计算机辅助工艺管理的研究及应用

    0 .前 言

    由于变化多端的市场需要，当前制造业面临着加速新产品开发的迫切任务。为此，必须改变老的企业管理模式，提高应变能力。最有效的途径之一是采用计算机辅助工艺管理。
    工艺管理是企业管理中的重要组成部分，涵盖和联系着企业各个部门，它包括对产品图纸进行工艺性分析与审查、拟定工艺方案、编制零组件分工目录、编制工艺规程和工艺装备的设计、制定材料消耗定额和工时定额等一系列工艺准备工作。工艺管理的质量直接影响到生产发展。因此，开展计算机辅助工艺管理，对提高工艺工作和企业管理的水平，促进企业技术进步有着很重要的意义。

    1. 计算机辅助工艺管理总体方案

    利用计算机技术进行企业的工艺管理具体做法是：先建立一套完整的高质量管理模块（见图1），再将所有的数据处理任务（如工艺设计、工艺文件的审定和管理、工装设计等）包括在内，通过局域网实现计算机集成化系统，系统结构如图2所示。

图1 工艺文件管理模块总体方案

    2. 工艺设计

    工艺规程的编制是工艺准备中一项非常重要和复杂的工作。传统的手工设计模式的质量完全取决于工艺人员的技术水平和工作经验，没有统一的设计标准，不同的人制定相同或相似零件的工艺设计方案也会有较大的差异。新零件工艺设计时，即使采用过去相似零件的工艺方案，也必须重新设计并无多大变动的“新”工艺。工艺人员长期从事着不必要的重复劳动，工作量大，而且延长了生产准备周期。利用计算机进行工艺设计，就可改变这一现状。

图2 计算机集成制造系统示意图

    计算机辅助工艺设计的做法是：先应用成组技术，把各种具有相似或相同特征的零件分类编码，采用统一的解决方案，并利用技术专家、老技术人员的技术和经验，对工艺进行优化设计，实现工艺标准化、规范化，再利用计算机进行数据处理，储入计算机中，为以后工艺设计提供样板模式。 
    工艺设计期间应尽量向CAPP（计算机辅助工艺规划）方式靠拢，以便条件成熟时易于移植到计算机中。在设计 CAPP系统时要考虑到开发和扩充问题，方便用户使用和维护，便于系统在生产实际中不断修正和完善，并在扩充时不至于改动系统的内核。

    3. 工艺装备设计

    工艺装备是保证贯彻执行工艺规程，提高和保证产品加工质量的重要手段。工装设计是工艺管理工作的重要组成部分，是生产技术准备中工作量最大，周期最长的阶段。传统的手工设计模式很难在较短时间内设计出质量稳定的工装，通过计算机才有可能设计出系列化、标准化程度比较高、质量稳定的工艺装备。

    3.1 工装设计模块 
    工艺设计中引用成组技术和标准化设计，工装设计就可以相应地实现一定的相似性和一致性，从而为计算机辅助工装设计创造有利条件，因此，要把具有相同功能和相似的工艺装备进行分类优化和标准化设计，并利用计算机为各种刀具、量具、夹具、模具及工装卡片等建立标准图形和数据模块（见图3）。
    实现工装设计模块，需要建立设计计算模块和标准图形模块。
    设计计算模块的计算流程如图4所示。采用FoxPro程序设计语言来设计计算一些复杂刀具，如插齿刀、滚齿刀和花键拉刀等，计算工作在整个设计过程需要相当长的时间，特别是变位刀具牵涉到变位系数的选择，手工计算是靠经验来进行，需要反复校验，以达到最佳设计效果。而利用计算机进行优化计算，只要输入零件参数、初值及计算精度，几分钟即可完成。大大提高了工作效率，解决了因手工计算而带来的周期长、效率低、准确性差的问题。

图3 计算机辅助工装设计模块示意图

图4 设计计......