【正文】 ，并按事先確定的數(shù)據(jù)結構進行組織，在計算機內部形成一種供 CAPP作業(yè)調用的零件信息模型。 （ 5）直接將 CAD作業(yè)結果作為 CAPP的輸入 派生法 CAPP系統(tǒng) 派生法 CAPP系統(tǒng)的工作原理 派生法也叫做經(jīng)驗法、樣件法。當為一個新零件設計工藝規(guī)程時，從計算機中檢索標準工藝文件，然后經(jīng)過一定的編輯和修改就可以得到該零件的工藝規(guī)程。 常用的分組方法有視檢法、生產(chǎn)流程分析法和編碼分組法。 設計標準工藝規(guī)程 標準工藝規(guī)程應能滿足該零件組所有零件的加工要求，并能反映工廠實際工藝水平，盡可能是合理可行的。由于產(chǎn)品零件的品種繁多，零件形狀又十分復雜，涉及的加工要素很多，采用的加工方法也各種各樣，而所有的加工方法都必須要有切削數(shù)據(jù) (進給量、切削速度、切削深度 )，為此必須建立大量的切削數(shù)據(jù)文件。 CAPP 系統(tǒng)總程序設計 上述各項準備工作完成以后，用一個主程序和界面把所有子程序連接起來，每一個單元功能可以采用模塊結構形式，可以單獨調試和修改，再把各個功能模塊組合起來，就構成CAPP 系統(tǒng)的總程序。 創(chuàng)成法 CAPP 系統(tǒng)的開發(fā)過程 應用創(chuàng)成式原理開發(fā) CAPP系統(tǒng)時，一般要做以下的工作： 確定系統(tǒng)的對象范圍：回轉體零件、非回轉體零件 或其它類型的零件； 確定零件信息描述方法：型面單元謂詞描述、體素組合語言描述或其它描述方法； 確定和建立工藝決策模型； 建立加工資源數(shù)據(jù)庫，包括機床、夾具、刀具、切削用量等各類工藝數(shù)據(jù)庫；設計系統(tǒng)主控模板、人機接口模塊、工藝文件的生成和輸出系統(tǒng)模塊。近來也有采用專家系統(tǒng)和人工智能中的其它決策技術。 在決策表中，某一條件是真實的，則取值為 T(TRUE)或 Y(YES)，當條件是假的，則取值為 F(FALSE)或 N(NO)。樹根和分支間都用數(shù)值互相聯(lián)系，通常用來描述事物狀態(tài)轉換的可能性以及轉換過程和轉換結果。右圖為一個最簡單的決策樹。這樣按加工順序相反的方向，逐步汁算出所有工序的尺寸和公差。 CAPP專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)的組成 專家系統(tǒng)的基本組成如右圖所示。此外，專家系統(tǒng)還 應有數(shù)據(jù)庫、解釋部分、知識獲取與管理部分等。 (3)推理機 推理機是一組計算機軟件程序，用來控制整個專家系統(tǒng)運行的軟件模塊。該模塊為建立知識庫、修改知識庫中原有的知識和擴充新知識提供了手段。 CAPP 專家系統(tǒng)以知識結構為核心，按數(shù)據(jù)、知識、控制三級結構來組織系統(tǒng)。根據(jù)需要每個規(guī)則子集還可以劃分成若干個規(guī)則組。劃分了加工階段以后，就可將同 “加工階段中的各加工表面的加工，根據(jù)安裝方式，使用機床組合成若干工序，每個工序可以由若干個工步所組成。 裝夾方式的選擇 推理機的控制策略 推理機是專家系統(tǒng)的控制機構，它規(guī)定了如何從知識庫中選用適當?shù)囊?guī)則，來進行工藝規(guī)程設計，只有在一定的控制策略下，規(guī)則 才能被啟用。 Z軸一般規(guī)定為平行于機床主軸方向。對于工件旋轉的機床，如車床的 X軸沿工件的徑向，刀具離開工件旋轉中心的方向為 X軸的正方向。 機床坐標系和參考坐標系 ( 1）機床坐標系 簡稱 MCS（ Machine Coordinate System），是機床上固有的坐標系，并設有固定的原點，機床的坐標原點通 常以機床上固定的基準線和基準面之間的距離來確定的。 工序詳細設計 數(shù)控加工程序是指一臺機床上對某些零件進行連續(xù)加工的那部分表面的加工程序。坐標值計算主要包括基點、節(jié)點及輔助計算三部分： （ 1）基點計算 零件輪廓一般是由直線、圓弧及曲線等幾何元素組成，所以要計算相鄰兩個幾何元素的交點或切點的坐標值。 (3)輔助計算 輔助計算包括刀具的引入與退出路線的坐標值計算、脈沖數(shù)的計算與圓整及坐標系的換算等。 程序校核和試切 述所編程序和穿孔帶必須經(jīng)過校核初試切，確認無誤后才能進行正式加工。 (2)根據(jù)零件的幾何形狀和尺寸，計算數(shù)控 機床運動所需數(shù)據(jù)。下表為 ISO和 EIA兩種代碼的對照。這個程序稱為零件的源程序。 第一步是計算刀具中心相對于零件運動的軌跡； 第二步是針對具體 NC機床的功能產(chǎn)生控制指令的后置處理程序。 用 APT 語言編寫的零件源程序接近英語自然語言，具有和英語相類似的詞匯，書寫方法也類同英語習慣，容易為編程人員掌握。 APT 積累了上千種后 置處理程序，刀具軌跡數(shù)據(jù)只需計算一次調用不同后置處理程序，制備出所用機床的加工程序和穿孔紙帶。每一個詞匯由 6 個以下字母組成，按其作用大致可分為下列幾種： (1)幾何元素詞匯 (2)幾何關系和位置狀況詞匯 (3)與計算有關和函數(shù)類詞匯 (4)加工工藝詞匯 (5)刀具名稱詞匯 (6)與 刀具運動有關的詞匯 APT主要詞匯英漢對照表 (5)語句 語句是數(shù)控編程語言中具有獨立意義的基本單位。 APT語言可以定義 17種幾何元素，其中主要有點、直線、平面、圓、橢圓、雙曲線、圓柱、圓錐、球、二次曲面、自由曲面等。 （ 3）工藝數(shù)據(jù)語句、初始語句和終止語句 工藝數(shù)據(jù)及一些控制功能也是自動編程中必須給定的，例如： SPINDL/n， CLW 表示了機床主軸轉數(shù)及旋轉方向。 數(shù)控 程序系統(tǒng) 數(shù)控程序系統(tǒng)按其應用范圍可分為兩大類。 數(shù)控程序系統(tǒng)的工作大致可分為三個階段進行：即輸入翻譯階段，軌跡計算階段和后置處理階段。這個階段的目標程序 要適應各種不同機床后置處理程序的要求，即應是通用的。 這種試切過程往往要冒一定的風險，稍有不慎，就會發(fā)生事故，或者損壞刀具，甚至損壞機床。 動態(tài)模擬加工的全過程。 數(shù)控程序動態(tài)模擬過程實例 車削 NC程序動態(tài)模擬過程示意圖： 第二章例題 。 對給定的工藝極限值能進行監(jiān)控檢測 工藝極限值監(jiān)控的目的是為了防止機床、刀具、夾具的超載。在動態(tài)模擬時，刀具可以實時地在屏幕上移動，刀具與工件接觸之處，工件的形狀就會按刀具移動的軌跡發(fā)生相應的變化。后置處理程序與具體的數(shù)控機床有關，控制系統(tǒng)不同，代碼也不同。 軌跡計算階段 這個階段的功能類似于手工編程中基點、節(jié)點和刀具中心軌跡的計算。另一類是適用于特定目標的、針對性較強的專用系統(tǒng)。 初始語句也稱程序名稱語句，由 “PARTNO”和名稱組成。為了定義刀具在空間 的位置和運動，引進了零件表面（ PS）、導向面（ DS）和檢查面（ CS）。按語句在程序中的作用大致可分為幾何定義語句、刀具運動語句、工藝數(shù)據(jù)語句等幾類。在編制復雜零件程序時尤為經(jīng)濟。系統(tǒng)有很強的診斷功能，源程序錯誤可由計算機自行檢查出來。從圖中 可見，為實現(xiàn)自動編程，數(shù)控自動編程語言和數(shù)控程序系統(tǒng)是兩個重要的組成部分。為了使計算機能夠識別和處理由相應的數(shù)控語言編寫的零件源程序，事先必須針對一定的加工對象，將編好的一套編譯程序存放在計算機內，這個程序通常稱為 “數(shù)控程序系統(tǒng) ’’或 “數(shù)控軟件 ”。隨著計算機技術和算法語言的發(fā)展，首先提出了用 “語言程序 ”的方法實現(xiàn)自動編程。 (4)按程序單在穿孔機或卡片機上穿孔、制成控制介質。 手工編程 手工編程也稱為人工編程。還應附上機床調整卡供操作者調整機床用。對于圓形刀具 (如銑刀 )．有時還要計算刀具中心運動軌跡的基點坐標值作為編程數(shù)據(jù)。 運動軌跡的坐標值計算 首先建立零件坐標系，作為各坐標尺寸的基準。 數(shù)控編程的內容和步驟 加工程序的編制 ，一般要經(jīng)過工藝方案分析、工序詳細設計、運動軌跡的坐標值計算、編寫程序單、制備控制介質以及程序校核與首件試切等主要步驟。 Y軸是與 X、 Z軸垂直，可由右手定律確定其正方向。 Z軸的正方向規(guī)定為增大刀具和工件距離的方向。具體做法是： 推理機構根據(jù)用戶提出的零件設計要求，選用適當?shù)囊?guī)則、確定出能滿足零件設計要求的最終加工方法和加工參數(shù)，并且給出這種加工方法所需的預加工的零件狀態(tài)，修改動態(tài)數(shù)據(jù)庫，把預加工的零件狀態(tài)作為新的要求．再選用適當?shù)囊?guī)則，確定出適當?shù)募庸し椒ê图庸?shù)。 毛坯的選擇 毛坯選擇主要根據(jù)加工零件的材料、尺寸、技術條件和現(xiàn)有加工條件等。 工藝路線的確定 工藝路線的制定一般都是以劃分加工階段為依據(jù)，如基準加工、粗加工、細加工、精加工、表面處理、超精加工、檢驗等。一般都采用產(chǎn)生式規(guī)則來表示工藝決策知識。其中知識庫和推理機是互相獨立的。 (4)解釋模塊 負責對專家系統(tǒng)推理結果作出必要解釋的一組程序，它使用戶了解專家系統(tǒng)的推理過程，使用戶容易接受推理結果。它包括兩類知識，一類是廣泛共有的知識，即已有的公認的工藝知識與常識；另一類是啟發(fā)性知識，也稱為探索性知識，它是在工藝設計中實踐積累和正確判斷的結晶。知識庫存儲了從專家那里得到的關于某個領域的專門知識，對于 CAPP 專家系統(tǒng)，知識庫中存儲的應是關于工藝過程設計知識，最主要的還是工藝專家的經(jīng)驗知識。其主要原因是與零件信息描 述的完整性有關，也與零件的設計模型以及將設計模型如何自動轉換成生產(chǎn)模型有關。在工序設計中，主要根據(jù)零件形狀特征選擇加工基準，確定裝夾方式、安裝次數(shù)以及安排各個表面的加工順序等。當條件滿足時、則繼續(xù)沿分支向前傳遞，以實現(xiàn)邏輯與 “AND”的關系；當條件不滿足時則轉向出發(fā)節(jié)點的另一分支，以實現(xiàn)邏輯或 “OR”的關系．在每一分支的終端列出了應采取的動作。條件項目也可用具體數(shù)值或數(shù)值范圍表示，決策行動可以是無序的決策行動，用X表示，也可以是有序的決策行動，并給予一定序號。決策表的格式如右圖所示，它用縱橫兩組雙線將 表分為四個區(qū)域，左邊分別為條件項目和決策項目，右邊分別為條件狀態(tài)和決策行動。 用創(chuàng)成法設計工藝規(guī)程時，計算機將根據(jù)輸入的零件特征的幾何信息和加工技術要求，自動選擇相應的工藝決策邏輯，確定其加工方法．或者選擇已貯存在計算機中的某些工藝規(guī)程片斷，然后經(jīng)綜合編輯，生成所需的工藝規(guī)程。有關零件的信息可以直接從 CAD系統(tǒng)中獲得。 設計各種功能子程序 由于 CAPP 系統(tǒng)中要應用各種計 算方法．為此需預先將各種計算公式和求解方法編成各種功能子程序，如切削參數(shù)的計算，加工余量、工序尺寸公差的計算，切削時間和加工費用的計算，工藝尺寸鏈的求解，切削用量的