CAPP在机械制造业中的应用
58 ·制造技术 · 纺织机械 2010年第 2期
CAPP在机械 制造业 中的应用
周 晓虹
(上海二纺机股份有限公司 200434)
摘 要 主要介绍基于 PDM 环境下 CAPP系统的结构、主要功能、特点和应用成果等。
关键词 PDM CAPP 工艺 BOM 数据管理
1 引言
计算 机 辅 助 工艺 过 程设 计 (Computer Aided
Process Planning)即 CAr P，通常指机械产品零件制
造工艺过程的计算机辅助设计与文档编制。它是连
接产品设计与产品制造的桥梁 ，是将企业产品设计
数据转换为产品制造数据的一种技术 ，是制造系统
的重 要环节 。
CAPP在现代制造业 中，具有重要的理论意义
和广泛迫切的实际需求 。因为 CAPP系统 的应用 ，
不仅可以提高工艺规程设计效率 和设计质量 ，缩短
技术准备周期 ，为广大工艺人员从繁琐、重复的劳动
中解放出来提供 了一条切实可行 的途径 ，而且可以
保证工艺设计的一致性 、规范化，有利于推进工艺的
标准化。更重要 的是工艺 BOM(Bil1 of Material，物
料清单)数据是指导企业物资采购、生产计划调度 、
组织生产、资源平衡 以及成本核算等 的重要依据 ，
CAPP系统的应用将为企业数据信息的集成打下坚
实的基础。
2 一CAPP简介
图 1 EJ—CAPP系统结构 、
EJ—CAPP系统是 由我公 司 自行 开发的基于
PDM(Products Data Management，产品数据管理)环
境下的面向并行工程的集成化 CAPP。该系统提供
了工艺人员一个在线的、集成的并行工作环境 ，能进
行工艺的设计与管理工作。
EJ—CAPP系统 主要包括工艺数据录入模块 、
工艺数据管理模块、技术文档管理模块及各类查 询
报表等。EJ—CAPP系统的结构如图 1所示。
EJ—CAPP系统具有文件、导向、工艺信息、工
艺表 、材料定额、校核、查询、报表和帮助九个功能模
块 。
2．1 工 艺数据 录入
2．1．1 材料 定 额
系统提供对加工零件 的材料进行配置 ，从而产
生零件加工的材料定额卡。材料定额卡信息包括材
料规格 、数量 、加工尺寸和材料定额等。材料定额录
入的操作界面如图 2所示。
图 2 材料定额录入
材料定额卡能适应多品种规格的材料配置 ，并
自动计算材料定额。
2．1．2 工 艺 路 线
系统提供对零件的工艺路线进行划分，从而产
生工艺过程的总体布局。工艺路线录入的操作界面
如图 3所示。
工艺路线的拟定确定了零件加工所要经过 的有
关部 门和工序的先后顺序。
2．1．3 工艺加 工文件
系统提供常用工艺加工过程的文件录入、修改、
纺 织机械 20lO年 第 2期 ·制造技术 · 59
图 3 工艺路线录入
查询和打印输出功能。主要包括机械加工工艺过程
卡、工具明细表(外购 、标准)、工装明细表 (专用工艺
装备、组合夹具)、加工设备以及加工定额等 ，实现工
艺文件的电子化和信息化管理 。工艺加工过程卡分
主表头与副表头二部分 。主表头的数据 由 PDM 系
统提供 ，CAPP系统 自动获取 ，副表头的数据 由工艺
人员根据工艺路线的划分按要求逐项录入 。副表头
录入的操作界面如图 4所示。
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图 4 工艺加工过程卡副表头录入
在工艺文件设计完成后 ，将所有的工艺数据入
库 ，便可进行设备清单、工具清单 、工装清单以及加
工定额清单等的汇总。
2．2 工艺数据管理
2．2．1 基础 数 据
系统对工艺加工过程 中所需 的零件材料属性、
工作中心、机床设备、工艺装备(包括专用工装、标准
刀量辅具 )、工缴和部门划分等基础数据进行集 中管
理和维护，使之最大限度地实现资源共享。
2．2．2 工作 流程
工作流程 由 PDM 系统建立 ，它维 护并 记载工
作流程中产生的数据 ，向相关人员提供信息 ，保障工
作的顺利进行。工作流程如图 5所示。
图 5 工作 流程
在临时库中，当工艺设计人员完成设计工作时 ，
系统提交相关的文档 ，供校对人员在线校对 ，校对通
过后 ，经审核人员在线发放 ，将文档发放提交到正式
库中。正式库 中的数据是生产 中可用数 据 ，不可修
改 。在设计过程 中，每一零件的工艺过程卡经发放
后 ，形成一个版本 ，如果要在该版本上进行修改 ，系
统 自动在临时库 中建立该版本 的副本 ，只有在临时
库中的副本才能被修 改，修 改完成后经发放形成一
个新版本 ，代替正式库中的原版本。PDM 系统记录
了版本更改的有关信息，如果需要可追溯恢复原版
本的信息。鉴于以前版本 的利用率不是很大 ，又 占
用着大量的储存空间，目前 系统 只保 留最近的三个
版本 。
2．2．3 权 限 设 置
权限设置 由 PDM 系统建立。当某个用户进入
系统后 ，PDM 系统 自动完成对用户 的识别、对用户
存取数据的权 限确认等。用于保证信息 的完整性、
安全性及正确性 ，防止合法用户有意或无意 的越权
访问，更能防止非法用户 的入侵。
2．3 技术文档管理
系统提供对技术文档的录入和维护。对工艺设
计过程中的所有技术文档进行管理 ，包括工艺简图、
零件展开图以及工装 图(含三维图、装配图、零件图)
等。系统采用对象连接与嵌入 (OLE)技术 ，能浏览
各种类型的图档、office文档和图片文件等 。技术文
档录入的操作界面如图 6所示 。
图 6 技术文档录入
图 7 产 品组合件 明细表
2．4 查询报表
系统提供了各种数据的查询功能及报表生成功
能。包括设计 BOM 数据及工艺 BOM 数据 ，供工艺
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人员及相关管理部门及时了解各类信息。产品组合 持 CAPP的后续发展。
表
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4 实施效果 面如图 所示；产品工装汇总表的界面如图 所示。 。 一 ～ 、
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图 8 工艺过程卡报表
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图 9 工装汇总表
3 系统特点
3．1 采用 Client／Server体系结构的应用平 台，有效
地利用计算机网络资源 ，支持并行设计 ，支持分布式
的数据管理。可同时打开和编辑多个不 同零件的工
艺设 计 。
3．2 采用网络与数据库技术 ，集成地管理相关信息
和过程 ，共享系统数据。能 自动获取产品设计 方面
的信息，供工艺过程卡用。
3．3 极强的查询功能。系统提供 了分类查询、组
合查询和模糊查询三种手段 ，使用户在庞大的信息
库中，快速准确地找到所需资料。
3．4 采用 面 向对象 技术、对象 连接 与嵌 人技 术
(OLE)，集 成 常 用 绘 图软 件 (如 AutoCAD、UG、
Solidworks等)及字处理软件 ( ice)，增强系统功
能 ，方便用户使用。
3．5 操作简便易用 ，用户界面友好 ，实用性强。图
表格式与用户需求一致，屏幕显示格式与打印格式
一 致 ，实现所见即所得 。
3．6 运行、存取速度快。在存储容量上 ，能进行大
到十几兆信息的图形、文本存储。
3．7 完备的版本控制 ，支持工艺文件的 自动升级 ，
同时提供版本恢复的功能。
3．8 提供二次开发接 口，满足公司深层次需求，支
4．1 可以使工艺人员方便 、快捷地检索查询所需的
资料 ，编制新的产品工艺及进行工艺文件的修改 ，并
快速、高质量地打印出产品工艺过程卡 ，从而大大减
少工艺人员的重复性劳动，提高工艺人员 的工作效
率 ，缩短产品的工艺编制周期。最大限度地避免 了
人为造成的各种错误 ，保证产品相关数据的一致性 。
4．2 提高了工艺设计的规范化 ，提高了工艺设计质
量，有利于推广先进 的工艺技术 ，从 而提高产品质
量 。
4．3 随着产品工艺文件不断进人 CAPP系统 ，在编
制一个新的工艺文件时，结合典型工艺和借用复制
老工艺文件及相关工艺资源 ，能迅速形成一份新的
工艺文件 。
4．4 由于支持常用绘图软件及办公软件 ，因此工艺
过程卡中所涉及的工艺简图、工装图，零件展开图及
各类工艺规程等都能及 时入库，供各类相关人员方
便查阅。电子化 的查询方式，避免了需借阅资料且
不能共享 的弊端，使查询变得更安全、快捷。
4．5 为管理部门及时提供有效的工艺 BOM 数据 ，
能对工艺文件进行 自动统计汇总、自动生成各种报
表。例如 ，带工艺路线 的产品单级 (多级)BOM 表 ；
零件材料消耗卡；产 品工装汇总表 ；产品加工定额
(工缴)汇总表等。
4．6 利用产品设计与工艺信息的共享与集成 ，从工
艺部 门向生产部门传递数据 ，指导企业物资采购、生
产计划调度、组织生产 ；从工艺部门向财务部 门传递
数据，使之成为成本核算的重要依据。
5 结束语
EJ—CAPP系统提供 了一个集成化 、网络化 的
工艺设计与管理环境。它不仅仅是完成 了工艺文件
的编写 ，提高 了工艺设计效率 ，缩短 了产 品生产周
期 ，同时积累了大量的工艺基础数据 ，提高了企业信
息化应用水平 ，更重要的是为企业推广先进的工艺
技术打下了扎实的基础。EJ—CAPP系统的成功实
施与应用 ，使二纺机工艺部门的企业信息化推向了
一 个新的高度。
参考文献
[1] 邵新宇 ，蔡力钢 ．现代 CAPP技术与应用 [M]．北 京 ：机
械工业 出版社 ，2004．
，
纺织机械 2010年第 2期 ·制造技 术· 61
零件 制造信息集成 的探 索
孙 慧敏 庞智 勤
(经纬纺织机械股份有限公司榆次分公 司 030601)
摘 要 提 出了基于 PDM 的 C删 CAM 集成 系统框 架，分析 了集成 系统关键技术、零件集
成信息描述工具建模。本文重点探讨 了面向特征对象的工艺建模、工艺设计专 家系统、 与
CAM 的集成、数据交换的接 口技术 ，介绍了零件集成信息描述工具模型及特点。
关键词 CAD／CAPP／CAM 集成 PDM 面向对象 信 息描述
1 前 言
工艺是设计和制造 的桥梁 ，工艺的数据是产 品
全生命周期中最重要 的数据之一 ，在企业的整个产
品开发及生产 中起着重要的作用 。零件设计信息与
工艺制造信息的数据交换 ，长期 以来 一直困扰着企
业信息的有效集成。对于 CAD系统而言 ，重要的是
输出零件的几何信息 ，而在工艺制造 (CAPP／C )
中，重要的是加工信息 ，零件信息要 以加工特征为单
元来标识 。由于几何特征与加工特征之间存在较大
区别 ，如何 实现设计 与制 造信 息交换 就成 为实 现
CAD／o P／CAM 集成 的关键。基 于三维 CAD 的
加工工艺设计系统 ，可 以提供基于三维 Q D的加工
工艺设计工具 ，可 以基于三维模型定义加工工艺特
征 ，自动获取加工特征信息 ，可以基于特征加工知识
进行辅助工艺决策 。
目前 ，已有许多性能优 良而 已商品化 的 CAD 、
CAPP、CAM 系统 ，这些独 立 的系统 分别在产 品设
计、工艺过程设计 和数控编程方面起到了重要 的作
用。但是 ，采用这些各 自独立的系统 ，不能实现系统
之间信息的有效传递和交换。企业要从整体上提高
效率 、改进技术 、优化管理 、降低成本 ，必须利用计算
机 网络将各种计算机辅助技术集成起来 ，构筑起企
业级的信息集成系统 ，而 PDM 技术正是实现 CAD／
CAPP／CAM 有效集成的一个平台。
2 基 于 PDM 的 CAn／CAPWCAM 集成 系统
／o 集成 ，要 求数控加工程序 的
生成是以 CAPP的工艺设计结果和 CAD 的零件信
息为依据 ，自动生成数控加工刀位文件 ，然后经过后
置处理 ，将刀 位文件 转换 成针 对不 同数控 系统 的
NC加工程序 J。
在 CAD系统零件设计过程 中，依据 CAPP系统
的要求进行特征定义 ，经过 CAPP前处理将 CAD 系
统基于特征模型表达的零件设计信息转化为 CAPP
系统基于加工特征描述 的工艺模型信息 ，通过工艺
设计专家 系统输 出零件 加工 工艺 和刀具 文件 ，由
CAPP后处理产生 刀具参数 和切 削参数 文件 ，再经
过 CAM 进行刀位轨迹规划，产生刀位文件 ，最后通
过 C 后置处理 ，生成针对具 体机床的数控加工
代码 ，其 中的数据管理交 由 PDM 系统。系统 体系
结构的功能模块如图 1所示。
框 架 图1 系统功能结构框图
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[2] 罗先海 ，夏榆滨 ，张力 ．PDM／CAPP一体 化开发 模式研
究 与实现 [J]．计算机与数字工程 ，20o5．33(9)：7～10．
[3] 孙延明，赖朝安．现代制造信息系统[M]．北京：机械工
业出版社 ，2005．
CAPP在机械制造业中的应用.pdf
