压力容器铆接CAPP软件的研究与设计

作者：白晓波 薛梅

欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... 引言 压力容器制造企业是属于一种特殊行业的制造企业．大多数的压力容器的工作环境是高温、高压、有毒的，或存储的介质大部分是易燃、易爆的气体或液化气体。而很多企业的生产情况基本是：多品种、按订单、单件组织产品生产，产品种类繁杂，定型产品很少，每次接到订单后，工艺人员必须根据该产品，重新手工编制工艺文件。 它的制造工艺相当的严格、复杂、繁琐，涉及的国家标准相当多。这就要求工作人员在编制工艺时，必须大量的查找、引用国家标准。而且这些繁重的体力劳动，大多是重复工作。这就需要一种可靠的CAPP软件：可以将工作人员从复杂的手工劳动中解放出来；使工艺设计更加规范，工艺设计质量明显提高：使工艺人员有更多的时间从事基础性的工艺研究：CAPP技术的应用还能促进和推动工艺部门和整个企业的信息化建设。 1 现有压力容器工艺软件开发分析 由于压力容器的设计和制造采用不同于一般机械产品的国家标准和制造规范。所以在设计与制造中有其独特的特点：虽然外型差异很大，但这些产品的制作工序不像机加零件那样复杂且千变万化，其制造工序有相似性。且很多产品的制作工艺已经定型，仅仅需要依据国家标准，确定工艺参数；同类压力容器产品结构具有很大相似性。如圆筒形容器主要由封头、筒体、法兰、支座组成。这就使压力容器CAPP软件较机加工艺软件有可开发性、可实用性。 然而较焊接工艺来说。铆接工艺较难以实现计算机自动编制。因为焊接工艺编制比较有逻辑性，只要能够确定焊接母材材料、焊缝结构形式、母材厚度等条件，就可以依据焊接工艺评定来自动生成焊接工艺，所以比较成熟的焊接工艺CAPP软件在企业得到了很好的应用。而对于铆接工艺来说。它在工艺设计过程中，对工艺师个人经验要求比较高。一个产品可以有很多种工艺路线．而且在工艺设计中有很多不确定因素。这就使得铆接工艺软件自动生成有一定的难度目前很多压力容器企业都在尝试或已经用使用CAPP来提高工艺设计效率。 1．1基于Word／ExceI／AutoCAD及其它图形系统的填表型CAPP系统 由经验丰富的工艺师总结出典型工艺，然后用Word／Excel/AutoCAD及其它图形系统制作成工艺文件，在使用时，可以直接对工艺参数进行编辑修改。针对CAPP的不确定性特点。填表型CAPP彻底放弃了工艺决策的自动化目标，是一种纯粹的人工填表操作方式。此种模式仅仅是提高了表格和图的质量，统一了文字表格和图的格式。并没有解决手工编辑工艺文件所存在的问题。而且没有数据库管理功能，没有工艺卡汇总、统计等功能。没有解决工艺数据的管理问题。随着企业新产品的开发制造。会造成数据重复、冗余。增加数据库的开销和日后数据维护的负担，降低工作速度。工艺规程的设计质量对人的依赖性也很大。 1．2基于数据库的参数式CAPP 此类CAPP依旧是基于典型工艺而设计的，带有一定的智能性。很多CAPP在一开始开发时，根据企业工艺师整理得到典型工艺．对产品进行分类：如法兰、封头、筒体、折流板等，软件设计者，依据典型工艺，来设计工艺编辑表单．用户可以对表单里的某些数据进行编辑，而对大部分工艺项目无法修改。整个系统可以依据产品信息来改变工艺参数．但无法改变典型工艺中的工序顺序，以及增加工序，这就使此类CAPP应用范围不是很广。 作者近五年来通过对压力容器CAPP开发与研究．认为要想使CAPP软件真正应用于企业。就必须对CAPP开发模式有所改变。以上两类开发方式都有其缺陷和局限性，虽有可能解决当前问题。可是从长远的来看。这些开发模式将逐渐不能适应企业快速的发展。为此作者针对压力容器CAPP软件设计的特点。提出了自己的开发思路。并将其应用于软件开发之中。 2 CAPP系统的实现 在设计系统时需从企业和产品的实际情况出发。首先考虑满足企业的具体要求，同时兼顾系统的先进性，考虑企业管理系统中的数据模式，设计了一种基于数据库的CAPP系统。 2．1系统的总体设计 整个系统是围绕着怎样生成铆接工艺卡来设计的．并在数据库的支持下来运行的，如图l所示。要想生成工艺卡，首先输入产品信息，或者来选择一个已经输入完的产品，进入零件信息输入或修改界面。这些产品信息或者零件信息的建立。会在以后的工艺生成阶段用到。在准备工作完成后。选择零件列表中需要制作工艺的零件，就进入工艺编制界面，系统自动检索典型工艺。如果检索到典型工艺，系统将根据典型工艺、产品、零件、工艺规则等信息，来自动生成工艺内容．用户可以查看工艺内容，以决定是否要修改自动生成的工艺，然后调用CAD软件修改工艺图或者从文件插入工艺图。最后用户决定是否保存刚才所做工艺，并打印输出。 如果系统检索不到典型工艺，系统将提示用户检索以前和该零件相类似的。已经编制过工艺的零件，如果检索到相类似工艺，用户可以对工艺中的内容进行编辑修改。然后插入或修改工艺图，结束后系统会询问客户，是否保存这个工艺件，如果选择要保存，则会进一步询问用户．是否将该工艺保存为典型工艺。如果选择保存。系统会进入典型工艺保存界面，在典型工艺保存界面里．用户需对该零件进行分类，或者建立新的零件类别，以便于在以后工艺制作过程中，系统可以方便的检索到该类零件典型工艺。如果系统没有检索到有相似的零件工艺。系统将要求用户手工编辑工艺，同样在保存后。系统会提示用户是否保存为典型工艺。 2．2系统的数据处理 根据压力容器生产的特点，其工艺设计主要是围绕着生成工艺卡来进行的。因为CAPP需要以工艺数据为对象解决企业的工艺设计问题，所以CAPP系统中数据的处理是尤为重要的，整个系统整个系统实在在材料、产品参数、典型工艺等数据库的支持下运行的。 (1)系统产品数据、零件数据的建立。整个系统是基于数据库的，那么首先要建立产品数据，以及零件数据。这些数据对于整个系统的运行至关重要。比如产品的名称、数量是工艺卡上必须有的数据，结构形式是立式还是卧式，其总装工艺是不相同的，而容器的类别决定了该产品的某些件是否需要复验。还有壳体材料、焊缝系数等参数。对于一个待生产的产品来说，系统必须能从众多名称或其他参数相类似的产品中将其识别出来．并且要唯一的识别出来。只有这样才能进一步的录入零件信息进行工艺设计。一般来说，企业承接订单后。要立即产生一份生产指令，各部门接到该生产指令后开始设计、备料、生产施工。"生产令号"是一个很重要的数据。它贯穿生产过程中的每个环节，每个环节所发生的成本都要归集到该"生产令号"。所以在系统中所以产品均以生产令号为唯一索引。 一个产品中有许多零件，系统必须对这些零件一一加以识别，这需要用数据来完整地描述一个零件。一般来说，零件号、零件名称、数量、规格、重量、材料、材料类型。这几个数据项就可以基本描述清楚一个零件。零件号是零件在产品里的"身份证"，系统根据此号区分一个产品中的众多零件，并且用来调用零件的其他信息，因为在一个产品中，零件的件号也是唯一的。 (2)典型工艺、相似零件的识别和检索。系统能否实现工艺自动生成。需要准确地检索出零件的典型工艺，这对整个系统是至关重要的。典型工艺即所谓的标准工艺。这些零件工艺的工序一般是不改变的．只需更改某些参数就可以使用，它是在企业长期的生产过程中总结出来的。在检索出典型工艺时，系统对用户选择的零件进行识别，然后与典型零件库中的零件进行对比，从中搜索到相似度最高的典型零件工艺。系统选择的零件与典型工艺零件对比，必须要有依据。其中主要依据就是零件的类型。对于压力容器产品来来说．其零件类型一般包括：管法兰类、接管类、鞍式支座类、A、AN腿式支座类等。当然，这只是简单的类型划分，如果系统仅仅依据类型来检索典型工艺．出来的典型工艺可能不是唯一的，还需要运用零件的其他属性。进行判断。而且这些划分的类型将会不断的细化，系统会提示用户，来增加或者减少零件的类型．这一步可以在保存、编辑典型工艺里完成，系统会提示用户，对新增典型工艺零件．建立新的零件类型，确定零件其他属性，并将保存结果存于典型工艺数据库中。本文前面提到在检索不到典型工艺，可以检索以前做过的相似工艺，这时检索的依据是根据零件名等零件的属性，进行查询。 (3)工艺的自动生成。在检索出典型零件后，就要自动生成工艺，这时系统已经识别了零件。所作的工作是，通过零件属性信息，在工艺参数库、工艺规则库等数据库里，提取出与零件相关的信息，并对此进行综合判断。系统将这些数据。提取到一个零时表里，供用户修改、查看，最后这些被整合的数据将会被保存到一个新的零件工艺表中．用于工艺文件的保存。 3结束语 本文介绍的压力容器铆接CAPP系统，通过对典型工艺文件的检索．系统对零件信息的分析。自动生成工艺内容。而对于检索不到典型丁艺零件，可以检索以前做过的相似零件工艺，如若以前从未做过工艺，用户可以自己手动添加工艺内容，并保存为典型工艺，而对于工艺设计过程中需要决策的个性问题及计算机难以自动处理的问题，则提供了友好的界面，便于设计人员主动参与。从而提高了工艺设计的速度、效率和质量，有利于实现工艺设计的标准化，规范化，具有很强的实用性和广阔的应用前景。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/22/2009)