氣動閥杆類零件小型CAD_CAPP_NCP係統的開發和（hé）應用
2014-3-13 來源： 作者：宋貴亮 張瑋 馮益華 劉興國
引言
CADC/CAPP/NCP 的集成, 要求產品與設（shè）計（jì）緊（jǐn）密結合, 其目標是（shì）產（chǎn）品設計、工藝分析（xī）、工程仿真過程的數據具（jù）有一致性, 且要求能夠做到直接在計算機間傳遞, 從而減（jiǎn）少信自、傳遞誤差和編輯（jí）出錯的（de）可能性。本係統以氣動閥杆的設計製造（zào）為研究對象, 采（cǎi）用基於特征拚裝的設計思想, 設計階段以特征要素作為設計對象, 工藝過程（chéng）設計以特征為操作單位, 數控程序生成時也以特征群為編碼序列。結合生產實（shí）際（jì）擴充了M D T 的專用（yòng）模（mó）塊功能, 建立了氣動閥杆（gǎn）小型CADC/CAPP/NCP係統。
2 係統特點（diǎn）
本係統由CAD、CAPP 和NCP 子係（xì）統以及刀具管理子係統、毛坯管理子（zǐ）係統等組成, 係統總體結構（gòu）如圖1 所（suǒ）示。本係統以foxpro 數據庫為信息支承（chéng）樞架, 以MDT 2 .0 為開（kāi）發平台, 以（yǐ）VC 和Autolisp 作為開發語言, 充分（fèn）利用MDT的三維造型功能, 將特征（zhēng）概念作為主線始終貫穿於零件的設計、工藝及其加工全過程。係統特點主要有:
（1）建立了完整統一的工藝數據結構模型;
( 2) 係統（tǒng）部分體現了並行結構, 使得產品設（shè）計（jì）、工藝設計過程以及數控代碼（mǎ）生成過程中的有關（guān）問（wèn）題可直接反饋給相（xiàng）關過程模塊進行（háng）評價（jià）和修改；
( 3) 采用模塊工具化（huà）可鑲嵌結構, 特征庫、規（guī）則庫（kù）具有可擴展性, 也能添加新功能模塊；
(4) 遵循“人機一體化（huà）思想” , 在關鍵部分都（dōu）加人了人機對（duì）話接（jiē）日, 這樣係統信息、可（kě）以由人根據情況進行檢（jiǎn）查、修改, 使得（dé）係統更加完善、靈活。
3 係統（tǒng）功能分（fèn）析
特征拚裝就是在產（chǎn）品特征定義的基礎上, 根據零件設計過程中賦予的各個特征的附屬信息, 遵循一定的邏輯關係, 以立體形式構造零件實體形象, 以（yǐ）充分體現設計者思想的設計方法。特征拚裝（zhuāng）要求CAD、CAPP 以及NCP做（zuò）到無縫集成, 所以零件特（tè）征就必須包含CAD、CAPP 、NCP所需要（yào）的全部信息 。
(1) CAD 子係（xì）統是零件信自、的輸人端, 本係統將零件信（xìn）息、輸人和（hé）零件的設計過程結合在一起, 避（bì）免了（le）零件設計圖的二次（cì）輸人問題。在強調（diào）閥（fá）杆零件（jiàn）認真（zhēn）分析的基礎上, 以結構和加工工藝相似性為依據,建立了包含（hán）基本特征庫和（hé）輔助特征庫的特征定義數據（jù）庫(如圖2 所示)。其中基本（běn）特征庫包括軸頭類( 平台軸頭、台階軸頭、帶螺紋軸頭等)、環槽群(各種直槽群、錐槽群（qún）等)、功能槽、軸尾類(普通軸尾、台階軸尾、螺紋軸尾以及帶環槽軸尾等) 等（děng）, 另外將某些部（bù）位的局部放大特征（zhēng）分類（lèi）納人輔助特征庫（kù）中。所有（yǒu）特征按幾何規律排列形成特征陣列。
本（běn）係統根據具體零件的設計過程（chéng）, 在屏幕菜單引導下進人特征圖形庫進行特征選擇, 在特征（zhēng）圖形向導（dǎo）下編輯具休零件的工藝特征參數。根據指定零件的具體特征數（shù）據庫參數, 本係統通過特征拚裝在M D T 基礎上實（shí）現了設計零（líng）件的三維實體造型。
零件造（zào）型經檢驗合格後, 一次性完整地將三維圖形轉化為傳統的二維圖紙形式。根據特征參數進行必要的尺寸鏈計算, 並按要求規範進行（háng）標注。另外（wài）根據（jù）表頭信息計算零件總體尺寸, 進行閥杆（gǎn）的毛坯選（xuǎn）擇、夾頭選擇以及單件毛坯的零件成品總量估（gū）計等。
(2) 工（gōng）藝生成子係統
子（zǐ）係（xì）統由工藝決策及工序（xù）設計、加（jiā）工（gōng）知識庫和工（gōng）藝文件管理（lǐ）與輸出三個（gè）部分組成（chéng）。該係統能向上接受CAD模塊的零件全部（bù）特征信息, 根據零件（jiàn）的（de）特（tè）征信息、描述, 在知識庫中查找相應規則, 從而完成（chéng）零件的工藝設計過程, 得到所需的（de）加工方法、加工（gōng）參（cān）數以及刀具等（děng）。在規（guī）則匹配過程中, 遵循“ 刀具優先” 原則, 要求能夠完成零件加工的刀具總量必須限製在數控機床所能容納的最大刀具總數內（nèi）。
(3) NCP 子係統
該（gāi）子係統可直接從（cóng）CAD、CAPP 子（zǐ）係統中提取（qǔ）零件的幾何（hé）及工藝等信息(零件的幾何信息（xī）、零件在加工過程中（zhōng）兒何形狀和表麵（miàn）精度不斷產（chǎn）生變化的（de）信息、加工過程中各種工藝參數和操（cāo）作信息（xī）、機（jī）床信息、、刀具和刀位數（shù）據信息), 利用所配置的N C 指令代碼庫, 自動確定加工順序（xù）、選擇刀具（jù）、確定加工參數, 最終形成N C 加工指令, 並進行仿真驗證。
(4) 卡片總成和係統維護模塊
根據廠家的要求需（xū）要輸出總成片（piàn）片, 其（qí）中含設計（jì）圖紙和工藝過程卜以及NC代碼, 為此本係統在MDT 環境下將各係統的（de）結果集（jí）成到“ 定製” 的卡片上（shàng）, 進行統一管理。係統（tǒng）維（wéi）護（hù）模塊主要處理係統眾多支承數據庫的刪改、增加等功能。如圖3所（suǒ）示, 係統維護包括五個（gè）部分（fèn）, 即對五個支承數據庫進行處理。
4 結（jié）束語
本係統完成了基於零件特征（zhēng）拚裝CADC/CAPP/NCP係統設計（jì）, 實現（xiàn）了基於工具化的設計思想, 達到了廠方` 要求。從設（shè）計到工藝（yì）直至數控編程過程都可（kě）由計算機實現, 大大（dà）縮短了工廠（chǎng）生產準備周期, 而且避免了編程錯誤。經實際運行（háng）, 效果良好。
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