基于资源模型和特征模型的创成式CAPP系统的研究

3　工艺决策原理

    3.1　工艺决策模型的建立
　　在以上特征模型和资源模型的基础上，通过建立工艺决策模型，进行工艺决策。工艺决策模型的建立包括：(1)建立基于加工基元ME(manufacturing-element)的零件特征型面加工方法。所谓加工基元ME就是以零件特征为核心的有关特征加工信息的实体，它是加工过程的基本指令，是组成工步的基本单元。它是通过零件特征与工艺规则的对应关系匹配形成的。(2)建立加工基元ME与制造资源的关系模型。通过基于加工基元ME的特征型面加工方法与制造资源(如设备、刀具、量具等)的匹配关系形成工艺基元WE(work element)。(3)建立基于工艺基元WE的工艺规程层次化结构。工艺基元是制造活动的基本要素，可将它看作状态空间的操作，工艺规程可认为是由初始状态(毛坯)到最终状态(零件)间一系列状态构成的状态空间(图3工艺规程的层次化结构)。

图3　工艺规程的层次化结构

    3.2　工艺决策过程
　　整个工艺决策过程分为“正向离散”与“反向集中”两个阶段。“正向离散”过程就是将零件分解成各特征要素的阶段，通过扫描零件的特征信息库，判别特征类型，读取特征参数，并与工艺规则进行匹配并优化，确定各特征的加工方法链(即加工基元)。“反向集中”实质是各加工基元ME归并而形成工步、工序直至工艺过程的阶段。在各特征加工方法确定后，根据先粗后精、先主后次、先面后孔等规则进行排序与归并，得到粗略的工艺过程；根据特征的加工方法，扫描机床的能力库，并根据车间信息、机床技术参数和零件的总体信息，合理选用机床；再根据机床的加工位和各特征的加工方法设计工步及进行必要的工步排序和归并；最后根据各工步的加工特征及工装设备和机床，加工特征之间的匹配关系，选择工艺装备。至此完成工艺过程卡的设计；再根据工步的加工情况确定合理的切削用量，利用切削用量和其它条件确定工时(若不需工序卡，可不进行此项工作)，图4表示了工艺设计决策过程和步骤。

图4　工艺设计过程

    4　系统结构

　　基于以上原理，用相对独立的资源描述工具和零件信息描述工具对制造企业的制造资源和零件信息进行描述。描述工具具有一般性，可应用于不同的制造企业。系统进行工艺决策时，从资源数据库和零件信息库读取资源信息和零件信息，并按有关决策规则进行工艺决策，使决策数据与决策机制相分离，系统具有良好的模块化结构(见图5)。

图5　系统控制结构图