数控纵切机床智能CAPP系统与工艺决策

0 前言

　　智能CAPP是人工智能和CAPP相结合，使其在一定程度上具有工艺工程师的智慧和思维方式，具备处理不确定性和多义性的能力，已成为制造业关注的热点之一。目前已有许多智能CAPP方法的研究，并针对特定制造环境、特定加工零件和特定工艺，开发出了一些智能化CAPP系统，如基于多智能代理技术的船体装配CAPP系统、基于混合智能的电火花成型加工CAPP系统、基于专家系统的轴类零件CAPP系统”等，提高了工艺设计效率，减小了工艺设计周期，对提高制造业竞争力起到了极大的促进作用。

　　数控纵切自动车床可对冷拉棒料及磨光棒料进行连续上、下料的自动循环加工，完成轴承类零件的车外圆、钻、镗孔、车螺纹、割槽、切断等工序，已在工程实际中广泛应用。该类机床属于简易数控机床，采用FANUC—Oit或siemens-802c，但其加工参数计算复杂，工艺编制周期较长，给加工生产带来r极大不便。本文针对该类机床的加工零件特点及工艺要求，开发出一套数控纵切自动车床智能化CAPP系统，以提高工艺设汁质量和缩短工艺设计周期，减少技术人员计算的复杂度和工作量，具有很好的经济性和实用性。

1 数控纵切机床加工智能CAPP系统结构

　　在数控纵切机床加工的零件中，由于用户要求不同，会出现各种不同类型和特点的零件。在设计其CAPP系统的过程当中，要考虑系统处理复杂特征和不确定性的能力，使其具有一定的智能。所以，系统中将一般加工准则和工艺师经验与方法，如刀具选择、加工方式选择、定位装夹方式、工序安排、加工余量选择等知识，采用渭词逻辑表示法或产生式表示法表示出来，并以知识库的方式进行存储。

　　在CAPP系统运行过程中，将待加工零件特征与知识库中存储的相关特征信息进行对比分析，然后确定其工艺方法和工艺参数的选取。对于知识库的存储方式，采用Micmsm Access数据库进行存储。将所获取的知识用知识表示方法表示出来，形式化之后，经过编码进行存储，以此来实现工艺参数和工艺方法的自动选取。所建立的数控纵切机床智能CAPP系统模型如图1所示。

图1数控纵切机床智能cAPP系统模型结构 

　　其工作原理：用户输入零件图形之后，由CAPP系统模型接收输入，并通过特征提取算法，分析提取特征信息，将用户输入的零件图形转化为CAPP系统模型可以接受的标准化信息，传输至CAPP工艺推理模块，CAPP工艺推理模块在对数据进行分析之后，结合专家库和数据库的知识，进行知识推理．给出工艺处理结果，包括加工方法、加工工序、加工工具和加工余量等。最后将结果输出。同时，若发现有知识库不具备的新知识和新工艺时，还具有学习功能：可以看出，CAPP系统模型实现的核心是CAPP知识库和工艺推理模块的实现，包括知识的表示和知识的推理两部分。

2 CAPP中工艺知识的表示

　　CAPP知识的表达方法较多，可针对机床和零件特征选取。所开发系统的知识主要来源是工艺工程师的经验和已有的丁艺准则，按知识表示方式编码并存放人CAPP专家知识库当中。知识主要采用产生式规则来表示，其优点有：可对单条产生式规则进行增添、删除或修改，而不用考虑它与其它规则的关系；采用单一的知识表示形式易于被其它人所理解和接受；表示形式与人们求解问题时的思维形式非常相似。对于工艺专家知识库中知识的表示，一部分是事实的表示，另一部分是规则的表示。

　　2.1 事实的表示

　　事实可以看作是一个语言变量的值。纵切机床所加工的零件，其结构是确定的，属于确定性知识，可以用一个三元维(对象，属性，值)或(关系，对象1，对象2)来表示。如对于事实：加工步是外圆柱面，材料为黄铜，粗糙度Ra3.2。

　　在知识库当中，可表示为：(加工步类型外圆柱面)；(加工步材料黄铜)；(加工步粗糙度Ra3.2)。