CAPP的发展趋势

    随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅猛发展，计算机集成制造系统CIMS（ComputerIntegrated Manufacturing Systems）成了机械制造业的主要发展趋势。而在CIMS 中，CAPP 成为连接CAD/CAM 集成的关键和纽带。由于企业生产管理和计划调度等部门也必须依赖CAPP 系统的输出信息，所以CAPP 成为企业各部门产品信息的交汇点，它的研究和发展在国内外也受到越来越多的关注。CAPP（Computer Aided Process Planning）是计算机辅助工艺设计的简称，是根据产品设计所给出的信息进行产品的加工方法和制造过程的设计。一般认为，CAPP 系统的功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工时定额计算等。其中工序设计又可包含装夹设备选择或设计、加工余量分配、切削用量选择以及机床、刀具和夹具的选择、必要的工序图生成等。CAPP 之所以得到各方面的重视，一方面是随着科学技术的发展和社会进步，逐渐暴露出手工设计工艺规程的诸多缺点，而计算机由于本身具有的优越条件，成为克服这些缺点的有效手段。其次，它是随着计算机的出现和应用及科学技术和工程技术发生了革命性的变革的新形式下应运而生的产物，是改善多品种小批量生产状况的有效途径。

    1 CAPP的国内外发展历程

    CAPP是在20世纪60年代后期出现的一个新的技术领域。第一个CAPP系统是挪威在1969年推出的AUTOPROS系统，它是根据成组技术原理，利用零件的相似性去检索和修改标准工艺来制定相应的零件规程，1973年正式推出商品化AUTOPROS系统。美国是20世纪60年代末70年代初开始研究CAPP的，并于1976年由CAM-I公司推出颇具有影响力的CAM-I’S Automated Process Planning系统，成为CAPP 发展史的里程碑。以上早期的CAPP软件采用的都是所谓的“标准工艺法”，即派生式（Variant）CAPP 系统,图1为派生式系统工作原理图。70 年代中期开始了创成式(Generative)系统的研究和开发，而且很快被认为是最有前途的方法，图2为创成式系统工作原理图。理想的创成式CAPP系统是通过决策逻辑效仿人的思维，在无需人工干预的情况下自动生成工艺。1977年Wysk首次提出了一个创成式CAPP系统—APPAS.可是经过多年的努力，这种理想的CAPP系统也未能达到真正意义上的创成式。因此有人提出了半创成式系统，即综合派生法和创成法，在多数情况下使用派生法，在没有典型工艺的情况下使用创成法生成工艺。这种半创成式系统目前被认为是最有前途的发展方向之一。

    图1 派生式系统工作原理

    图2 创成式系统工作原理

    我国对CAPP的研究始于20世纪80年代初，1982年上海同济大学正式推出了我国第一个CAPP系统—TOJICAP. 在此之后，国内掀起了研究CAPP的热潮。特别在“九五”期间随着机械设计“甩图板”工程和计算机辅助技术的应用，企业对CAPP的需求更加迫切。近几年来，我国市场上出现了几种有代表性的CAPP软件，包括武汉开发CAPP软件，上海思普SIPM/CAPP 软件系统和清华天河CAPP 软件系统等，这在一定程度上满足了国内企业的需求。CAPP 研究的发展历程如图3 所示。

    图3 CAPP研究的发展历程