3计算机辅助工艺过程设计
先进制造技术名词解释
制造：分为狭义制造和广义制造狭义制造：又称为小制造，指产品的制作过程广义制造：又称为大制造,指产品的全生命周期过程制造系统:制造作为一个系统,由若干个具有独立功能的子系统构成，各功能子系统相互联系又相互制约,形成一个有机的整体,从而实现从用户订货到产品发送的生产全过程CAD——计算机辅助设计是一种利用计算机支持设计者进行快速、高效、高质量、低成本，方便的完成产品设计任务的现代化设计技术CAPP——计算机辅助工艺过程设计是指用计算机辅助编制零件的机械加工工艺规程CAM-—计算机辅助制造，它是按照零件形状及CAPP生成的数控代码进行数控加工，并考虑刀具补偿等进行的后处理以及加工进程的动态仿真、机器人的在线控制等RE——反求工程，是指以已有产品为基础，进行消化、吸收并进行创新改进，使之成为新产品，之一种开发模式即所谓的反求工程CE——并行工程,是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化工作模式FMS——柔性制造系统是指至少由两台机床、一套具有高度自动化的物料运储系统和一套计算机控制系统所组成的制造系统，通过简单改变软件程序便能制造出多种零件中任何一种零件CIM—-计算机集成制造,是用计算机通过信息集成、过程集成、企业集成实现现代化的生产制造，求得企业的总体效益的一种先进制造理念VM——虚拟制造，是虚拟现实技术和计算机仿真技术在制造领域的综合发展及应用，是实际制造过程在计算机上的应用。
虚拟制造是利用计算机技术对制造过程的各个环节集成在三维动态的仿真模型之上,实现从设计技术到制造技术等各个方面的模拟和仿真RM——可重构制造，是按规划和设计规定的变化,利用子系统、模块或构件的重排、更替、剪裁和革新等手段，对产品或系统进行重新组态，快速实现过程更替与系统功能改变,迅速变换系统的输出、输入和能力，以快速响应市场变化的能力。
LP——精益生产，是指以整体优化的观点，以社会需求为依据，以发挥人的因素为根本，有效配置和合理使用企业资源，最大限度地为企业谋求利益的一种新型生产方式JIT—-准时生产，是一种追求无库存或库存最小，排除一切可能的浪费，而获得最大利润的一种生产方式。
计算机辅助设计与制造简答题总结
1、CAPP有哪几种基本类型？分别基于何种技术？1检索式CAPP系统；2派生式CAPP系统，即基于成组技术或基于特征的CAPP系统；3创成试CAPP系统主要包括基于传统过程性程序结构与决策形式的CAPP系统，基于知识的cap系统等；4综合式CAPP系统，包括派生式和创成式与人工智能相结合，且综合了它们的优点的CAPP系统，基于实例与知识的混合式CAPP系统及其它混合式系统等。
2、什么是数控加工？数控装置有哪些类型？数控编程的主要内容是什么？数控加工数控机床应用数字化信息实现机床控制的一种技术。
数控装置有哪些类型类型？按加工方式分类：1.金属切削类数控机床2.金属成型类数控机床3.数控特种加工机床4其他类型的数控机床按驱动装置的特点分类1.开环控制数控机床2半闭环控制数控机床3．闭环控制数控机床4．混合控制数控机床主控编程的主要内容包括:分析零件图纸进行工艺处理，确定工艺过程；数值计算，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据；编制零件加工程序；制备控制介质；校核程序及首件试切。
4、什么是成组技术？成组技术是一门生产技术科学，即研究和发掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用事物的相似把相似问题归类成组，寻求解决这一类问题相对统一的最优方案，从而节约时间和精力以取得所期望的经济效益。
6、派生式CAPP系统的原理是什么？基本原理是利用成组技术（GT）代码或企业现行的零件图编码，将零件根据结构和工艺相似性进行分组，然后针对每个零件组编制典型工艺，又称主样件工艺，在进行工艺设计时，根据零件的GT代码和其他有关信息，按编码搜索零件族，对典型工艺进行自动化或人机交互式修改，生成符合要求的工艺文件。
7、派生式CAPP系统与创成式CAPP系统的工作原理有何不同？答：派生法是以对标准工艺规程的检索和修改为基础，而标准工艺是由有经验的工艺人员制订的。
设计新零件工艺规程时要对标准工艺进行检索，并经编辑和修改而得到。
创成法是由计算机软件系统，根据输入的或直接从cad系统获得的零件信息，依靠系统中的工艺数据和各种工艺决策自动设计出工艺规程。
计算机辅助设计的基础和进阶流程
计算机辅助设计的基础和进阶流程计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）是指运用计算机技术对产品进行设计、分析、制图等操作的一种工具软件。
随着科技的发展，计算机辅助设计已经成为了现代制造业的重要组成部分，赋予了设计师更多的自由创作空间。
那么，什么是计算机辅助设计的基础和进阶流程呢？一、计算机辅助设计的基础1. 软件操作：计算机辅助设计软件是实现辅助设计的基础，因此对软件的操作熟练度、技术和理论知识的掌握是非常重要的。
目前市场上流行的CAD软件有AutoCAD、CATIA、Pro/ENGINEER、SolidWorks等等。
2. 建模技巧：建模技巧是设计师必须具备的基础技能。
其包括把握在三维空间中构建模型的技巧、掌握基本图形的构成及其变换方法、对于复杂图形分析与构建等。
会使用不同的建模方式，如实体建模、曲面建模、草绘建模等。
3. 材料知识：材料知识的掌握可以帮助设计师选择正确的材料以及使用相应的工具进行模型的打造。
如了解常见的塑胶、金属材料的特点及其施工方法，可以精准选择适用的工具和操作技巧。
二、计算机辅助设计的进阶流程1. 设计思路：将要设计的产品需要进行详细的分析和研究，确定设计的技术要求和实现的需求。
设计师需要充分了解客户的需求和市场的情况，并制定合适的设计思路。
2. 设计方案：设计方案是依据设计思路制定的方案，根据情况的变化进行调整和优化，以保证设计的合理性和可行性。
根据不同的设计需求，制作不同的草图和实体模型。
3. 模型制作：利用计算机辅助设计软件进行模型的制作和建模。
根据之前确定的技术要求，使用不同的建模技术进行塑造，提升模型的精度和质量。
4. 分析和评价：对设计出的模型进行分析和评价，在此过程中可以通过模拟运行、受力分析、优化设计等等方式提出改进建议。
5. 工程应用：将设计好的模型进行固化并进行下一步加工，此时需要遵循制定的生产流程，并保证产品的质量。
三、设计师需要的技能1. 熟练使用计算机，掌握常见的CAD软件，了解其他相关的设计工具和软件。
计算机辅助工艺规程设计(教案1)
第九章计算机辅助工艺设计第九章计算机辅助工艺设计9.1 概述计算机辅助工艺规程设计是随着计算机科学与技术的发展在20世纪60年代兴起的一种工艺规程设计技术。
CAPP系统研究开发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, 目前正向设计与制造继承和智能化方向发展。
在工业界推广应用CAPP系统产生了良好的社会和经济效益, 特别是20世纪80年代以来, 随着CIMS日益受到人们的重视, CAPP系统作为CAD/CAM集成的关键性中间环节, CAPP系统研究成为当今各国的研究的重要内容之一。
9.1.1 计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning, CAPP)指在工艺人员借助于计算机,根据产品设计阶段给出的信息和产品制造工艺要求, 交互地或自动地确定产品加工方法和方案,如加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。
如图所示CAPP系统功能模型。
9.1.2工艺设计自动化的意义1.工艺规程设计的任务工艺规程设计是工厂工艺部门的一项经常性的技术工作, 是连接产品设计和产品制造的桥梁。
以文件形式确定下来的工艺规程是后续工艺装备制造和零件加工的主要依据, 它对组织生产、保证产品质量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期、改善劳动条件都有着直接的影响, 是生产中的关键性工作。
工艺规程设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法、加工顺序、工夹量具、以及切削用量的计算等, 使能按设计要求生产出合格的成品零件。
2.传统的工艺规程设计方法长期以来, 传统的工艺规程设计一直是由工艺人员根据他们多年从事工厂生产活动而积累卡的经验, 以手工方式进行的。
包括查阅资料和手册, 进行工艺计算, 绘制工序图, 填写工艺卡片和表格文件等。
其中花费在书写工艺文件上的时间占30%, 工艺规程的设计质量完全取决于工艺人员的技术水平和经验。
由于工艺规程设计处于产品设计和制造之间的中间环节, 传统的工艺设计方法要求工艺设计人员具有丰富的生产经验, 不仅要熟悉产品设计方面的信息, 还要了解有关制造方面的指示。
计算机辅助设计及制造技术
• （2）常用的数据排序算法和查找算法
•
1）数据的排序算法。
•
2）常用的查找算法。
•
3）数据的插值。
•
4）曲线拟合。
一、概 述
计算机辅助设计（CAD）利用计算机 软硬件技术辅助设计人员对产品、工程进 行分析计算、几何建模、模拟仿真、优化 设计、绘制工程图样等的管理、生成技术 文件等的方法技术。
1．计算机图形显示输出设备
计算机图形的显示与相应的显示设备 有密切的关系，显示器分辨率的高低对 图形的生成质量和真实感有直接的关系。
常见的显示设备如：阴极射线管显 示器、液晶显示器、等离子显示器等等。
输出设备通常包括：打印机、绘图 仪、头盔显示器等。
2．图形元素生成的基本原理
计算机图形学的实质就是通过计算机将数 据转换为图形，并在显示器上进行实时显示。
Oracle数据库是一种大型数据库系统，一 般应用于商业，政府部门，它的功能强大，能 够处理大批量的数据，在网络方面也用的非常 多。
第3章
计算机图形处理及建模技术
• 基本内容 • 1．计算机图形显示输出设备 • 2．图形元素生成的基本原理 • （1）图形元素生成的基本算法。 • （2）图形的几何变换。 • （3）图形真实感处理简介。 • 3．几何建模方法 • （1）线框建模。 • （2）表面建模。 • （3）实体建模。 • （4）边界表示法。 • （5）实体结构几何法（CSG法）。 • （6）特征建模。
(3) 网状结构
网状结构是多对多得结构关系，比树结构更为复 杂的一种非线性结构，它的每个节点可能有多个前趋， 也可能有多个后继，节点的联系是任意的，它的每条 边具有相应的含义及权值。
3.数据库系统及应用
(1) 数据库系统的基本概念及分类
计算机辅助工艺设计
计算机辅助工艺设计引言计算机辅助工艺设计（Computer-Aided Process Design, CAPD）是一个综合利用计算机技术来辅助工艺设计的领域。
它结合了计算机科学和工艺工程的知识，利用计算机模拟和优化算法，可以提高工艺设计的效率和质量。
本文将介绍计算机辅助工艺设计的基本概念、应用领域和优势，并探讨一些常用的CAPD软件工具。
基本概念1. 工艺设计工艺设计是指在产品设计的基础上，确定实现产品生产所必需的材料、工艺过程和设备配置等内容的过程。
工艺设计直接影响到产品的质量、成本和生产效率。
2. 计算机辅助工艺设计计算机辅助工艺设计是利用计算机科学和工艺工程的方法和工具来辅助完成工艺设计任务的过程。
它可以通过建立数学模型、仿真和优化算法等，提供更有效的工艺设计解决方案。
3. CAPD软件工具CAPD软件工具是支持计算机辅助工艺设计的软件系统。
这些工具通常包括工艺模拟、优化算法、工艺数据管理等功能模块，可以帮助工程师实现全面的工艺设计和分析。
应用领域CAPD在很多工业领域都有应用，下面介绍几个常见的应用领域。
1. 化工工艺设计化工工艺设计是CAPD的典型应用领域之一。
通过使用CAPD软件工具，工程师可以对化学过程进行模拟和优化，提高生产效率，降低能耗和排放。
2. 制造工艺设计制造工艺设计也是CAPD的重要应用之一。
通过CAPD软件工具，工程师可以对生产线进行模拟和优化，设计出更合理的工艺流程，提高生产效率和产品质量。
3. 电子电路设计在电子电路设计领域，CAPD可以帮助工程师进行电路布局设计和信号传输优化。
通过CAPD软件工具，工程师可以快速验证电路设计方案的可行性和性能。
优势与挑战1. 优势计算机辅助工艺设计具有以下几个明显的优势：•提高设计效率：CAPD软件工具可以自动化完成一些繁琐的设计任务，提高设计效率。
•提高设计质量：CAPD可以通过模拟和优化算法，提供更优的设计方案，提高设计质量。
cad、cam复习资料
计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD): 指工程技术人员以计算机为工具完成产品设计，达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本这一过程的各项工作，包括设计、工程分析、仿真、绘图、编撰技术文档…计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning, CAPP): 指工艺人员借助计算机，根据产品设计结果和产品制造工艺要求，交互或自动地确定产品加工方法和方案的设计，包括毛坯选择、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定… 计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM)计算机辅助制造有广义和狭义两种定义:广义CAM 指借助计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，包括工艺过程设计（CAPP)、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析…狭义CAM 通常指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、后置处理及NC代码生成…CAD/CAM集成CAD/CAM集成实质：在CAD、CAPP、CAM各模块之间形成相互信息的自动传递和转化CAD/CAM的基本功能:交互功能、图形显示功能、存储功能、输入输出功能CAD/CAM的主要任务：几何建模描述基本几何实体（如大小）及实体间的关系（如几何信息），进行图形图像的技术处理工程绘图CAD系统的重要环节，产品最终结果的表达方式优化设计CAD/CAM系统应具有优化求解的功能，也就是在某些条件的限制下，使产品或工程设计中的预定指标达到最优。
计算分析对象包括几何特征（如体积、表面积、质量、重心位置、转动惯量…）和物理特征（如应力、温度、位移…）有限元分析CAD/CAM 系统结构分析中的常用方法是有限元法，这是一种数值近似解方法，用来解决结构形状比较复杂零件的静态、动态特性计算，强度、振动、热变形、磁场、温度场、强度、应力分布状态等计算分析。
CADCAM-第一章.概述
一、CAD/CAM的基本功能
交
图
存
输
互
形
储
入
功
显
功
输
能
示
能
出
功
功
能
能
1.交互功能
人机接口是CAD/CAM系统中用户与系统连接的
桥梁
友好的用户界面，是用户直接而有效地
完成复杂设计任务的必要条件
除软件中界面设计外，还必须有交互设 备实现人与计算机之间的不断通信
2.图形显示功能
CAD/CAM是一个人机交互的过程，从产品的造型、 构思、方案的确定，结构分析到加工过程的仿真，系 统随时保证用户能够观察、修改中间结果，实时编辑 处理。
产品设计阶段
设计人员以计算机为辅助工具完成各项工作， 即计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)。
生产准备阶段
工艺人员借助计算机根据产品设计阶段给出的 信息和产品制造的工艺要求，交互或自动地完成各 项工作，即计算机辅助工艺过程设计
(Computer Aided Process Planning，CAPP)。
空间的保障。
CAD/CAM系统运行时，数据
量很大，有很多算法往往生成
大量的中间数据，尤其是对图
形的操作、交互式的设计以及
IBM737Байду номын сангаасMagnetic core
storage unit
结构分析中的网格划分等。
4.输入输出功能
CAD/CAM系统运行中，用户需不断地将有关设计 的要求、各步骤的具体数据等输入计算机内，通过计 算机的处理，能够输出系统处理的结果。
生产人员完成从生 产准备到产品制造 出来的过程中的各 项活动，包括作业 计划、零件加工、 装配和性能检验。
CADCAM期末复习题综合
《CAD/CAM》期末复习题一、单项选择题4. 下列各项中，不属于CAM工作范畴的内容是( C )。
A.生产过程管理B.加工控制C.应力、应变分析D.质量控制5. 当前应用得最普遍的一种CAD型式是( D )。
A.检索型CADB.自动型CADC.人工型CADD.交互型CAD6. 在CAD/CAM系统中，( C )是加接CAD、CAM的纽带。
A.CAEB.CAGC.CAPPD.CAQ9. .交互型CAD系统 ( B )。
A.不需要设计人员干预B.需要设计人员干预C.不需要CAM干预D.需要CAM干预10．计算机辅助制造进行的内容有( A )。
A.进行过程控制及数控加工B.CADC.工程分析D.机床调整12．计算机辅助制造应具有的主要特性是( A )。
A.适应性、灵活性、高效率等B.准确性、耐久性等C.系统性、继承性等D.知识性、趣味性等1．在CAD/CAM系统中，CAM是指（ B ）。
A. 计算机辅助设计B. 计算机辅助制造C. 计算机辅助工程D. 计算机辅助工艺过程设计2．ERP是（ B ）的缩写ArrayA. 物料需求计划B. 企业资源计划C. 制造资源计划D. 集成制造技术3．下列说法那项是错误的（ C ）A. 文件的操作主要表现在两个方面，一个是查找，一个是排序。
B. 数据结构分为物理结构和逻辑结构。
C. CAD/CAM系统实际上就是软件。
D. 将隐藏线和隐藏面消除的过程就叫消隐。
4．CAD/CAM系统主要研究对象描述、系统分析、方案的优化、计算分析工艺设计仿真模拟、NC编程以及图形处理等。
它（ B ）A. 输入的是设计要求，输出的是设计方案。
B. 输入的是设计要求，输出的是制造加工信息。
C. 输入的是设计要求，输出的是图纸。
D. 输入的是设计要求，输出的是工艺流程。
5．建模技术将显示世界中的产品及相关信息转换为计算机内部能够处理、存储和管理的（ B ）表达方法。
A. 自动化B. 数字化C. 智能化D. 系统化6．CAD/CAM系统中软件分为几大类,他们是：（ B ）A. 系统软件、功能软件、应用软件B. 系统软件、支撑软件、应用软件。
CAPP技术
汽车的生产过程
压力加工 车身装配、焊接 油漆
内部装饰
变速箱装配 锻造 热处理 机械加工
熔化
自动线
发动机装配
发动机试验浇铸 造型 Nhomakorabea油漆
机械加工 热处理 驱动桥装配
底盘装配
车身安装 最后测试
压铸
轮胎装配
汽车生产过程. fl v
构成
1. 控制模块
获取方式。 2. 零件信息获取模块 零件信息输入可 以有下列两种方式 : 人工交互输入， 或从CAD系统直接获取或来自集成环 境下统一的产品数据模型。 3. 工艺过程设计模块 进行加工工艺流 程的决策，生成工艺过程卡。
1、 对工艺设计人员要求高 2、工作量大，内容繁杂，效率低
1.工艺设计需要的原始资料多 3、无法利用 CAD的图形、数据 产品的装配图及零件图，验收质量标准，生产类型 4、难以保证数据的准确性 2.工艺设计具多变性 5、信息不能共享 加工设备、器具、设计人员素质、工艺革新等的多变性
3.工艺设计的内容多
模型，自动生成零件所需的各个工序，从无到有自动地生成 零件的工艺规程。由于零件结构多样性，工艺决策随环境变 化的多变性及复杂性等诸多因素，系统实现较为困难。
综合式CAPP系统：也成为半创成式CAPP系统，融合了
前两种的方法和原理。进行设计时，先通过计算机检索相应 的标准工艺，然后根据具体情况对标准工艺自动修改。它既 有灵活性，也有很强的实用性。
意义
1. 可以将工艺设计人员从繁琐和重复性的劳动中解放出来，转而从事 新产品及新工艺开发等创造性的工作; 2. 可以大大缩短工艺设计周期，提高产品在市场上的竞争力;
3. 有助于对工艺设计人员的宝贵经验进行总结和继承;
4. 有利于工艺设计的最优化和标准化;
CAPP应用与实例
计算机辅助工艺过程设计
CAPP的分类
修订式
生成式 专家系统
区别：决策方式不同
CAPP
Computer Aided Processing Planning
计算机辅助工艺过程设计
工艺决策方式
修订式：通过人机交互进行，由工艺人员从已有的、已制定好的标 准零件工艺中选择。 生成式：不需人为干预，模拟决策人员，运用决策逻辑。
计算机辅助工艺过程设计
系统名称 AIMSI APLAN APP BITCAPP CAOS CAPSY DISAP ICAPP THCAPP TIPPS
国内外典型的生成式CAPP系统
适用对象 回转体 回转体、箱体类 各种零件 回转体 回转体 回转体 各种零件 箱体类 与CAD连接 形状要素法输入 单轴自动车床用 人机交互输入 AUTAP的扩展 与CAD连接 系统特点 研制单位 与CAD/CAE/CAM链 SUNT Buffalo（美） 接 Gebr.Honsberg（德） GE和LA（美） 北京理工大学（中） 西北工业大学（中） IPK（德） WZL（德） UMIST（英） 清华大学（中） VPI和SU（美）
计算机辅助工艺过程设计
计算机的辅助作用
数值储存 与管理
数值计算
四大辅助作用
图形处理 逻辑决策
CAPP
Computer Aided Processing Planning
计算机辅助工艺过程设计
CAPP的基本组成部分
设计信息 输入
工艺决策
工艺信息 输出
CAPP
Computer Aided Processing Planning
回转体、非回转件、CAD/CAPP/CAE集 焊接件 成 钻削、铣削 与CAD连接
计算机辅助工艺规划
计算机辅助工艺规划引言计算机辅助工艺规划（Computer-Aided Process Planning，CAPP）是指利用计算机和相应的软件工具，对产品的设计要求进行分析和处理，确定产品的生产过程，并生成相应的生产工艺信息。
CAPP的目标是实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率并降低生产成本。
本文将介绍CAPP的基本概念、主要方法和应用领域，以及实施CAPP的基本步骤和关键技术。
一、CAPP的基本概念CAPP是在CAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）技术基础上发展起来的，是实现数字化工厂的关键环节之一。
CAPP的基本概念包括：1.过程规划：确定产品生产的过程和工艺，包括工序划分、工艺路线确定、工具及设备选择等。
2.工艺信息：将过程规划的结果以标准化的形式记录下来，便于后续的生产操作和管理。
3.自动化：利用计算机和软件工具完成工艺规划的过程，减少人工干预，提高工艺规划的效率和准确性。
4.智能化：基于人工智能和专家系统技术，对工艺规划过程进行优化和决策支持，提高工艺规划的智能化水平。
二、CAPP的主要方法CAPP的方法和技术涵盖了多个领域，包括工艺规划、数据库管理、人工智能等。
下面介绍几种常用的CAPP方法：1.特征识别法：根据产品的设计特征进行工艺规划，例如识别产品的几何形状、尺寸、材料等特征，并通过匹配工艺数据库中的相应工艺信息进行规划。
2.规则推理法：基于专家系统技术，建立规则库和知识库，根据产品的特征和规则进行推理和决策，生成相应的工艺规划方案。
3.模板法：根据产品的零件库和工艺库，通过匹配相应的零件和工艺模板，从而生成工艺规划方案。
4.案例推理法：基于案例库和相似度比较，利用已有的工艺案例对新产品进行类推和匹配，生成相应的工艺规划方案。
5.优化算法：基于约束优化算法和模拟退火算法等，对工艺规划过程进行全局优化，以达到最优的工艺规划结果。
三、CAPP的应用领域CAPP广泛应用于各个制造行业，包括机械制造、航空航天、汽车制造等。
计算机辅助工艺规程设计(CAPP)概述
计算机辅助工艺规程设计（CAPP）概述摘要：计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning，简称CAPP）是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。
是连接CAD系统和CAM系统的桥梁，在产品设计和制造整个过程的重要角色。
本文介绍了国内外的CAPP的发展历程，CAPP的基本组成部分和关键技术以及目前存在的问题。
关键词：计算机辅助工艺规程设计（CAPP），工艺决策，成组技术1.CAPP的基本概念计算机辅助工艺规程设计（Computer Aided Process Planning，简称CAPP）是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程，即工艺规程。
通常是指机械产品制造工艺过程的计算机辅助设计与文档编制。
CAPP系统的主要任务是通过计算机辅助工艺过程设计完成产品设计信息向制造信息的传递、是连接CAD与CAM的桥梁。
CAPP就是计算机的信息处理和信息管理优势，采用先进的信息处理技术和智能技术，帮助工艺设计人员完成工艺设计中的各项任务，如选择定位基准、拟订零件加工工艺路线、确定各工序的加工余量、计算工艺尺寸和公差、选择加工设备和工艺装置、确定切削用量、确定重要工序的质量检测项目和检测方法、计算工时定额、编写各类工艺文件等，最后生成产品生产所需的各种工艺文件和数控加工编程、生产计划制定和作业计划制定所需的相关数据信息，作为数控加工程序的编制、生产管理与运行控制系统执行的基础信息。
CAPP是将产品设计信息转换为各种加工制造、管理信息的关键环节，是企业信息化建设中联系设计和生产的纽带，同时也为企业的管理部门提供相关的数据，是企业信息交换的中间环节。
在企业生产中，工艺设计处于产品设计和加工制造的接口处，必须分析和处理大量信息。
既要考虑产品设计图样上有关零件结构形状、尺寸公差、材料及批量等方面的信息，又要了解加工制造中有关加工方法、加工设备、生产条件、加工成本及工时定额、甚至传统习惯等方面的信息，因此，工艺设计是一个典型的复杂问题。
CAD.CAM复习资料
一、CAM的基本概念1、CAD、CAE、CAPP、CAM的基本概念计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）：工程技术人员以计算机为辅助工具，完成产品的设计、分析、绘图等工作。
计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE):用计算机辅助求解复杂工程和产品的各种性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。
计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning, CAPP）：工程技术人员以计算机为辅助工具，根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing, CAM）：有广义和狭义两种定义。
广义CAM一般是指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动。
工艺过程设计、工装设计、NC 自动编程、生产作业计划、生产控制、质量控制。
狭义CAM通常是指NC程序编制。
刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真机NC代码生成等。
2、CAD/CAM系统的工作过程、主要任务CAD\CAM的工作过程：1.构造产品几何模型；2.进行详细设计计算及结构方案优化分析，将设计的初步结果以图形方式在屏幕上输出；3.通过人机交互的方式进行修改；4.进行工艺过程设计，将设计的结果在屏幕上显示输出；5.对工艺过程设计以人机交互的方式进行修改，生成工艺卡片或以数据接口文件；6.利用外部设备输出工艺卡片，或CAM系统生成NC加工指令；7.进行仿真、模拟，进行刀具、夹具、工件之间的干涉、碰撞检验；8.在数控机床或加工中心上制造出产品。
CAD\CAM的主要任务：1.几何造型（或几何建模）2.工程分析3.工程绘图4.优化设计5.计算机辅助工艺过程设计（CAPP）6.计算机辅助NC编程7.模拟仿真8.工程数据管理9.应用软件二次开发 10.计算机辅助工艺过程设计（CAPP） 11.计算机辅助NC编程3、CAD/CAM系统的结构与典型类型、主要硬件配置与软件层次及主流支撑软件。
计算机辅助工艺过程设计
计算机辅助工艺过程设计引言计算机辅助工艺过程设计是利用计算机技术和软件工具进行工艺过程的优化和设计。
通过使用计算机辅助工艺过程设计，可以大大提高工艺设计的效率和准确性，降低生产成本，增加产品质量。
本文将介绍计算机辅助工艺过程设计的基本概念、方法和应用。
首先，我们将讨论计算机辅助工艺过程设计的目的和重要性。
然后，我们将介绍一些常用的计算机辅助工艺过程设计软件和工具。
最后，我们将探讨计算机辅助工艺过程设计在不同行业中的应用。
目的和重要性计算机辅助工艺过程设计旨在优化和改进工艺过程，从而提高生产效率和产品质量。
通过使用计算机辅助设计工具，可以快速、准确地进行工艺设计和模拟，提前发现潜在问题，并进行相应的调整和优化。
在传统的工艺设计中，通常需要进行大量的试错和实验，耗费大量时间和资源。
而计算机辅助工艺过程设计能够通过数字化模拟和仿真来预测工艺参数的影响，从而避免了大量的试错和实验过程。
这不仅可以节省时间和成本，还能够提高设计的准确性和可靠性。
计算机辅助工艺过程设计在各个行业中都有广泛的应用。
例如，在制造业中，计算机辅助工艺过程设计可以用于优化工艺流程、减少生产时间和成本。
在化工行业中，计算机辅助工艺过程设计可以用于预测和优化反应条件，提高产品质量和产量。
在医疗设备制造中，计算机辅助工艺过程设计可以用于模拟手术过程，提前发现潜在风险，并进行相应的改进和优化。
计算机辅助工艺过程设计软件和工具计算机辅助工艺过程设计软件和工具是支持工艺设计和优化的关键技术手段。
这些软件和工具可以帮助工艺工程师进行工艺参数分析、模拟和优化。
下面是一些常用的计算机辅助工艺过程设计软件和工具：1. AutoCADAutoCAD是一款常用的计算机辅助设计软件，广泛应用于各个行业。
它可以用于进行工艺图纸的设计和编辑，帮助工艺工程师准确地绘制和修改工艺图纸。
2. SolidWorksSolidWorks是一款三维机械设计软件，也可以用于计算机辅助工艺过程设计。
计算机辅助工艺过程设计
计算机辅助工艺过程设计什么是计算机辅助工艺过程设计？计算机辅助工艺过程设计（Computer-Aided Process Planning，CAPP）是利用计算机技术辅助完成工艺过程设计的一种方法。
它通过将产品设计数据、工艺规程和工艺规则输入计算机系统，自动或半自动地生成工艺过程方案，并对其进行优化和评估。
CAPP可以帮助制造企业提高工艺过程设计的效率、准确性和一致性。
CAPP系统通常由三个部分组成：工艺数据库、工艺规则和工艺生成系统。
工艺数据库存储了与产品有关的材料、加工设备、工艺规程和工艺参数等信息。
工艺规则定义了工艺过程设计所需的逻辑和约束条件。
工艺生成系统根据工艺数据库和工艺规则，自动生成符合要求的工艺过程方案。
CAPP的优势和应用优势1.提高工艺设计的准确性和一致性：CAPP系统可以根据已有的工艺规范和规则，自动生成符合标准的工艺方案，减少人为因素引起的错误和差异。
2.加快工艺过程设计的速度：CAPP系统能够自动化地完成工艺过程设计的一部分或全部工作，大大缩短了工艺设计的时间。
3.提高工艺过程设计的效率：CAPP系统能够快速生成多个备选方案，并对其进行评估和优化，帮助设计人员在时间和成本方面做出最佳选择。
应用CAPP广泛应用于制造业，特别是传统制造行业。
以下是CAPP的一些典型应用领域：1.机械制造业：在机械制造过程中，CAPP可以帮助设计人员选择最佳的材料、设备和工艺流程，并优化加工顺序和参数，提高产品质量和生产效率。
2.汽车制造业：CAPP可以帮助汽车制造企业进行产品的工艺规划和排程，优化生产过程，提高生产效率和产品质量。
3.航空航天制造业：CAPP在航空航天制造业的应用非常广泛，可以帮助设计人员规划复杂的制造工艺过程，并优化生产线和设备的配置。
4.电子制造业：CAPP可以帮助电子制造企业设计适合贴片、焊接和组装的工艺过程，提高生产效率和产品质量。
CAPP系统的实现和挑战要实现一个高效的CAPP系统，并不是一件容易的事情。
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基于实例与知识的CAPP系统
基本原理：通过系统本身的工艺设计实例来“自我”总结、组织、学 习和更新工艺设计“经验”，当经验积累到一定程度时，系统将成为一 个“聪明的设计者”
存放工艺流程图、工序卡 、工步卡等系统输入输出 模板、手工查询工具和系 统操作工具集…
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
存放产品制造工艺规 则、工艺标准、工艺 数据手册、工艺信息 处理的相关算法和工 具…
存放零件族典型零件的 工序卡、工步卡、工艺 流程图、加工参数…， 供系统参考使用
CAPP的结构组成及基本技术
创成式方法接近人类解决问题的创新思维方式 由于大多数工艺过程问题不能建立实用的数学模型和通用算法，工艺 规程的知识难以形成程序代码，因此只能处理简单的、特定环境下的某 类特定零件
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综合式CAPP系统
将派生式与创成式结合起来，采取派生与自动决策相结 合的工作方式，也称半创成式CAPP系统
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CAPP基本概念
计算机辅助工艺规程设计（CAPP, Computer Aided Process Planning），是通过计算机技术辅助工艺设计人员，以系统、科 学的方法确定零件从毛坯到成品的整个技术过程(即工艺规程)
CAPP系统的基本功能：
✓ 输入设计信息 ✓ 选择工艺路线、决定工序内容及
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CAPP集成制造系统中的地位和作用
质量保证系统（体系）
• 质量保证体系（Quality Assurance System/QAS）是指 企业以提高和保证产品质量为目标，运用系统方法，依靠 必要的组织结构，把组织内各部门、各环节的质量管理活 动严密组织起来，将产品研制、设计制造、销售服务和情 报反馈的整个过程中影响产品质量的一切因素统统控制起 来，形成的一个有明确任务、职责、权限，相互协调、相 互促进的质量管理的有机整体。 质量保证体系相应分为内 部质量保证体系和外部质量保证体系。
CAPP的发展历程
• 研究派生式
CAPP • 推出典型系统
提出CAPP CAM－I
1976年
• 研究创成式
CAPP系统 • 智能化工艺
决策方法 • 零件信息 自动获取
• 深入研究
派生式CAPP • CAPP进入 实用化 • CAPP数据
管理与应用
• 研究新的
CAPP系统 结构与方法 • CAPP性能 提高
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自动化制造系统
• 自动化制造系统是指在较少的人工直接或间接干预下 ，将原材料加工成零件或将零件组装成产品，在加工过程 中实现管理过程和工艺过程自动化。管理过程包括产品的 优化设计；程序的编制及工艺的生成；设备的组织及协调 ；材料的计划与分配；环境的监控等。自动化制造系统包 括刚性制造和柔性制造系统。
重点：CAPP的概念及工作原理
1. 概述
计算机辅助工艺过程设计(CAPP)是将产品数据转换成面向制造 的指令性数据的重要环节，起着承上(产品设计)启下(加工制造 与管理)、连接CAD与CAM及MRP等应用系统的桥梁作用
• CAPP的基本概念 • CAPP在集成制造系统中的地位和作用 • CAPP类型及基本原理 • CAPP结构组成及基本技术 • CAPP发展趋势
开发难度小，操作方便，实用性强，与企业现有设计工作方式相一致 ，得到很多企业的认可，具有很高的推广价值
派生式CAPP系统
可看成检索式CAPP系统的发展， 又称变异式CAPP系统
基本原理：利用成组技术(GT)代码 或企业现行零件图编码，根据结构 和工艺相似性将零件进行分组，然 后针对每个零件组编制典型工艺（ 主样件工艺）
CAPP系统构成与开发环境、产品对象、规模的大小等因素相关
控制模块：协 调各模块的运 行，实现人机 间信息交流， 控制产品设计 信息获取方式
工艺路线设计模块： 加工工艺流程决策， 生成工艺过程卡
零件信息获取 模块：产品设 计信息输入
工步决策模块：选择刀 具轨迹、加工参数，确 定加工质量要求，生成 工步卡及提供形成NC指 令所需的刀位文件
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CAPP集成制造系统中的地位和作用
管理信息系统
• 所谓MIS（管理信息系统--Management Information System）系统 ，是一个以人为主导，利用计算机硬件、软 件及其他办公设备进行信息的收集、传递、存贮、加工、 维护和使用的系统，以企业战略竞优、提高收益和效率为 目的，支持企业高层决策、中层控制和基层操作。
……
数据浏览与查询 数据输出
CAPP系统工作过程与步骤
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CAPP应用意义：
• 将工艺设计人员从繁琐和重复性的劳动中解放出来，可以从 事新产品及新工艺开发等创造性的工作 • 节省工艺过程编制时间和编制费用，缩短工艺设计周期，降 低生产成本，提高产品在市场上的竞争力 • 有助于对工艺设计人员的宝贵经验进行集中、总结和继承， 提高工艺过程合理化的程度，从而实现计算机优化设计 • 较少依赖于个人经验，有利于实现工艺过程的标准化，提高 相似或相同零件工艺过程的一致性 • 降低对工艺过程编制人员知识水平和经验水平的要求 • 减少所需的工装种类，提高企业的适应能力 • CAPP是CAD与CAM的桥梁，为实现CIMS创造条件
息、材料信息以及精度、 映零件切削过程的刀具轨迹文件；
粗糙度等工艺信息；
接收CAM反馈的工艺修改意见
向CAD反馈产品的机构
工艺性评价信息,满足并行 CAD 产品设计要求
CAM 工装CAD
向MIS(管理信息 系统)提供各种工 艺过程文件和夹具 、刀具…信息； 接受MIS反馈的工 作报告和工艺修改 意见
系统可按标准格式输出 各种工艺文件，还可输出 由用户自定义的工艺文件
具有友好统一的人机工作界面 具有功能强大、便利的数据与知 识库管理系统，便于用户对各种工 艺数据与知识的获取、表达、管理 与维护
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（3）智能化趋势
依靠传统的过程性软件设计技术，如利用决策表或决策树进行 工艺决策软件的设计等，已不能满足工程实际对CAPP的需要
检索式CAPP系统
检索式CAPP系统是基于成组技术或基于特征的CAPP系统
基本原理：按照零件编码或图号 将企业现行各类工艺文件存入计 算机数据库
设计时根据零件编码或图号， 在工艺文件库中检索类似零件的 工艺文件，由工艺人员采用人机 交互方式修改、编辑
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检索式CAPP系统实际上是一个工艺文件数据库的管理系统，功能较 弱、自动决策能力差
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60年末 ～80年代初
80年代初 ～90年代中
90年代中 ～本世纪初
1965年Niebel首次提出CAPP思想
本世纪初～
CAPP的主要内容
信息建模
工艺决策
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工艺设计数据 管理与输出
产品信息建模 制造资源建模 工艺数据建模 加工方法选择 切削参数计算 加工顺序安排
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CAPP
MIS
MAS
CAQ
向MAS（制造自动化系统）提供各种过 程文件和夹具、刀具等信息； 接受MAS反馈的工作报告和工艺修改意见
向工装CAD提供 工艺过程文件和 工装设计任务书
向CAQ（质量保证 系统）提供工序、 设备、工装、检测 等工艺数据，以生 成质量控制计划和 质量检测规程； 接收CAQ反馈的控 制数据，修改工艺 过程
所使用的机床、刀具、夹具… ✓ 决定切削用量 ✓ 估算工时与成本 ✓ 输出工艺文件 …
常见工艺流程
路漫漫其修远兮,件的方式和对人的依赖，大 大提高了编制工效，缩短了生产周期，保证工艺文件的一致性 和工艺规程的精确性，避免不必要的差错，为实现工艺过程优 化、集成制造创造条件
CAD
零件的几何工艺特征
CAPP
CAM
集成化系统优势：
✓ 与CAD系统集成从根本上解决CAPP系统的零件信息输入问 题
✓ 集成化系统采用统一的数据规范便于对各种数据的统一处理
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（2）实用化趋势
实用化思想主要表现：
• 工艺设计的共性与个性分开处理 • 工艺决策方式多样化
CAPP类型及基本原理
由于零件及制造环境的不同，很难用一种通用的CAPP 软件来满足各种不同的制造对象
CAPP系统按照工艺决策方法主要分为： • 检索式CAPP系统 • 派生式CAPP系统 • 创成式CAPP系统 • 综合式CAPP系统
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将派生式、创成式与人工智能结合 综合而成，目的是综合派生式和创 成式两者的优势，避免派生式系统 的局限性和创成式系统的高难度
基于人工神经元网络的CAPP系统
ANN（人工神经网络，Artificial Neural Network）理论是近年来得到 迅速发展的一个国际前沿领域，也为解决现有CAPP系统存在的问题开 辟了新的途径
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工序决策模块：选 定加工设备、定位 安装方式、加工要 求，生成工序卡
输出模块：输出工艺流程卡、 工序和工步卡，工序图…
CAPP发展趋势
（1）集成化趋势 （2）工具化趋势 （3）智能化趋势
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（1）集成化趋势
集成化是CAPP系统的一个重要发展趋势 集成化指CAD/CAPP/CAM的局部集成
创成式CAPP系统
创成式CAPP系统包括：基于传统过程性程序结构与决策形式的 CAPP系统、基于知识的 CAPP专家系统、基于神经网络的 CAPP系 统、CAPP工具系统或骨架系统…