计算机辅助焊接工艺方向的研究综述.doc

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1、计算机辅助焊接工艺方向的研究综述摘要：计算机辅助工艺设计(CAPP)是提高设计效率和工业生产率的理想工具，是联系CAD与CAM的纽带，也是实现计算机集成制造的关键因索之一。本文简要概括了近几年计算机辅助工艺设计(CAPP)的分类特点及发展趋及具体的开发软件在此基础上较详细地回顾了国内焊接工艺计算机辅助设计系统的发展历史，并针对焊接领域新一代CAPP应具备的功能作了简要总结。关键词：CAPP焊接刖i=i实现工业生产和管理计算机化，目前已经成为国内外工厂企业的重要任务和目标。在工业生产中，新产品的开发和投产分为三个阶段：产品设计、产品工艺规划和产品制造。目前，这三个阶段都在不同程度上实

2、现了计算机化，相应地产生了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺设计(CAPP)和计算机辅助制造(CAM)o1CAPP的研究状况1.1焊接领域CA卩卩研究状况作为工业生产中最重要的材料成型方法之一，焊接的应用遍及了航天、造船、化工、电力、建筑、汽车、微电子等领域，其质量和可靠性直接关系到最终产品的性能与安全，其成本也在较大程度上影响到产品的最终成本。但是很长一段时间以来，焊接工艺的编制与管理主要靠传统的手工方式完成。因而，在管理、检索、编制和保存焊接工艺等工作上，不但造成了大量的重复性劳动，浪费了焊接工艺人员的精力，而且时常造成不必要的人为失误，影响了生产质量和制造成本。因此，焊

3、接工作者早在20世纪80年代后期就在焊接工艺设计与管理中引进了CAPP技术。1.2现有CAPP系统的不足在过去的十多年中，国内焊接领域对CAPP系统的研究取得了很大的成绩，许多企业实现了应用计算机编制和管理焊接工艺。但还存在以下不足：（1）通用化程度低，各系统只能在特定的单位运行；（2）集成化程度低,不能或难于与CAD、CAM以及MRP集成；（3）功能不健全，多数CAPP系统只能完成单纯的工艺文件管理。1CAIT装配工艺焊接结构装配焊接工艺（以下简称装焊工艺），就是一个焊接结构的实际生产过程，主要是指组成结构件的零部件装配焊接的先后次序及相应的装配焊接内容，即具体的加工工艺路线。而

4、焊接结构装焊工艺的设计，就是通过对焊接结构的结构和功能的分析，对其整体装焊工艺进行规划，从而保证整体装焊工艺的完整性和有效性的过程［1］。1.1智能化工艺生成平台随着人工智能技术的发展，特别是专家系统技术、人工神经元网络技术和模糊控制技术的发展，工艺决策过程的自动化取得了很大的进步。然而由于CAPP对生产环境的依赖性及其本身的复杂性，现有CAPP系统存在着“先进的不实用，实用的不先进”问题。根据结构相似性的程度，建立基于实例的工艺生成方式来智能化生成工艺，在生成的过程屮，进行相应的借用零部件匹配代换、相关尺寸匹配代换及零部件信息的匹配检测。对于批量生产的焊接结构而言，当结构变化很小

5、，可以采用相应的相似工艺的方式来生成新工艺；对于为了适应市场快速发展而开发的产品，可以采用典型工艺或标准装焊工艺块的方式，通过人工组合来生成新的装焊工艺，见图一（图中重合的多少表示相似的程度）［2］。图一智能化工艺生成方式在分析整体工艺的基础上，根据工艺文档内容对应的功能，可以总结提取出相应的典型工艺或标准工艺块（标准工艺实例），这样就可以实现“积木式”生成新的装焊工艺。考虑到系统的开放性，采用开放的知识库结构，用户可以根据需要对知识库进行扩充［3］。1CAIT与人工智能人工智能是近年来发展起来的一门新型学科人工智能的研究有许多分支机器人模式识别和专家系统则是它的三大前沿课题近年來

6、在焊接中也得到了越来越广泛的应用。3.1智能焊接机器人智能焊接机器人应具有视觉，触觉等功能。能够根据人给出的指令认识口身和周围的环境识别焊接对象及其状态。从而自动选择程序或制订程序进行操作完成规定的焊接任务。同时还能跟踪工作对象的变化具有适应工作环境的能力。智能焊接机器人人体可分为判断控制检测传感和焊接机构三部分：控制部分的核心是计算机主要进行思维，从接受外界信息开始进行特征抽取模式识别。然后经过联想归纳推理过程达到理解并作出决定进而完成焊接任务。4结论通过以上分析可以看出，国内焊接领域已有的CAPP系统远远不能满足实际生产的需要，急需开发出新一代的CAPP系统。参考文献[1]乔尚

7、飞，魏艳红•计算机辅助焊接工艺设计应用现状[J]•焊接学报.2002(7)：5〜8[2]白远摘，朱志明，陈丙森•焊接结构件CAPP系统的通用化•第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集[3]张崇轲,朱志明，陈丙森.CAPP的发展现状和焊接结构件CAPP的开发方法.第三届计算机在焊接屮的应用技术交流会论文集•上海，2000：56〜60(作者单位：唐山劳动技师学院)