制造资源构造工具建模

yaxia003

制造资源是指对特定的工厂中的设备、材料、人员或产品生命周期所涉及的硬件和软件的总和。产品开发过程涉及两类重要信息，一类是开发活动作为输入输出信息，另一类是支持和控制信息，最重要的是制造系统资源。制造资源管理的传统方法用数据库构造，但它不能适应柔性工艺设计的需求。制造资源管理系统作为CAPP系统、车间管理系统的重要组成部分之一，其建模方法的研究也就成为实现制造资源构造工具的关键。
制造资源与工艺设计之间存在内在的约束关系，本文提出了一种面向工艺设计的制造资源构造工具的建模方法。
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面向工艺设计的制造资源工具模型
+ g* x* {' ~) o- Y8 c8 T5 k, K" m1 L本文制造资源工具是采用面向工艺设计的思想构造的。建立的制造资源工具模型将工艺知识库与设备数据库分别建模(图1)。在工艺知识库中包含与资源相关的工艺知识，如加工能力决策、加工方法选择、加工余量、刀具选择、切削参数选择等工艺知识。设备数据库中包含资源的具体参数信息，如机床数据、刀具数据等。工艺知识库与设备数据库之间的联系体现在CAPP系统的加工方法选择流程中，首先从工艺知识库中获得有关机床、刀具等设备类型和关键参数，如获得刀具的类型、直径和长度，在设备数据库中获得可用的某个具体设备型号和具体参数。因此，工艺设计中特征的可加工性从两个方面保证，即工艺知识的完备性和具体设备的可用性。工艺设计的柔性体现在特征与加工方法、加工方法与刀具和设备类型与具体设备一对多的关系。
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图1 制造资源构造工具模型图

' x' V+ {1 y2 p! F/ z/ d图2 工艺语言库原理图及实例
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图3 制造资源库面向对象的操作方法结构图
面向对象的操作方法
6 Z; X! U- h& T. W采用面向对象的方法操作制造资源构造工具的过程(图3)为：在CAPP系统中生成工艺路线的过程中，在获得了零件的特征信息后，首先在工艺决策知识库中获取可加工这个特征的机床类型，通过查询设备数据库中的机床数据，获取可加工这个特征的机床的具体参数信息；若特征可加工，下一步进行加工方法选择，通过具体机床类型下的加工方法选择和加工余量知识推理，获得这个特征的加工方法，即工步信息；通过切削刀具知识推理获得刀具类型和基本尺寸，查询刀具参数，获得刀具的ID号和详细尺寸参数；在具备了刀具信息后，通过切削参数工艺知识推理获得这个刀具的切削参数。至此，就获得这个零件的详细工艺信息。
用面向对象的方法封装相应的数据库操作，采取了在面向对象程序设计语言中嵌入知识库、数据库操作的建模方法。
3 实例验证
本文中的制造资源构造工具用于国家CIMS典型应用工程——山西经纬纺织机械厂二期CIMS工程的经纬工艺知识库数据库系统的开发。此系统现已投入使用，利用这个工具建立了十个库，系统采用Visual FoxPro5.0实现。
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