面向石油机械的机加工CAPP系统开发与应用

0 引言

    计算机辅助工艺设计是指利用计算机软硬件技术及其强大的应用支撑平台来制定零件工艺的过程。凭借计算机强大的数值计算，逻辑判断和智能推理等功能，解决传统手工工艺设计的诸多问题。每个企业的研发都具有自身的特殊性，目前，随着各企业新产品推出速度的加快，通用的CAPP工艺出现设计效率低，设计成本高等问题，其已成为企业快速发展的瓶颈。因此，开发设计适合企业自身特点的CAPP系统，已成为各个企业目前亟待解决的问题。

    本文针对某石油机械企业研发设计中出现的问题，例如在生产过程中原有手工工艺管理已不能适应现代化生产需求：在工艺编制过程中，出现了工艺文件查找困难、基础工艺数据不一致，简单工艺重复编制、工艺指导文件滞后于生产，严重制约了生产效率的进一步提高等。设计出了一套集机加工工艺卡片绘制，工艺信息管理和丁艺信息统计于一体的机加CAPP系统。同时与该企业的锻造CAPP系统及ERP系统集成，遏制了信息孤岛问题的发生，进一步提高了工艺的编制效率。

1 系统开发需求

    CAPP在CAD，CAM中间起到桥梁和纽带作用。CAPP的输出是CAM所需的信息。在先进制造系统的模式下，CAPP系统与先进制造系统的其他子系统有着紧密的联系，如图1所示。

    图1 CAPP系统与其他子系统之间的关系图

    系统开发的目标是让工艺人员从重复烦琐的机械式劳动中解放出来，去从事工艺优化工作。简化工艺准备与工艺文件的管理，缩短工艺准备周期，实现工艺设计的规范化、标准化，提高工艺文件的设计品质，为企业生产提供工艺信息与数据，降低工艺设计成本。同时为ERP提供基础数据，适应企业信息化的需要，为企业信息化起到承上启下的桥梁作用。

2 功能分析与设计

    2.1 功能分析

    某石油机械企业生产的主要产品是石油机械，包括套管、阀体、油管、圆棒、套管头、圆管、环件、油管四通、法兰、适配器本体、四方块、四通等十二大系列产品。同一种零件结构相同或相似，对加工零件所选用的机床、夹具、刀具和量具及加工方法和工艺过程进行标准化。

    同名零件外形相似，材料相似，只是尺寸大小不一。由于尺寸变化加工方法略有变化，根据相似性原理，提取主要特征，进行典型工艺设计，在计算机辅助下实现工艺自动生成。

    2.2 功能设计

    CAPP的功能就是运用计算机进行制订零件加工工艺的过程，可方便地将毛坯自动加工成图样上所要求的零件。工艺编制过程中，只需要输入零件的几何信息和工艺技术要求，本系统就可以根据这些内容智能输出工序说明及工艺要求以及工时等。