【正文】 機械 CAD/CAM技術 山東理工大學機械工程學院 2 第七章 計算機輔助工藝設計 第一節(jié) 成組技術 第二節(jié) CAPP系統(tǒng)的發(fā)展概況和工作原理 第五節(jié) 創(chuàng)成式 CAPP系統(tǒng) 第三節(jié) CAPP系統(tǒng)零件系統(tǒng)的描述、 輸入和輸出 第四節(jié) 派生式 CAPP系統(tǒng) 第六節(jié) CAPP專家系統(tǒng)簡介 3 1．成組技術的發(fā)展概況 1950年代：成組技術（ Group Technology）概念起源。 1959年；蘇聯(lián)科學家 《 成組技術科學原理 》 一書中，正式提出 “ 成組技術 ” 一詞。1960年，原西德和英國科學家開始對成組技術進行深入研究，以探討成組技術在生產(chǎn)中的實用性。 第一節(jié) 成組技術（ GT） 一、 概述 4 1963年 ， 成組技術首先在原蘇聯(lián)應用于實際生產(chǎn)并獲得成功。 1970年， 日本政府也開始在國內(nèi)推廣成組技術。 1970年代末 ， 成組技術在美國得到廣泛接受和應用。到 1995年，美國使用成組技術的企業(yè)達到了 50%～ 75%。 由于成組技術的應用可以使企業(yè)在當今品種多、中小批量生產(chǎn)、質(zhì)量要求高的制造環(huán)境中縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，加強企業(yè)的競爭力，所以成組技術能夠如此迅速的得到推廣和應用。 5 2．成組技術的定義 成組技術是一門生產(chǎn)技術科學和管理技術科學，研究如何識別和發(fā)展生產(chǎn)活動中有關事物的相似性，并充分利用它把各種問題按它們之間的相似性歸類成組，并尋求解決這一組問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以取得所期望的經(jīng)濟效益。 6 1）基本原理： 對相似的零件進行識別和分組，相似的零件歸入一個零件組或零件族，并在設計和制造中充分利用它們的相似點，以獲得所期望的經(jīng)濟效益。 2）零件的相似形 設計性質(zhì)（如幾何形狀和尺寸等）方面的相似性和制造性質(zhì)（如加工工藝）方面的相似性。零件的相似性是零件分族的基礎。 3．成組技術的基本原理 7 零件族是一些零件的集合，這些零件具有相似的幾何形狀和尺寸或在加工具有相似的加工步驟。同一族中的零件各不相同，但總有一些相似點使它們成為同一零件族的成員。上圖和下圖表示兩個零件族，上圖所示的零件族從幾何外形是相似的。下圖所示的零件族具有相似的加工工藝，但外形上相差較大。一般來說形狀相似的工件，工藝也相似。 8 9 1）成組工藝 它不強求零件結構類型和功能的同一性，而只要幾種零件若有多個工序具有相似性，則可合并為成組工藝。 2）成組生產(chǎn)單元的組織 車間內(nèi)機床布置形式以及相應的生產(chǎn)組織形式按成組技術的原理組織實施，即不管是單機，還是加工單元、流水線，加工對象是針對于一組或幾組工藝相似的零件，而不是只針對于一個零件。 4．成組技術的應用 10 如圖所示是一個傳統(tǒng)小批量加工車間布局圖。按機床類型將車間布置為車床、銑床、鉆床和磨床等若干個工段。在對一個零件進行加工時，工件必須在各個工段間來回運送，有時同一個零件需要多次進入同一個工段。這樣勢必增加工件的搬運工作量和庫存量，導致制造周期延長，成本提高。 11 12 如圖所示是按照成組工藝改造后的車間布局圖。把機床劃分為一些單元，每個單元只承擔一個特定零件族的生產(chǎn)。這樣不僅避免了上圖所示車間布局的缺點，而且實現(xiàn)了流水線或自動線作業(yè)。 13 3）成組技術在 CAD中的應用 成組技術大大提高了設計的繼承性，極大地減少了設計人員的重復勞動。 4）成組技術在 CAPP系統(tǒng)中的應用 成組技術及其分類編碼系統(tǒng)對于 CAPP系統(tǒng)，特別是派生式 CAPP系統(tǒng)的零件信息的描述和輸入、標準工藝規(guī)程的檢索與修改以及工藝文件的管理和輸出都有著重要意義。 14 5）成組技術在 FMS中的應用 成組技術與柔性制造技術是相輔相成的，柔性制造技術推動了成組技術的發(fā)展，而在柔性制造系統(tǒng)或柔性設備上采用成組技術將提高 FMS的利用率，使系統(tǒng)發(fā)揮更大的效益。 15 ? 有利于零件設計標準化，減少設計工作的重復。 ? 有利于工藝設計的標準化， ? 降低生產(chǎn)成本，簡化生產(chǎn)計劃，縮短了生產(chǎn)周期。 ? 有利于 CAD系統(tǒng)與 CAM系統(tǒng)連接，實現(xiàn) CAD/CAM系統(tǒng)的集成。 5．成組技術的優(yōu)點 16 1）人工識別分組法（也稱視檢法） 這是一種最簡單、最經(jīng)濟的方法，它通過人工識別各種零件的實物或圖樣、照片等，將它們劃分成相似的零件族。這種方法往往需要有實際經(jīng)驗的工程技術人員進行，而且分類粗糙、不準確。 如何將零件組合成組 17 2）零件分類和編碼分組法 這是三種方法中最復雜、最常用、最有效的一種方法。它通過分類編碼系統(tǒng)對零件的各設計特征或制造特征進行編碼，然后利用所得編碼確定零件得相似性，從而將零件分組。 18 3）生產(chǎn)流程分析（ Production flow analysis，簡稱 PFA）分組法 PFA法通過對零件現(xiàn)有加工工藝流程的分析，把具有相似或相同加工工序和加工工藝流程的零件作為一個零件族。 19 二、零件分類編碼系統(tǒng) 零件的分類編碼是由代表零件的設計或制造的特征符號組成的，一般情況下，大多數(shù)分類編碼系統(tǒng)是用數(shù)字來描述零件的幾何特征和工藝特征，也就是零件特征的數(shù)字化。 20 1． 零件的代碼 在成組技術條件下 ， 產(chǎn)品零件的代碼是由 2部分組成的 ， 即零件的識別碼和零件的分類碼 。 1)零件的識別碼 就是零件的件號或圖號 ， 識別碼是惟一的 。 21 2)零件的分類碼 零件的分類碼是在成組技術條件下提出的，可以反映出零件固有的功能、名稱、結構形狀、工藝、生