基于虚拟加工的CAPP
2001/3/3 来源:机械 作者:赵 东 刘就女 陈锦昌

    核心提示: 1 基本原理,2 基于工艺设计的虚拟制造系统,3 基于虚拟制造的capp系统,

  目前,在实际应用的CAPP系统从原理和方法上归纳可分为变异式(Variant)和生成式(Generative),以及两者混合而成的混合式。从总体上看,3种系统都是基于检索-决策模式的线性系统。由于工艺问题的解决十分复杂,因此3种系统在实际应用中都难以达到要求。为此,笔者提出了一种基于虚拟制造的CAPP方案。

    1 基本原理

  在计算机中建立的零件模型是一个包含零件几何信息和工艺信息的数据对象。同时根据过去验证的有关产品的加工过程建立参数化计算机模型。这样,零件的加工就可以通过加工过程参数化模型对零件对象的操作进行虚拟。在对零件对象的操作中,不仅要改变零件的几何信息和工艺信息,同时还将产生相应的加工信息。其信息流如图1所示。

图1

M.加工模型 O.零件信息 O′.操作后零件信息 i.+加工信息

  加工过程模型所产生的加工信息将汇总并反馈回设计系统,在设计系统中进行优化组合,最终产生加工工艺。这样,生成的工艺不仅更符合实际,而且可以提高生成的自动化程度,并有助于提高整个系统的智能化程度。

    2 基于工艺设计的虚拟制造系统

  虚拟制造(Virtual Manufacturing)是CIMS领域提出的一个新概念,是指运用计算机,应用虚拟模型,而不是通过真实的加工过程在计算机上预估产品的功能及可加工性等问题。虚拟制造以CMIS分布计算系统为基础,通过系统仿真、虚拟现实等技术实现。其完整实现将覆盖制造系统的全部细节,就目前技术而言尚难以完成。但可以通过对其部分实现达到解决某一具体问题的目的。这里将讨论基于工艺设计的虚拟加工系统。
  如前所述,基于工艺设计的虚拟制造系统将由加工过程参数化模型组成,其基本单元是基于基本加工工序的模型。一个虚拟制造系统将包含其现实制造系统的所有可能的加工工艺的参数化模型,每一模型形成一信息处理节点,并具有与其他节点的可能的连接。这样就形成了一个信息处理网络。
  在这个信息处理网络中,处理的是零件的特征信息。每一节点在对零件特征信息进行处理的同时,产生相应的加工信息并反馈回CAD系统。CAD系统将根据这些加工信息进行加工工艺设计。虚拟加工系统的信息网络结构如图2。

图2

……工艺节点可能的连接 ——加工信息反馈回路 —→可选的加工路线

  在虚拟制造系统中,工艺节点所返回的加工信息将包含工艺信息和管理信息。工艺信息包括:加工设备、加工所需工艺装备、加工所需材料、其他。工艺节点生成的有关管理的信息包括:加工时间、加工所需原材料来源、加工设备状况、其他。
  这样,CAD系统就能够对工艺流程进行加工和管理两方面的优化,从而使加工工艺更加符合实际。
  虚拟制造系统将是一个开放性的动态的网络,能够随时添加新的工艺节点,同时可以对原有节点进行动态修改。以便支持工艺改造,并能与制造系统的变化相适应。当然,这就需要CIMS分布式系统及其并行算法的支持。

    3 基于虚拟制造的CAPP系统

  基于虚拟制造的CAPP系统的基本原理就是:在虚拟制造系统的网络中,尽可能多地找出符合设计要求的工艺节点的连接(工艺路线),并对零件特征信息进行处理。CAD系统根据网络反馈的加工信息对工艺路线进行优化,最终形成加工工艺。
  基于虚拟制造的CAPP系统是一个三维的信息网络。其以二维虚拟制造信息网络为基础,由CAD系统对其进行工艺节点连接控制并与之进行数据交换和采集。基于......点击查阅全文......↓