氣動閥杆類零件小（xiǎo）型CAD_CAPP_NCP係統的開發和應用
2014-3-13 來源： 作者：宋貴亮 張瑋（wěi） 馮益華 劉興國
引言
CADC/CAPP/NCP 的集成, 要求產品與設計（jì）緊密結合（hé）, 其目標是（shì）產品設計、工藝分析、工程（chéng）仿真過程的數據具有一致性, 且要求能（néng）夠做到直接在計算機間傳遞, 從而減少信自、傳遞誤差和編輯出錯的可能性。本係統以氣動閥杆的設計製造為研究對象, 采用基（jī）於（yú）特征拚裝的設計思（sī）想, 設計階（jiē）段以特征要（yào）素作為設計對象, 工藝過程設（shè）計以特征為操作單位, 數控（kòng）程序生成時也以特征群為（wéi）編碼序列。結（jié）合生產實際擴（kuò）充了M D T 的專用模塊功能, 建立了氣動閥杆小型CADC/CAPP/NCP係統。
2 係統特點
本係統由CAD、CAPP 和NCP 子係統以及（jí）刀具（jù）管理子係統、毛坯管理子係（xì）統等組成, 係統總體結構（gòu）如圖1 所示。本係統以foxpro 數據庫為信息支承樞架, 以MDT 2 .0 為開發平台, 以VC 和Autolisp 作為開發語言（yán）, 充分利（lì）用MDT的三維造型功能, 將特征概（gài）念作為主線始終貫穿於零件的設計、工（gōng）藝及其加工全過（guò）程。係統特點主要有:
（1）建立了完整統一的工藝（yì）數據結構模型;
( 2) 係統部分體現了並（bìng）行結構（gòu）, 使得產品設計、工藝（yì）設計過程以及數控（kòng）代碼生成過程（chéng）中的有關問題可直接反饋給相關過（guò）程模塊進行評價和修改；
( 3) 采用模塊工具化可鑲嵌結構, 特征庫、規則庫具（jù）有可（kě）擴展性, 也能添加新功能模塊；
(4) 遵循（xún）“人機一體化思想” , 在關鍵部分都（dōu）加人了（le）人機對話接日, 這樣係統信息、可以由（yóu）人根據情況（kuàng）進行檢查、修改, 使得係統更加完善、靈活。
3 係（xì）統功能分析
特征拚裝就是（shì）在產品特征定義的基礎上, 根據零件設計（jì）過程中賦予的各個特征的附屬（shǔ）信息, 遵（zūn）循一定的邏輯關係, 以立體形式構造零件（jiàn）實體形象, 以充分體現設計（jì）者思想的設計方法。特征拚裝要求CAD、CAPP 以（yǐ）及NCP做到無縫集成, 所以零件特征就必（bì）須包（bāo）含CAD、CAPP 、NCP所需要的全部信息 。
(1) CAD 子（zǐ）係統是零件信自、的輸人（rén）端, 本（běn）係統將零（líng）件信（xìn）息、輸人和零件的設計過程結合在一起, 避免了零件設計圖的二次輸人問題。在（zài）強調閥杆零件認真分析的基礎上, 以（yǐ）結構和加工工（gōng）藝相（xiàng）似性為依據,建立了包（bāo）含基（jī）本（běn）特征庫和輔助特征庫的特征定義數據庫(如圖2 所示)。其中基本特征庫包括軸頭類( 平台軸頭、台階軸頭、帶螺紋軸頭等)、環槽群(各種直槽群、錐槽群等)、功能（néng）槽、軸尾類(普通（tōng）軸尾、台階軸尾、螺紋軸尾以及帶環槽（cáo）軸尾等) 等, 另外將某些部位的局（jú）部放大特征分類（lèi）納人輔助特征庫中（zhōng）。所有（yǒu）特征按幾（jǐ）何規律排列形成特征陣列。
本係統根據具體零件的設計過程, 在屏幕菜（cài）單引導下（xià）進人特征圖形（xíng）庫進行特征選擇, 在特征圖形向導下編（biān）輯具休零件的工藝特征（zhēng）參數（shù）。根據指定零件的具體特征（zhēng）數據庫參數（shù）, 本係統通過特征拚（pīn）裝（zhuāng）在M D T 基礎上實現了設計零件的三維實體造（zào）型。
零（líng）件造型經檢驗合格後, 一次性完整地將三維圖形轉化為（wéi）傳統的二維圖紙形式。根據特征參數進行（háng）必要的尺（chǐ）寸鏈計算, 並按（àn）要求規範進行標注。另（lìng）外根據表頭信（xìn）息計算零件總體尺寸, 進行閥杆的毛坯選擇、夾頭選擇以及單件（jiàn）毛坯的零件成品總量估計等。
(2) 工（gōng）藝生成子係（xì）統（tǒng）
子係統由工藝決策及工序設計、加工知識庫和工（gōng）藝文件管理與輸出三個部分組成。該係統能向上接受CAD模塊的零件全部特征信（xìn）息, 根據零件（jiàn）的特征信息、描（miáo）述, 在知識（shí）庫中查找相（xiàng）應規則, 從而完成零件的（de）工藝設計過程, 得到所需（xū）的加工方（fāng）法、加（jiā）工參數以及刀具等。在規則匹配過程中, 遵循“ 刀具優先” 原（yuán）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（dāo）具總數（shù）內。
(3) NCP 子係統
該子係統可直接從CAD、CAPP 子係統中提取零件的幾何及工藝等信息(零件的幾何信息、零件在（zài）加工過程中兒何形狀和表麵（miàn）精度不斷產生變（biàn）化的信（xìn）息、加工過程中各種（zhǒng）工藝參數（shù）和操作信息、機床信息、、刀具和刀位數據信息), 利用所（suǒ）配置（zhì）的N C 指令代碼庫, 自動確（què）定加工順序、選擇刀具、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（jù）廠家的（de）要求需要輸出總成片片, 其中含設（shè）計圖紙和工藝過程卜以及NC代碼, 為（wéi）此本係統（tǒng）在MDT 環境下將各係統的結（jié）果集成到“ 定（dìng）製” 的卡片上, 進行統（tǒng）一管理。係統維護模塊主要處理係統眾多（duō）支承數據庫的刪改、增加等功能。如（rú）圖3所示, 係統維護包括五個部分, 即對五個支承數據庫進行處理。
4 結束語
本係統完成了基於零件特（tè）征拚（pīn）裝CADC/CAPP/NCP係統設計, 實現（xiàn）了基於（yú）工具化的設計思想, 達到了廠方` 要求。從設計到工藝直至數控編程過程都可由（yóu）計算機（jī）實現, 大大（dà）縮短了工廠生（shēng）產（chǎn）準備周期（qī）, 而且避免（miǎn）了編程錯誤。經實際運行, 效果良好。
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