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创成式BJCAPP系统设计

发表时间:2006-9-11 王红军 来源:北京机械工业学院学报
CAPP是实现CAD和CAM技术集成的关键。详细论述了CAPP的基本原理,指出了各种方法的特点。在此基础上,给出了BJCAPP系统的设计思路和具体方案。BJCAPP从实用性、通用性出发,在零件信息输入模块中采用型面要素描述法,通过菜单进行交互式输入。在工艺决策上采用了基于知识的产生式规则,利用TURBO PROLOG的回溯和匹配机制选择加工方法和工艺装备。

  规则库中的规则是根据工艺手册等领域知识总结出来的有规律性的工艺知识,用产生式规则表示为

    IF 条件1 

    并且 条件2 等

    THEN 结果

    用谓词逻辑表示的结构形式为

  谓词(条件1∧条件2∧条件3∧…∧条件n,结果)。

  在BJCAPP系统中加工方法规则用谓词rule来表示,存入规则库,描述机床信息的知识用谓词machinerule来表示存入机床库等等。

  机床信息:谓词machinerule(型面要素类型,机床最大加工范围,最小加工范围,最高加工精度,最小的表面粗糙度值,加工方法,机床型号);

  加工规则:谓词rule (型面要素类型, 型面要素尺寸,加工精度, 表面粗糙度值,(第一道工序名称,加工余量,加工精度),(第二道工序名称,加工余量,加工精度), (第三道工序名称,加工余量,加工精度),(第四道工序名称,加工余量,加工精度) ,(第五道工序名称,加工余量,加工精度) ) 来表示。在BJCAPP系统中主要考虑的是型面要素的类型、精度和表面粗糙度要求。

  在得到零件的各个表面元素的加工序列后,按照加工方法和型面要素类型、精度等选择机床。匹配规则为 machine_select(TYPE,D,_,_,IT,MACHINE):-
        op_method(TYPE,D,_,_,IT,RA,WAY,_,_,),
        machine_rule(TYPE,DIM_min,DIM_max,IT1,_,_,WAY,MACHINE
        _type),
        D>DIM_min,D<dim_max,IT>=IT1,
        MACHINE=MACHINE_type.

    2.3 加工工序合并和排序

  零件的各个表面元素的加工序列按照一定的先后顺序排列后,得到零件合理的工艺路线。零件工艺路线安排中考虑的因素很多,可用函数来表示[1]:
      S = f ( P ,Me , G, Dev ,Tec, Cp )
式中 :  S ——工艺路线;    P——所选加工方法的集合;
      Me——加工机床集合; G——零件的各个表面形状集合;
      Dev——零件的各个表面形位公差集合;
      Tec——工艺因素;   Cp——加工费用。

  BJCAPP按下面的约束条件进行工序合并:加工方法、加工阶段和加工机床。如果两个加工序列的加工方法相同、加工阶段和加工机床相同,则这两个加工序列为一个工序。把全部加工序列逐个比较,就完成了工序合并。工序合并后,将工序分为主工序和辅助工序,然后采用回转体零件的典型工艺流程法对所得到的工序进行排序,最后得到零件的工艺路线。

    3 BJCAPP系统使用的语言和系统的特点

  BJCAPP系统使用先进的智能计算机语言TURBO PROLOG2.0,该语言特别适用于用户知
识库、专家系统和智能信息管理系统的编制。它是一种陈述式说明性语言,只需给出问题的描述和解决问题所需的基本规则,利用其内部递归、回溯和匹配机制就能找到问题的解。此外还具有下列优点:

  1)有强有力的外部数据库,这非常适合CAPP系统;

  2)有强有力的图形功能,提供了带有专业作图和屏幕输出的高级图形工具;

  3)有极好的窗口管理工具,有利于设计用户界面;

  4)语言功能强,用很少的程序量就可解决问题。

  BJCAPP系统的特点是实用性强、通用性强,人机界面良好。

    4 结束语

  通过对创成式BJCAPP系统的分析,结合TURBO PROLOG2.0语言的特点,编制了大量的程序实现创成式BJCAPP系统。

责任编辑:陈沁
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