压路机装焊CAPP系统

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1、兰三星生蔓墨垄墨垄皇塑塞墨垄查茎垫叁笙壅叁一墨鲞鳖堡垒量! 堕盟压路机装焊C A P P 系统清华大学E l - 平朱志明袁崇福张崇柯白远樯祷要本文介绍了一个针对企业的需要开发的压路机焊接结构件装焊C A P P 系统。该系统不仅实现了对已有工艺文档的管理，而且实现了通过用户和系统交互的方式方便地进行工艺卡片的制定在此基础上，扩展用户版本管理功能，实现了C A P P 系统的网络化。并与C A D 系统和M R P I I 系统进行了集成实现了C A D C A P P M R P I I 的信息传递关键词t 压路机、焊接结构件、装焊、C A P P0 前言就工程机械产业而言，在市场竞争非常激

2、烈的今天，应用先进的计算机技术实现设计、绘图、工艺规程编制、工装设计，以及制造自动化，迈向工程机械产业生产的现代化，无疑是提高企业市场竞争力的的必由之路。在压路机械中。焊接结构件的生产占有相当大的比重，而装配、焊接工艺相对而言最为复杂，因此其工艺文档的制定对指导生产和管理生产也最为重要。因此实现压路机焊接结构件装焊工艺的计算机辅助设计及其与C A D 、M R P I ( 或P D M ) 的集成具有重要的现实意义。 同时对于企业面言，由于存在大量的不兼容的异遗异掏数据、B O M ( b i l l o f M a t e r i a l ) 缺乏一致性和对产品数据缺乏有效的管理和版本控制等

3、闻题。围绕着产品数据管理，企业也急需解决电子文档管理、产品配置管理和工作流程管理等问题。 本文介绍的焊接结构件装焊C A P P 系统是针对某具体产品开发的，包括如下功能。与C A D 系统进行了集成，并基本实现了从C A D 系统中进行装配信息的提取；实现了工艺描述的标准化；建立了以图形为驱动的图形管理方式，以及以实例为基础的工艺制定模式：能够自动提取工艺B o M ，并且保证了设计8 0 M 和工艺B o M 的一致性；焊接工时焊接参数的推荐；基于产品结构树的工艺文档管理；用户角色版本的管理；采用C 1 l e n t S e r v e r 结构，最终实现了C A P P 系统的网络化。

4、1 系统总体构成本系统主要实现对压路机焊接结构件的装焊工艺规划，并根据企业的要求，兼顾P D M 的某些功能，包括版本用户( 角色) 管理、产品结构树和与M R P l l P D M 、C A D 系统的集成等。系统的总体数据流如图l 所示，信息流的起点是C A D 系统，由C A P P 系统对装焊工艺进行规划，最后到工艺文档输出平台和M R P I P D M 系统。该系统的体系结构共有四层：第一层是支持层。本系统的支持平台采用目前流行的通用商业化关系型数据库。远程的数据库服务器采用M i c r o s o f tS Q LS e r v e r ，本地则使用M i c r o s o

5、 f tA c c e s s 数据库。该层宴现数据管理的最基本功能。如删除、添加等等。第二层是面向对象层。商用的关系型数据库侧重于事务性数据的管理，不能满足产品数据动态变化的管理要求。因此，在C A P P 系统中采用若干个表来实现面向对象管理的要求。第三层是功能层。面向对象层提供了描述产品数据动态变化的对象模型，在此基础上，C A P P系统建立了相应的功能模块。一类是基本功能模块，包括文档的管理、产品结构树、用户版本管理、工艺文档制定、以及与M R P I I C A D 系统的通讯等等；另一类是系统管理模块，包括系统管理和T 作环境。系统管理主要是针对系统管理员如何维护系统、确保数据安

6、全与正常运行的功能模块。L 作第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集焊接软件及其应用环境则保证各类不同的用户能够正常安全可靠地使用该系统。第四层是用户层，包括开发工具层和界面层。系统提供良好的人机交互界面。在工艺管理模块中，基于产品结构树采用。所见即所得的方式实现了对工艺文档的完整管理；在工艺制定子模 块中，采用具有良好交互界面的向导方式，使用户可以简单方便地使用本系统进行工艺设计，减少用户对工艺本身的依赖。系统的其他模块秉承W i n d o w s 的标准风格，以方便用户使用。各种直观、方便、功能齐全的人机界面与系统各个组成部分构成了一个有机的整体，充分体现了人机结合的协同作业思想。悼

7、接件工艺 输入平台机焊接结构件c P P 幕蛙图1 系统总体数据流示意图M R P l l 威 P D M 系鲢本系统的总体结构如图2 所示，主要由主操作界面、系统管理模块、工艺制定和管理模块、信息通讯模块、辅助功能模块以及与各个模块相对应的人机交互界面和包含各种信息的静动态数据库组成。各个模块之间在功能上是相互独立的，但是从信息传递和程序结构上看又是紧密联系的，并具有一定的层次关系。2 功能介绍2 1 基于实例的工艺制定对于一个C A P P 系统而言，工艺文档的管理和制定是其核心功能，决定了该C A P P 系统是否具有实用性。本系统开发的原则是：以实用性为首要目标，建立一个专用型C A

8、P P 系统。在立足于企业现有条件的基础上，以尽可能少的用户信息输入，由系统给出一个用户基本可用的工艺，以便于用户进行进一步的修改和确定。系统本身虽属于专用型的C A P P 系统。但在系统设计过程中尽量注意系统 的开放性，在配合以定制表格等功能后可在不过多地修改原程序的情况下，应用于其他具有相同或相似产品类型制造企业的焊接结构件装焊工艺的制定工作。2 I i 工艺分析与一般的焊接结构件千变万化的形式不同，对于压路机这样一个已经比较成熟的产品，无论在结构上还是工艺上均具有很大的相似性和继承性。从压路机整体结构上来看，诸多的压路机型号都是少数几个基本类型衍生而来。在归于同一系列的产品中，不同型号

9、的压路机总体结构相近。其差别通常只是增多或减少了几个对总体结构影响较小的零部件，有时甚至只是尺寸不同，而结构完全相同。在同一个系列中，相同功能的零部件的名称基本上是一致的，形状也很相似，只是尺寸有所变化。而且在许多型号的压路机中都拥有相互借用件( 其它型号压路机中的零部件) 。从压路机的制造工艺上看，主要的工序可分为装焊和机加工两部分，同系列产品，装焊工艺基本上相似，通常只是由于工装大小、工件重量、数量的不同，而有所差别。口】新型号产品的开发，通常是在已有系列的某一型号产品的基础上，根据用户的实际要求来对其加以改动，并尽可能地利用各种借用件在装焊工艺的设计中则尽量利用现有的工艺装备和加工3 6

10、第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集焊接软件及其应用设备以达到减少产品的设计、制造时间、提高设计质量的目的。即使开发的是一个全新产品，虽然会与以往的型号有很大差别，但往往又会在此新产品的基础上开发出一系列新的变型，因此上述 压路机在结构和工艺上的相似性特点依然存在。 1 lI。系统主操作界面L基本管理模块相L 上+ 土_ 应【工艺管理制定模块i 的蒹人统用j 机一_ +管户舨其奇l 目交理角盘工艺T ；iI 是I他 辅 助 模互模色管艺蹦 理块界块管理蕾 理模理 面子模块 块模 块f丁T下1下 0 ，7 一、，一一一、j 、 j 工艺文档l 信息通讯I c D 接口其他辅助 ! 对象l

11、【I 对象! 对象对象 一，一图2 系统总体结构2 1 2 工艺生成基于以上工艺分析，本系统设计实现了四种生成装焊工艺的方式，分别是检索式、典型工艺式、 标准工艺式及编辑式。检索式检索式是根据用户输入的新图号，通过计算机或用户检索选择适用的已有工艺图号，进而生成 新工艺的方式适用于整体结构非常相似的情况。典型工艺式( 派生式)根据用户输入的新图号，推荐一个默认的典型工艺，用户可以根据需要对其进行修改，然后系统自动完成必要的替换和推理。包括尺寸，件号等，进而生成新工艺的方式，适用于控体结构比较相 似的情况。本系统中的典型工艺是指根据压路机的实际生产工艺，经过人为的提取、综合得到的一个晟复 杂和全

12、面的适用于整体结构的装焊工艺，新工艺通过在其基础上进行增减和编辑就可以得到，系统可以直接根据从C A D 或M R P l l 中提取的零部件图号、名称信息及相应的装配信息进行自动判断，3 7三函第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集焊接软件及其应用给出合适的典型工艺并自动删除不必要的工步或工序然后用户可根据需要通过调用C A D 添加工艺 简图或者可对系统相应工艺简图在C A D 中进行修改，系统自动进行尺寸的更新和图形的改变。标准工艺式( 半创成式)根据用户输入的新图号，利用从C A D , 牟品设计B O M 中提取的关于新围号的信息，系统提供局部结构相似的标准装焊工艺通过用户选择相

13、似的局部结构标准装焊工艺将局部结构标准装焊工艺进行组合从而形成整体结构的装焊工艺，该方式适用于对接体结构的相似性不高而局部结构比较相似的情况。本系统中的标准工艺是指局部结构的装焊工艺。根据对具体压路机的结构及工艺文档的剖析发 现虽然对于整套工艺文档而言，具有内容多、结掏复杂、零件腊用件，焊接件多的特点，但许多局部结构彼此间存在一定的独立性和相似性因此本系统在现有工艺文档的基础上将工艺文档分块并进行局部处理，形成标准工艺，从而实现局部结构相似、工艺相似的整体结构装焊工艺设计的自动化。编辑式本系统还提供用户一个进行全新工艺设计的编辑方式。提供良好的交互界面，以尽可能方便用 户，适用于结构相差很大，

14、毫无相似的情况。2 2 工艺管理工艺管理主要实现对已有工艺文档的管理，包括删除、修改等。为了保证产品数据的一致性和层次性，建立了产品结构树，从整体结构上对产品数据进行了概括。工艺管理中的修改包括内容修改和尺寸修改。对于内容修改，工艺管理的范围界定为只可以改变其中的工艺描述，其余的修改( 如次序的调整等) 系统视为新工艺文档生成不属于工艺管理范畴：由于工艺文档不单单是文本数据，还包括很多数值数据，而且需要对某些数据进行统计或者对其进行统一的修改，所以，在数据库设计上采用了将图形尺寸与文档描述分开的方法，这样保证了数据的联动，对完整的一套工艺文档丽言，只有一个工艺尺寸数据库源，从而保证尺寸的一致性

15、和 联动性；对于其他数值数据也和文档描述分开存储。以便于进行统计。2 3 系统的输入输出本系统建立了一个方便、通用的工艺文档输入框架，以方便工艺人员的输入，提高工艺编辑的效率。考虑到使用的实际用户可以不断根据需要将新的标准描述语言加入到框架中。C A P P 系统的输出主要是一定格式的工艺文档，对于压路机焊接结构件装焊C A P P 系统需要输出符合要求格式的工艺文档。本系统使用一个专门的打印组件来实现，为了有一定的通用性，采 用格式的模板结构，对于不同的表格。调用不同的模板文件。由于整个系统建立在数据库的基础上因此需要显示的内窖是固定的，但相应表格的样式可 以通过调整设定的格式模板文件来修改

16、。2 4 用户管理和版本管理及罔络化本系统根据企业的要求包括用户管理和版本管理。用户管理包括角色管理和权限管理，权限管 理实现对数据的安全保密。角色管理实现了对工艺设计流程的管理。在本系统中，所谓版本是指只要对文档儆了修改，就产生了该文档的一个新版本。版本的生成方式一般是在文档更改后制作一个备份。版本的管理则主要有两种方式，一个是线性结构：一个是树状结构。线性结构就是每创建一个新的版本即赋予它一个递增的流水号。线性的版本只反映版本之间的时问芙系t 而不反映版本之间的派生关系。树状结构则记录是由哪一个版本修改后生成的新 版本，它可以同时反映版本之间的时间关系和派生关系。网络化采用通常的C l i e n f f S e r v r 结构，在客户端采用A c c e s s 数据库在服务器端采用W i n d o w s3 R第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集焊接