需要一个强大的工艺数据库，其中的工艺是最大化实现计算机处理能力的无限细化下的工艺。这样才能对设计的特征和制造的单元进行多种工艺的选择及多种工序的组合及调配，以满足设计与制造的需求。

    在工艺数据库中，指针的设定非常重要，作为工序的导向，它不仅要实现工序有效、合理的衔接，还要进行多路径下的寻址与目标的实现，为数控加工提供可供选择的空间。此外，在工艺数据库中，还要有一个智能的数控加工参数处理模块。如果说数据库是一个装满书籍的图书馆，那么，这个智能模块就是图书馆的管理员，负责处理与加工有关的参数拟定及项目选定的问题。如同NC编程人员在生成刀位文件前所要做的事情一般。所不同的是，智能模块可以直接给出多个可供选择的方案。