CAPP类型及基本原理

1．CAPP 系统的分类

在编制零件加工工艺时，不同的工艺过程往往与工艺人员的经验、零件数量及编制工艺过程的频繁程度密切相关，很难用一种通用的CAPP 软件来满足各种不同零件的工艺编制。因此，按照工艺决策方法的不同，CAPP 系统可分为检索式CAPP 系统、派生式CAPP 系统、创成式CAPP 系统、智能型CAPP 系统（专家系统）及综合式CAPP 系统五种类型。

2．各种CAPP 系统的基本原理

（1）检索式CAPP 系统

检索式CAPP 系统实际上是工艺过程的技术档案管理和文字处理系统。其自动化和智能化程度较低，工艺决策完全由工艺设计人员完成。检索式CAPP 系统的基本原理是事先将已有零件的工艺过程存入计算机工艺文件数据库，进行工艺设计时，按零件编码或图号检索工艺文件数据库，再通过人机交互方式，对检索出的相似零件的工艺过程进行修改或重新编制新的工艺过程。图2-51 为检索式CAPP 系统的流程图。

图2-51　检索式CAPP 系统的流程图

检索式CAPP 系统在计算切削用量、工时、加工费用和查询工具/夹具/量具信息等方面能显著提高工艺编制的效率，简单实用，而且软件本身的开发和维护费用较低，能在多数中、小型企业中快速推广应用，具有良好的经济效益。

（2）派生式CAPP 系统

派生式CAPP 系统又称为变异型或修订型CAPP 系统。其基本原理是在成组技术的基础上利用零件结构、尺寸和工艺的相似性将零件分成若干零件族，再编制零件族中复合零件典型工艺并储存在数据库中，当编制新零件工艺规程时，首先根据新零件的成组编码自定其所在的零件族，再根据新零件的具体要求对零件族的典型工艺进行编辑修改后，产生符合要求的新工艺规程，图2-52 为派生式CAPP 系统的流程图。

派生式CAPP 系统根据零件信息的描述与输入方式不同又分为基于成组技术的CAPP 系统和基于特征的CAPP 系统两大类。

拥有科学合理的零件分类编码系统和正确获取零件信息的功能对派生式CAPP 系统具有至关重要的作用，而复合零件的设计与典型工艺过程的制订则是开发派生式CAPP 系统的关键。派生式CAPP 系统工艺原理简单，容易开发，目前企业实际投入运行的CAPP 系统大多属于该类型，缺点是柔性差，不能用于全新结构零件的工艺设计。

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图2-52　派生式CAPP 系统的流程图

（3）创成式CAPP 系统

创成式CAPP 系统又称为生成式CAPP 系统，其基本原理是根据零件输入的全面特征信息和工艺数据库的信息（如各种加工方法、加工对象、加工设备及刀具的适用范围等）在没有人工干预的情况下，运用一定的逻辑原理、规则、公式和算法自动“创成”一个新的优化的工艺过程。创成式CAPP 系统的自动化与智能化程度要高于派生式CAPP 系统，它没有预先设置的典型工艺过程，具有较多的机动决策功能，克服了派生法不能适用全新零件的缺点。图2-53 为创成式CAPP 系统的流程图。

图2-53　创成式CAPP 系统的流程图

零件加工工艺过程的创成，就是按工艺逻辑推理以确定零件各型面特征的工艺方法及其加工链（一个或一组表面的加工工序序列）。加工链反映了工艺生成过程的逆向推理过程，也反映了工艺设计人员长期积累的实际经验。因此，创成式CAPP 系统的核心是工艺设计的决策推理过程和加工链的确定。目前常用的决策方法有决策树法、决策表法、基于知识的决策法、基于规则的推理法以及基于框架的推理法等。

由于产品品种的多样性及生产制造的复杂环境等因素，使得工艺设计的决策过程错综复杂，难以建立实用的数学模型和通用算法，目前还不能开发出通用的创成式CAPP 系统。

（4）智能式CAPP 系统

智能式CAPP 系统是人工智能中的专家系统技术在工艺设计中的应用。一般来说，智能式CAPP 系统具有知识库、推理机、解释机、动态数据、零件信息获取模块、人机接口模块、图形处理模块、工艺文档管理和输出模块。在设计一个零件工艺规程时不像一般CAPP 系统那样，在程序运行中直接生产工艺规程，而是根据输入信息频繁地访问知识库，并通过推理机中的控制策略，从知识库中搜索能处理当前问题的规则，然后执行这条规则，并把每次执行规则得到的结论部分按先后顺序记录下来，直到零件加工达到一个终结状态。

图2-54 为智能式CAPP 系统的流程图。

图2-54　智能式CAPP 系统的流程图