基于事物特性表的工艺变型设计系统研究

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1、基于事物特性表的工艺变型设计系统研究

2、第1...1引言计算机辅助工艺设计CAPP(puterAidedProcessPlanning)是连接CAD,CAM的桥梁和纽带，直接关系到CAD/CAM系统的集成程度，是制造自动化的中枢和关键环节。但是，由于CAPP系统需要处理的数据信息量庞大、种类繁杂，且针对性、专业性很强，使得开发的CAPP系统通用性和兼容性很差，大多只适用于特定零件工艺规划的制定;而对于已经成熟的工艺规划，由于缺乏良好的可重用技术，导致了大量重复性开发，造成人力、物力资源的很多浪费。目前，CAPP系

3、统已经成为制约制造系统柔性化、智能化、敏捷化的技术"瓶颈"。因此，如何开发一套具有较好工艺适应性的CAPP系统，使之能够满足不同用户的个性化需求，适应多品种、小批量的产品牛产模式，进而支持整个制造集成系统的产品变型设计，已经成为目前制造业信息化建设等待解决的关键问题之一。在CAD/CAPP/CAM系统中，零部件的信息表示和共享是集成的个重要关键环节。传统基于成组技术(GT)建立起来的零件编码体系，信息容量小，而且如果要增加新零件，必须重新编码，对于已有的零部件信息，也缺乏便捷的编辑手段，不利丁产品工艺的变型设计

4、;基于中性文件实现CAD/CAPP系统信息共享的方式，由于对公差表面粗糙度、技术要求等工艺信息的表不还不是很完善，在一定程度上会造成部分零部件数据的丢失，必须进行人工提取，不利于系统的无缝集成。而采用事物特性表和主文档技术则可以有效地解决上述问题。本文在事物特性表及其主文档技术的基础上，提出了一种面向工艺变型的CAPP系统开发方法，它采用产品系列重组和加工工艺重组，通过构建规范化、标准化的可重用产品系列重组和加工工艺重组，通过构建规范化、标准化的可重用产品工艺主文档库，以及开发相应的重用驱动程序，叫以直接支持产

5、品加工工艺的变型设计。2事物特性表原理及主文档技术零部件信息的存储和检索查询机制是CAPP系统开发的关键技术之一，直接关系到整个系统的实用性。而事物特性表技术为实现零部件信息的标准化，以及分布式、异构性系统之间信息的共享和集成，提供了有效的管理手段和机制。事物特性表(TabularLayoutsofArticleCharacteristics)是为建立一致性产品数据库，而采用表格形式对产品几何特性、功能特性、制造特性等事物特性和关系特性进行标准化、规范化表征的ASCII文件。事物特性表技术起源于德国，其德文表示

6、为Sach-merkLeisten(简称SML)德国于1981年制定了相应的工业标准DIN4000/1-81，我国于1995年颁布了事物特性表的等效标准GB/T10091.1-95.建立事物特性表的目的主要是实现对象的主键信息驱动，支持有效的检索和变型设计。建立产品的事物特性表，首先要对企业中零部件和工艺资源等相关信息进行有效整合，形成相应的产品系列和工艺资源系列。在此基础上。分析各个系列中对象的共性和个性，抽象出能够表征和区别对象的决定性特性。归纳出事物特性参数类，按照特定格式，用不同代码表示事物特性，构建事

7、物特性表模块，并通过本体技术，对其进行有效的维护，以支持后续的工艺变型设计。主文档则是用以变型设计的模块组件类，它提供了零件类工艺通用的程序框架，是整个变型设计的前提和基础。工艺士文档可以根据事物特性表中的产品主键信息，派生出具体零件的实例工艺。由于主文档的特性能够被由其派生的子类实例工艺完全继承，因此，主文档库的开放胜和可重用性在很大程度上决定了系统的通用性和设计质量，是系统开发的关键。3面向重用的系统设计(1)面向重用的CAPP系统设计方法为了解决工艺设计标准化和用户需求多样性的矛盾，实现产品的大批量定制，

8、本文采用面向工艺重用的CAPP系统设计方法来构建相应的功能模块.面向工艺重用的系统设计方法以实现重用为最终目标，强调广泛层次上的程序重用和模块重用，立足于减少工艺的重复性开发，以缩短工艺设计时间消耗和降低生产成本为目的，全面支持零部件的工艺快速变型设计基于可重用思想，本文提出了可重用CAPP系统的总体设计方案，如图1所示。由图1可见，该系统在相应的开发平台上，需要进行3个主模块的设计:事物特性表/参变量驱动模块向系统提供工艺变型设计所需要的信息资源，并以合理的方式对知识资源及其关系特性进行表达;本体信息管理模块

9、采用本体技术，对领域知识决策、系统计划、流程等进行有效管理，协调各模块之间的关系，维护CAPP系统的有序性和一致性;可重用工艺设计模块是系统的功能核心，包含4个相应的功能层:a.CAPP领域重用资源层该层要实现的主要日标是构建可重用的领域知识，包括可重用的零部件工艺信息;刀具、机床、夹具、量具、工装、切削参数和余量等制造资源信息;零件类工艺主文档库;系统的外部接口及内部接口等。该功能的