计算机辅助工艺过程设计
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• 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
2020/8/9
CAPP集成制造系统中的地位
和作用
计算机集成制造系统（CIMS）的关键是
2020/8/9
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～
2020/8/9
CAPP的主要内容
信息建模 工艺决策
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
……
工艺设计数据 管理与输出
4计算机辅助工艺过程设计2
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
2020/8/9的局限性和创成式系统的高难度
检索式CAPP系统
检索式CAPP系统是基于成组技术或基 基本于原理特：征按照的零件CA编P码P或系图统号
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
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
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
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
2020/8/9
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）
系统集成，C向ACPAMP提系供零统件加解工决所需了的设C备A、D和CAM
的连接问题，真正实现CAD/CAM集成 接受CAD的几何拓扑信 工装、切削参数、装夹参数及反映 向工装CAD提供
息、材料信息以及精度、 零件切削过程的刀具轨迹文件；
工艺过程文件和
粗糙度等工艺信息；
接收CAM反馈的工艺修改意见
工装设计任务书
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 …
Biblioteka Baidu
常见工艺流程
CAPP彻底改变了手工编制工艺文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 2020/8/9化、集成制造创造条件
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…
基本原理：与检索式和派生式 方法不同，不是直接对相似零 件工艺文件进行检索与修改， 而是根据零件的信息，通过逻 辑推理规则、公式和算法等， 做出工艺决策而自动地“创成 ”一个零件的工艺规程
数据浏览与查询 数据输出
CAPP系统工作过程与步骤
2020/8/9
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
2020/8/9
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
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
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CAQ（质量保证 系统）提供工序、 设备、工装、检测
向MIS(管理信息
CAPP
系统)提供各种工
艺过程文件和夹具、 刀具…信息；
MIS
MAS
CAQ
接受MIS反馈的工 向MAS（制造自动化系统）提供各种过
作报告和工艺修改 程文件和夹具、刀具等信息；
意见
2020/8/9
接受MAS反馈的工作报告和工艺修改意见
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
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 将综派 合生而• 式成创、，创目成成的式式是与综C人合工派A智生P能式P结和系合创 统 • 综合式CAPP系统 成式两者的优势，避免派生式系统
设计时根据零件的GT代码和其它 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
派生式CAPP系统柔性差，只能针对企业具体产品零件的特点开发， 可移植性差，不能用于全新结构的零件工艺设计 工作原理简单，容易开发，实际投入运行的系统大多是派生式系统
2020/8/9
• 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
2020/8/9
CAPP集成制造系统中的地位
和作用
计算机集成制造系统（CIMS）的关键是
2020/8/9
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～
2020/8/9
CAPP的主要内容
信息建模 工艺决策
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
……
工艺设计数据 管理与输出
4计算机辅助工艺过程设计2
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
2020/8/9的局限性和创成式系统的高难度
检索式CAPP系统
检索式CAPP系统是基于成组技术或基 基本于原理特：征按照的零件CA编P码P或系图统号
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
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
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
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
2020/8/9
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）
系统集成，C向ACPAMP提系供零统件加解工决所需了的设C备A、D和CAM
的连接问题，真正实现CAD/CAM集成 接受CAD的几何拓扑信 工装、切削参数、装夹参数及反映 向工装CAD提供
息、材料信息以及精度、 零件切削过程的刀具轨迹文件；
工艺过程文件和
粗糙度等工艺信息；
接收CAM反馈的工艺修改意见
工装设计任务书
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 …
Biblioteka Baidu
常见工艺流程
CAPP彻底改变了手工编制工艺文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 2020/8/9化、集成制造创造条件
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…
基本原理：与检索式和派生式 方法不同，不是直接对相似零 件工艺文件进行检索与修改， 而是根据零件的信息，通过逻 辑推理规则、公式和算法等， 做出工艺决策而自动地“创成 ”一个零件的工艺规程
数据浏览与查询 数据输出
CAPP系统工作过程与步骤
2020/8/9
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
2020/8/9
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
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
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CAQ（质量保证 系统）提供工序、 设备、工装、检测
向MIS(管理信息
CAPP
系统)提供各种工
艺过程文件和夹具、 刀具…信息；
MIS
MAS
CAQ
接受MIS反馈的工 向MAS（制造自动化系统）提供各种过
作报告和工艺修改 程文件和夹具、刀具等信息；
意见
2020/8/9
接受MAS反馈的工作报告和工艺修改意见
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
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 将综派 合生而• 式成创、，创目成成的式式是与综C人合工派A智生P能式P结和系合创 统 • 综合式CAPP系统 成式两者的优势，避免派生式系统
设计时根据零件的GT代码和其它 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
派生式CAPP系统柔性差，只能针对企业具体产品零件的特点开发， 可移植性差，不能用于全新结构的零件工艺设计 工作原理简单，容易开发，实际投入运行的系统大多是派生式系统
2020/8/9