学习情景7计算机辅助工艺规程设计（CAPP）第一部分学习任务描述计算机辅助工艺设计（CAPP）的定义以及分类及成组技术的基本概念、第二部分能力目标描述通过对现代制造技术的学习，学生应在以下三方面培养自身的能力：专业能力目标使学生具备理解和掌握先进制造技术的基本概念的能力方法能力目标1、具有一定的分析问题和解决问题的能力；2、具有一定的工艺管理能力和信息处理能力；3、具有一定的自学能力、理解能力和表达能力；4、初步具有工艺分析、设计、实施、评价的能力。社会能力目标1、具有良好的职业道德和敬业精神；2、具有团队意识和妥善处理人际关系的能力；3、具有沟通和交流能力。第三部分教学条件多媒体教室第四部分学习情境的设计一、计算机辅助工艺规程设计(CAPP)概述工艺规程设计是一种需要大量时间和经验的工作，随着产品制造中采用了计算机辅助设计(ACD)和计算机辅助制造(CAM)，作为连接产品设计和制造的中间环节，工艺过程的设计也必须实现自动化才能与之相适应，计算机技术的发展为在工艺领域中实现工艺设计自动化提供了可能，而成组技术的实施为工艺设计自动化奠定了技术基础。通过向计算机输入被加工零件的原始数据、加工条件和加工要求，由计算机自动进行编码，编程直至最后输出经过优化的工艺规程卡片的过程，称为计算机辅助工艺规程设计(CAPP)。采用计算机辅助工艺规程设计不仅能减轻工艺人员的重复劳动并显著提高工艺设计的效率，而且将更可靠和更有效地保证了同类零件工艺上的一致性，所以CAPP在国内外正引起越来越多的重视和研究，一些先进实用的系统在技术发达的国家中已得到广泛的应用，并取得了很好的效果。CAPP最初的低级形式仅用于工艺规程的检索和管理，即利用计算机来存取已有的单独工艺，需要时向计算机查询和检索。在成组技术的基础上，CAPP逐步发展成能通过修改编辑功能而在已有的标准工艺过程的基础上生成新的零件的工艺过程。目前，世界各国又在致力于开发新的工艺设计系统，这种系统能直接输入零件图形和加工要求，通过系统的逻辑判断功能，自动地直接生成零件的工艺过程。按照CAPP的基本原理和方法，可分为三种类型：派生法（Variant）、创成法(Generative)以及知识基础系统(KB—KnowledgeBasedCAPPSystem)。二、修订式(派生式)CAPP系统1．修订式CAPP系统的基本概念修订式工艺规程设计系统利用零件相似性来检索现有工艺规程。能被一个零件族使用的工艺规程称为标准工艺规程。一个标准工艺规程是以它的族号作为关键字而永久地存储在数据库中。它能包括的细节是没有限制的，但是它至少必须包括一系列的制造步骤或工序。当检索到一个工艺规程时，通常需要一定程度的修订，以便把它用到一个新零件上。修订式系统的检索方法及逻辑基础是划分零件为零件族。这样就可以对每一种零件族确定出通用的制造方法，而这种通用的制造方法都表示成标准工艺规程。标准工艺规程检索的机理是以零件族为基础的，一个零件族可用一个零件族矩阵表示，这个矩阵则包括所有可能的元素。后面将讨论这种零件族矩阵的结构。2．零件族的建立与特征矩阵在一个工艺规程设计系统中，零件族的形成是以产品零件的制造特征为基础的。把需要相似工艺过程的那些零件归并成同一个零件族。对于工艺规程设计，形成零件族的通用规则是：在一个零件族中，所有的零件必须要求相似的工艺规程。这样整个零件族才可以共有一个标准的工艺规程。零件族的建立是根据成组技术原理进行的。如前所述零件族(组)的划分方法有视检法、生产流程法和分类编码法三种。下面介绍分类编码法。利用成组技术中所述的特征码位法和码域法已可以为零件划分零件族，但为了便于应用计算机进行存储和检索，通常还需用“特征矩阵”来描述零件或零件族的特征。采用特征矩阵法对零件进行分组的原理是依据每个零件的代码均可用矩阵来表示。如代码为130213411的零件可用图10一12所示的矩阵来表示；而一个矩阵可表示一个零件族。如图10-13所示。零件族的矩阵，亦即码域，是表示含有一定范围的零件特征的矩阵。根据分组要求，可以确定若干个特征代码矩阵，作为划分零件组的依据。为了将特征矩阵转变为计算机容易识别的形式，可将特征矩阵的每一列作为一个数来处理，如图10-18所示之特征矩阵，第一列可记为1100000000，第二列可记为1111100000，……，由此类推，这个特征矩阵就变为九个十位数。每个特征矩阵都可用这样一组数据来表示，并以文件形式存储在计算机中。称之为特征矩阵文件。分组时，将零件代码与特征矩阵进行比较，如果与零件代码各个位的数值相对应的矩阵位置上均为l，则认为该零件与此矩阵匹配，该零件就分入这个组;如果在与零件代码相对应对的矩阵位置上不是l，而是0，