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随着计算机技术的迅速发展,对CAD、CAPP、CAM等系统的研究越来越深入,特别是CIMS提出以后,CAD/CAPP/CAM的集成就成为必须要解决的关键问题之一,而作为连接CAD和CAM系统的中间环节,适合于集成环境下的CAPP系统的研究日益成为工业界关注的重要课题之一。 集成环境下的CAPP(即:能够满足CAD/CAPP/CAM信息集成共享要求的计算机辅助工艺设计)系统及其关键技术研究,是目前国内外学术界和工业界研究的热点问题之一,研究的重点集中在集成化的零件信息描述、工艺自动决策、集成数据管理以及适应性的I/O接口技术等方面。集成环境下CAPP系统的必备特征和关键技术之一就是信息的集成与共享,要求集成环境下的CAPP系统既能向上继承CAD系统中相关的零件信息以满足工艺设计的需要,又要能向下为CAM系统输出必要的工艺加工信息,以满足数控编程以及加工制造的需要。 由于CAD、CAPP、CAM各系统所需信息的形式不同,而且各自对信息结构的表达也不一样,这就给他们之间的信息集成造成了很大的困难。CAD系统作为零件设计环节,一般来说,所设计零件的结构、精度信息在该系统中已确定,但是,由于CAD系统对零件信息特有的表达形式,这些信息并不能被CAPP、CAM等系统直接识别利用,后续系统只有通过对这些信息重新进行归类、识别,然后才能实现共享和利用。多年来,为了使CAPP、CAM等后续系统能够有效地利用CAD系统中相关的零件信息,亦即对零件信息进行合理的描述,人们进行了大量的研究,提出了分类编码法、语言描述法、知识表示描述法、基于形状特征或表面元素的描述法等各种方法对零件信息进行描述,但是,这些方法都需要人来对零件图纸进行识别和分析,即需要人工来对已设计好的零件图进行二次输入,由于输入过程繁琐、费时、易出错,因此这些信息描述方法无法满足信息集成的要求,也不能适应集成环境下CAPP系统的需要。 如何能够实现CAPP与CAD之间的信息集成与共享,是集成环境下CAPP系统首先要解决的问题。近年来,随着CAD技术的不断进步,特别是特征造型技术的发展与应用,CAD系统对零件信息的表示越来越规范。通过对CAD系统对零件信息的表示及存储进行分析,可以由程序完成对零件结构信息和精度信息的提取、识别、匹配以及存储利用,然后辅以必要的人机交互操作,完成对所获得的信息的校核和其他类型信息的输入,并进一步完成适合于集成环境下的零件信息描述,实现CAPP与CAD之间的信息共享。 基于此,本文在对集成环境下CAPP系统的构成及关键技术进行分析的基础上,着重研究适合于CAD/CAPP的信息集成技术,即集成化CAPP零件信息的特征描述及建模技术。通过对CAD系统和CAPP系统的对比分析研究,找出CAD系统对零件信息的表示方式以及CAPP摘要系统所需要的零件信息的获取方式之间的关系,进而研究CAD系统的零件信息到CAPP系统的信息的传输过程、规律及方法,并以箱体类典型零件为例,建立适合于CAD/C APp信息集成的零件信息共享机制,实现对箱体类典型零件的信息描述,以满足其在集成环境下进行CAPP的需要,并结合从实际中提炼出合理的工艺决策规则,建立工艺决策知识库,充分利用计算机快速、存储量大的优点,把提取出的零件信息运用于实际的CAPP系统,完成了箱体类典型零件的工艺计划文件的初步编制。 本文主要完成的工作如下:l)通过对CAD/CA尸P/CAM信息集成技术深入研究,构造了集成环境下CA卫p系统的框 架结构,并对其关键技术进行了分析和探讨。2)重点对集成环境下的CA卫P系统的零件特征信息描述及建模技术进行了深入的研究, 建立CAPP所需要的完整的零件特征信息模型。3)研究并建立CAD/以即信息集成共享机制。通过对通用以D系统(AutoCAD)零件信息 表达方式的深入研究,实现从以D系统直接提取零件的结构信息和精度信息,并进一 步建立对所提取的信息进行识别和匹配的原则,将提取出的零件信息进行合理的识别、 匹配、保存和运用。这是本论文研究的重点。4)研究并完善零件信息的描述机制,实现对于不能从CAD系统继承的零件特征信息补充 描述,建立完整的零件信息模型。如:通过人工干预操作,完成对这部分信息的补充 描述和输入,并对从CAD系统直接提取出的信息进行校核,然后将零件信息合理保存, 完成了适合于集成环境下的完整零件信息的描述及建模。5)对集成环境下CAPP系统的工艺决策进行研究,完成了对简单零件特征的工艺决策。6)实现了对箱体类典型零件的信息描述,能够从CAD系统中直接提取零件的结构和精度 信息,并进一步完成了其工艺计划文件的编制。7)结合工程实例对本论文提出的集成环境下的零件信息描述及建模技术进行了系统地应 用测试。 本课题的研究及成果,对于促进集成制造系统中信息集成的瓶颈问题的解决以及加速制造业信息化的发展具有重要的意义。本论文所提出的基于AutOCAD的箱体类零件以D/CAPP信息集成技术经过适当拓展,可以推广应用于其它典型零件的信息描述与建模。