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基于Web的农机零件CAPP系统

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计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning，简称CAPP)是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。手工工艺设计存在效率低、质量不稳定、一致性差等问题，而借助于CAPP系统能很好地解决这类问题。CAPP不仅仅是产品工艺设计自动化的重要手段，而且已是制造企业各部门产品信息交汇的重要枢纽，企业生产管理和计划调度等部门也必须依赖CAPP系统输出的信息。Web和数据库技术在现代制造系统中发挥着越来越重要的作用，将它们应用于CAPP是一个发展趋势。因此基于Web的计算机辅助工艺设计系统CAPP就变得非常的重要了。由此可见，现代制造业中CAPP离不开网络与数据库技术的支持。

同时，随着农业往现代化、智能化发展，高新技术在农业机械新产品上的利用将更加广泛。农业机械应用的方便性、舒适性、主动化和智能化程度将进一步提高。因此，农业机械的设计、制作、销售与售后服务将广泛利用盘算机帮助技巧，例如CAD、CAM、CAPP等。并且，为了提高农业机械的制造水平和信息化水平，提高农机零件设计的智能化、协同化水平，使企业信息交流与资源共享更快捷方便，有必要设计一款基于Web的农机零件CAPP系统。

1 系统概述

1.1 研究的意义

CAPP技术已广泛应用于机械制造业的各个领域，但在农业机械领域的应用程度仍各有不同。现如今的CAPP系统采用了统一的数据结构和公用数据库，采用实体造型技术、参数化技术和特征造型技术，给设计人员带来了前所未有的便利。而传统的农业机械车身设计方法的整个过程是基于手工设计完成的，其特点是整个过程是通过实物、模型、图纸、样板等来传递信息。随着计算机技术的发展，计算机逐步代替人脑承担起复杂的计算和分析，同时引进CAPP等现代设计方法，帮助工程师们抛掉传统的手工方式，既方便设计，又能改善设计质量，缩短设计周期。随着Web技术的不断渗透，通过网络化的手段可以帮助设计师及其企业改造传统的设计流程，创造一种顺应人性而又充满魅力的设计环境，以便于设计师能在其中形象化地表现、高效率地研究发展和交流设计思想，更多的设计人员可以在同一平台下，通过网络针对一项设计任务进行实时的双向交互通信与合作，这对于农机零件的设计具有很大的意义。

1.2 国内外的研究现状与存在的问题

目前，CAPP的商品化软件已在众多企业获得成功应用。由于工艺设计是一项复杂的工艺人员智能活动，经验性强，涉及面广，与经验性的思维相关，又受现场加工环境的限制。因此，通用化、智能化、网络化的CAPP系统还停留在理论研究上。目前的CAPP仍然是以检索式、派生式为主，不能真正适应制造企业工艺设计与工艺管理相结合的需要。因此，CAPP的通用化和开放性成为该技术领域研究的热点问题之一。

并且如今国内外的CAPP在农机零件中的应用是相对较少的，但是随着计算机技术的发展，一方面为了加快新农机上市的速度满足复杂多变的市场需求，另一方面节省开发成本，向消费者提供物美价廉、物超所值的产品，从而提高自身市场竞争力。CAPP技术对于中国农业机械企业的重要性是不言而喻的。因此，全面应用CAPP技术是中国农业机械工业发展过程中的必由之路，应纳入到各个农业机械企业的发展战略中。

但是现阶段的CAPP系统较多的是为了企业内部的信息共享而建立的局域网体系结构，因此由于本地网络环境的限制，在相同的局域网内工程设计人员可以共享设计信息，处于远程工作的设计人员就不能访问到这些信息，这样造成许多大型的跨国公司不能够实现设计信息的无缝连接。由此可见，现代的制造业中的CAPP系统离不开网络与数据库，以及InternetIntranet和Web技术的支持，因为这些技术本身就支持多任务与多用户并行协同工作。支持信息的并行传输与共享。所以，设计一款基于Web的农机零件CAPP系统是必不可少的事情。

2 基于Web的农机零件CAPP系统的设计

2.1 基于Web的农机零件CAPP系统的体系结构

就现有的农机零件CAPP系统而言，绝大多数都是一些针对某一特定企业内部而设计的，没有能够真正大规模推广实用的农机零件CAPP系统。因此，本系统的开发工具是MyEclipse，运用Java作为开发语言，我们拟采用Web技术来建立实现远程协同化的农机零件的CAPP系统，利用Web技术来制作浏览器界面，将JESS专家系统嵌入到Web中，提高农机零件CAPP系统自身的智能化、协同化和实用化水平。而Web服务器，数据的通信是采用XML作为数据流的格式的，数据库采用的是简单易于操作的MySQL Service。因此，本设计提出了一个基于Web的农机零件CAPP系统的体系结构，如图1所示。

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图1 基于Web的农机零件CAPP系统的体系结构图

首先，浏览器是专家、知识工程师和普通用户通过与Intemet相连的计算机登录到农机零件的CAPP集成平台，实现远程工艺文件和工艺资源信息的查询、修改、删除等操作。其次，处理用户对数据库的访问以及更新数据库发生在Web服务器，描述如下：

(1)工艺设计人员将农机零件信息描述在用户输入界面上输入；

(2)将用户的请求转换成SQL查询语句，利用查询语句访问农机零件的CAPP知识库，查询与初始事实匹配的规则，然后将规则送人推理机中进行推理，推理出加工工艺；

(3)将推理结果结果通过网络传送给用户；

(4)将工艺设计结果存人数据库，丰富数据库，实现共享。

2.2 基于Web的农机零件CAPP系统的各功能模块

在本系统的体系结构上，设计出基于Web的农机零件CAPP系统各功能模块，各功能模块图关系如图2。

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图2 基于Web的农机零件CAPP系统各功能模块图

基于Web的农机零件CAPP系统主要功能模块是：

(1)农机零件信息输入模块：详细精确的零件信息是CAPP系统进行工艺决策的依据。输入方式采用GT代码人机交互方式，输入农机零件的信息，例如材料、精度、几何和工艺信息等；

(2)工艺设计模块：包括工艺规程的编制和工序内容的编制。工装规程存放工装索引号、工装代码和工装规格等；工艺文件内容存放工序号、工序代号、工步组序号、工步号和工步索引号等；

(3)工艺决策管理模块：在完成工艺设计后，需要对工艺进行审查等操作，确定该工艺是否合理，是否需要修改。而知识库是用于存放工艺决策规则的，系统中针对每一个典型工艺都有一组规则集，通过推理机来推理出实用的制造工艺，体现智能化；

(4)工艺检索模块：该模块要求快速准确地查询到工艺设计过程中需要大量用到的工艺数据；

(5)工艺信息生成模块：该模块就是要把检索到的与农机零件匹配的典型工艺模版生成典型工艺XML文档，利用工艺决策规则对XML文档进行操作，最后生成专用的工艺；

(6)工艺信息输出模块：将经过以上所有步骤而生成的工艺信息文档发送到客户端进行显示，在客户端工艺人员还能够对此文档进行修改，直至得到满意的工艺文档，最后发送到服务端专用工艺数据库中保存。

3 结语

基于Web的农机零件的CAPP系统能实现多用户的完美合作，实现了企业各部门工艺设计、管理、信息的共享，缩短了工艺设计的周期，又提高了工艺文件编制的质量和工艺管理水平，对缩短生产周期、降低生产成本、提高产品质量和劳动生产率、加快新产品的开发等有着巨大的影响。此外，提供这种农机零件设计的专用的CAPP系统，大大减少了用户在开发实用农机零件CAPP系统时的工作量，缩短了研制周期，能够更好地提高农业机械的现代化水平和信息化水平，也提高了企业工艺部门工艺过程设计的工作效率。

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/17/2012)


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