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随着信息化技术的迅速发展,各种计算机技术在制造业的各个方面得到了广泛应用,计算机集成制造系统(CIMS)正成为自动化领域内的前沿技术,它对于提高产品制造的自动化程度、改善产品质量、缩短生产周期具有极其重要的意义。随着制造业不断地向CIMS方向发展,CAD/CAPP/CAM的集成化要求是急需解决的问题。
CAPP是连接CAD和CAM之间的桥梁和纽带,是实现CAD/CAPP/CAM真正集成的关键。因此,如何实现CAPP与CAD、CAM三者之间的有效集成,已经成为CAD/CAPP/CAM集成技术发展过程中至关重要的关键问题之一。因此对集成化环境下的CAPP系统及其关键技术的研究,已成为目前国内外学术界和工业界研究的热点问题之一。
如何能够实现CAPP与CAD之间的信息集成与共享,是集成环境下CAPP系统首先要解决的问题,也是CAD/CAPP集成系统的关键问题。本文在对三维CAD/CAPP集成系统的构成及其关键技术进行分析的基础上,着重研究适合于三维CAD/CAPP的信息集成技术,即集成化CAPP零件信息的特征描述及建模技术。
本课题选取Pro/ENGINEER为开发平台,在Visual Studio2005开发环境下,运用其二次开发工具Pro/Toolkit及动态链接库(DLL)方式来开发Pro/E环境下的三维CAPP系统,研究如何从CAD系统中提取CAPP系统所需要的零件信息,基本实现了在Pro/E平台下三维CAD/CAPP系统的无缝集成,可以为后续环节CAM提供必要的数据和进行系统集成的接口。
本文使用VC++.NET的MFC类库开发应用程序的用户界面,提出了Pro/E环境下的三维CAPP系统的总体框架及各功能模块构建的详细设计方案,实现了相关过程的自动处理,并对三维CAD/CAPP集成系统实现的几大关键技术进行了研究。研究的主要内容有:
(1)以产品特征模型为基础,采用了基于特征的零件信息描述方法,研究了基于特征模型的特征识别;
(2)研究了利用VC++.NET对Pro/E进行二次开发关键技术的方法,利用Pro/Toolkit函数提取Pro/E平台下特征树中的特征信息,并将提取的信息存入SQL Server2000数据库中,以供CAPP系统调用。
(3)重点研究了三维CAD/CAPP集成系统实现的几大关键技术:三维零件信息的获取技术;基于特征的加工方法选择技术;基于三维模型的参数化程序设计技术;工艺信息的自动填写技术;基于Pro/Toolkit的CAPP工序图生成技术;工艺数据库的研究与实现技术。
(4)利用Pro/Toolkit参数对象的方法实现零件管理信息和工艺信息的自动读取并填入工艺卡片中,实现了工序三维模型对应的工序简图的自动生成。
通过以上的研究和开发,本文对CAD系统与CAPP系统之间的信息集成进行了有效的探索和实践,较好地实现了三维CAD/CAPP系统的集成,为CAPP/CAM之间的集成提供了一个良好的平台。本文的部分研究内容已在“塑料”等多篇中文核心期刊上发表。