计算机辅助工艺过程设计

CAPPCAPP：计算机辅助工艺过程设计（computer aided process planning）CAPP的开发、研制是从60年代末开始的，在制造自动化领域，CAPP的发展是最迟的部分。

世界上最早研究CAPP的国家是挪威，始于1969年，并于1969年正式推出世界上第一个CAPP系统AUTOPROS；1973年正式推出商品化的AUTOPROS系统。

在CAPP发展史上具有里程碑意义的是CAM-I于1976年推出的CAM-I’S Automated Process Planning系统。

取其字首的第一个字母，称为CAPP系统。

目前对CAPP这个缩写法虽然还有不同的解释，但把CAPP称为计算机辅助工艺过程设计已经成为公认的释义。

CAPP（computer aided process planning,计算机辅助工艺过程设计）的作用是利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。

它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。

计算机辅助工艺过程设计也常被译为计算机辅助工艺规划。

国际生产工程研究会（CIRP）提出了计算机辅助规划(CAP-computer aided planning)、计算机自动工艺过程设计(CAPP-computer automated process planning)等名称，CAPP一词强调了工艺过程自动设计。

实际上国外常用的一些，如制造规划(manufacturing planning)、材料处理(material processing)、工艺工程(process engineering)以及加工路线安排(machine routing)等在很大程度上都是指工艺过程设计。

计算机辅助工艺规划属于工程分析与设计范畴，是重要的生产准备工作之一。

由于计算机集成制造系统(CIMS-computer integrated manufacturing system)的出现，计算机辅助工艺规划上与计算机辅助设计(CAD-computer aided design)相接，下与计算机辅助制造（CAM-computer aided manufacturing）相连，是连接设计与制造之间的桥梁，设计信息只能通过工艺设计才能生成制造信息，设计只能通过工艺设计才能与制造实现功能和信息的集成。

CAPP基础知识及发展综述n 前言计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning，简称CAPP）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。

借助于CAPP系统，可以解决手工工艺设计效率低、一致性差、质量不稳定、不易达到优化等问题。

智能化的CAPP系统可以继承和学习工艺专家的经验和知识，用于指导工艺设计，在一定程度上可以弥补技术熟练、具有丰富生产经验的工艺专家普遍存在不足的缺憾。

所以CAPP自诞生以来，一直受到工业界和学术界的广泛重视，CIRP、ASME等的重要学术会议均把CAPP研究作为重要的议题。

CAPP是将产品设计信息转换为各种加工制造、管理信息的关键环节，是连接CAD、CAM的桥梁，是制造业企业信息化建设的信息中枢，是支撑CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的核心单元技术，作用和意义重大。

n 国内外CAPP研究综述与分析CAPP系统的研究和发展经历了较为漫长曲折的过程。

自从1965年Niebel首次提出CAPP思想，迄今30多年，CAPP领域的研究得到了极大的发展，期间经历了检索式、派生式、创成式、混合式、专家系统、开发工具等不同的发展阶段，并涌现了一大批CAPP原型系统和商品化的CAPP系统。

早期的CAPP系统为检索式（Retrieval）系统。

它事先将设计好的零件加工工艺规程存储在计算机中，在编制零件工艺规程时，根据零件图号或名称等检索出存有的工艺规程，获得工艺设计内容。

这类CAPP系统自动决策能力差，但最易建立，简单实用，对于现行工艺规程比较稳定的企业比较实用。

检索式CAPP系统主要用于已经标准化的工艺过程设计。

随着成组技术（GT）的推广应用，变异式或派生式CAPP（Variant CAPP）系统得到了开发和应用。

派生式CAPP系统以成组技术为基础，按零件结构和工艺的相似性，将零件划分为零件族，并给每一族的零件制定优化的加工方案和典型工艺过程。

第九章计算机辅助工艺设计第九章计算机辅助工艺设计9.1 概述计算机辅助工艺规程设计是随着计算机科学与技术的发展在20世纪60年代兴起的一种工艺规程设计技术。

CAPP系统研究开发始终是以克服传统工艺设计缺点和推进工艺设计自动化为主要目标的, 目前正向设计与制造继承和智能化方向发展。

在工业界推广应用CAPP系统产生了良好的社会和经济效益, 特别是20世纪80年代以来, 随着CIMS日益受到人们的重视, CAPP系统作为CAD/CAM集成的关键性中间环节, CAPP系统研究成为当今各国的研究的重要内容之一。

9.1.1 计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning, CAPP)指在工艺人员借助于计算机,根据产品设计阶段给出的信息和产品制造工艺要求, 交互地或自动地确定产品加工方法和方案,如加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。

如图所示CAPP系统功能模型。

9.1.2工艺设计自动化的意义1.工艺规程设计的任务工艺规程设计是工厂工艺部门的一项经常性的技术工作, 是连接产品设计和产品制造的桥梁。

以文件形式确定下来的工艺规程是后续工艺装备制造和零件加工的主要依据, 它对组织生产、保证产品质量、提高生产率、降低成本、缩短生产周期、改善劳动条件都有着直接的影响, 是生产中的关键性工作。

工艺规程设计的主要任务是为被加工零件选择合理的加工方法、加工顺序、工夹量具、以及切削用量的计算等, 使能按设计要求生产出合格的成品零件。

2.传统的工艺规程设计方法长期以来, 传统的工艺规程设计一直是由工艺人员根据他们多年从事工厂生产活动而积累卡的经验, 以手工方式进行的。

包括查阅资料和手册, 进行工艺计算, 绘制工序图, 填写工艺卡片和表格文件等。

其中花费在书写工艺文件上的时间占30%, 工艺规程的设计质量完全取决于工艺人员的技术水平和经验。

由于工艺规程设计处于产品设计和制造之间的中间环节, 传统的工艺设计方法要求工艺设计人员具有丰富的生产经验, 不仅要熟悉产品设计方面的信息, 还要了解有关制造方面的指示。

计算机辅助工艺设计引言计算机辅助工艺设计（Computer-Aided Process Design, CAPD）是一个综合利用计算机技术来辅助工艺设计的领域。

它结合了计算机科学和工艺工程的知识，利用计算机模拟和优化算法，可以提高工艺设计的效率和质量。

本文将介绍计算机辅助工艺设计的基本概念、应用领域和优势，并探讨一些常用的CAPD软件工具。

基本概念1. 工艺设计工艺设计是指在产品设计的基础上，确定实现产品生产所必需的材料、工艺过程和设备配置等内容的过程。

工艺设计直接影响到产品的质量、成本和生产效率。

2. 计算机辅助工艺设计计算机辅助工艺设计是利用计算机科学和工艺工程的方法和工具来辅助完成工艺设计任务的过程。

它可以通过建立数学模型、仿真和优化算法等，提供更有效的工艺设计解决方案。

3. CAPD软件工具CAPD软件工具是支持计算机辅助工艺设计的软件系统。

这些工具通常包括工艺模拟、优化算法、工艺数据管理等功能模块，可以帮助工程师实现全面的工艺设计和分析。

应用领域CAPD在很多工业领域都有应用，下面介绍几个常见的应用领域。

1. 化工工艺设计化工工艺设计是CAPD的典型应用领域之一。

通过使用CAPD软件工具，工程师可以对化学过程进行模拟和优化，提高生产效率，降低能耗和排放。

2. 制造工艺设计制造工艺设计也是CAPD的重要应用之一。

通过CAPD软件工具，工程师可以对生产线进行模拟和优化，设计出更合理的工艺流程，提高生产效率和产品质量。

3. 电子电路设计在电子电路设计领域，CAPD可以帮助工程师进行电路布局设计和信号传输优化。

通过CAPD软件工具，工程师可以快速验证电路设计方案的可行性和性能。

优势与挑战1. 优势计算机辅助工艺设计具有以下几个明显的优势：•提高设计效率：CAPD软件工具可以自动化完成一些繁琐的设计任务，提高设计效率。

•提高设计质量：CAPD可以通过模拟和优化算法，提供更优的设计方案，提高设计质量。

计算机辅助工艺过程设计CAPP计算机辅助工艺过程设计(CAPP)是一种利用计算机技术辅助进行工艺过程设计的方法。

通过CAPP，可以更加高效地完成工艺过程的设计和优化，提高产品质量和生产效率。

本文将介绍CAPP的原理、应用和优势。

1. CAPP的原理CAPP的原理是基于计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助设计(CAD)技术，通过将产品的几何形状和特征信息转化为工艺信息，自动生成相应的工艺规程和工艺文件。

CAPP利用计算机的存储、计算和显示功能，将工艺过程中的各个环节进行自动化处理，提高了工艺过程的设计效率和准确性。

2. CAPP的应用CAPP广泛应用于制造业中的工艺过程设计，特别是在复杂产品的生产中起到了重要的作用。

以下是几个常见的CAPP应用领域：2.1 机械制造在机械制造业中，CAPP可以帮助制定工艺流程、选择适当的机床和刀具、配置材料等。

通过CAPP分析，可以优化整个工艺过程，减少生产时间和成本，并提高产品质量。

2.2 电子制造CAPP在电子制造业中的应用主要是帮助制定印制电路板(PCB)的工艺流程和焊接工艺。

CAPP可以自动生成PCB的工艺规程，根据不同的焊接要求，选择适当的焊接方式和焊接材料。

2.3 汽车制造在汽车制造业中，CAPP可以帮助制定汽车零部件的工艺流程和装配工艺。

通过CAPP分析，可以优化汽车装配过程，减少生产周期和人力投入，并提高汽车的质量和可靠性。

3. CAPP的优势相比传统的工艺过程设计方法，CAPP具有以下几个优势：3.1 提高工艺设计效率CAPP利用计算机技术自动生成工艺规程和工艺文件，大大减少了人工设计的时间和精力。

只需要输入产品的几何形状和特征信息，CAPP就可以自动完成工艺过程的设计，极大地提高了工艺设计的效率。

3.2 提高工艺设计的准确性传统的工艺设计往往依赖人工经验和主观判断，存在很大的随意性和不确定性。

而CAPP利用计算机的计算和分析能力，能够更加客观和准确地进行工艺过程的设计和优化，降低了设计错误的风险。

CAD、CAE、CAPP是什么意识
CAD（Computer Aided Design）计算机辅助设计
是制造业企业产品设计时非常重要的工具，运用大量的、非常复杂的数学模型进行计算，大大减轻了手工绘图的设计模式时代的工作量，极大地提高了设计效率。

CAE（Computer Aided Engineering）是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。

其基本思想是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量（应力、位移、压力和温度等）问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。

此时求解的基本方程将是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组，得到的是近似的数值解，求解的近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。

CAPP的英文全称为Computer Aided Process Planning，中文翻译为计算机辅助工艺过程设计。

CAPP是一种将企业产品设计数据转换为产品制造数据的技
术，通过这种计算机技术辅助工艺设计人员完成从毛坯到成品的设计。

CAPP系统的应用将为企业数据信息的集成打下坚实的基础。

CAM是计算机辅助制造Computer-aided manufacturing。

计算机辅助工艺规划引言计算机辅助工艺规划（Computer-Aided Process Planning，CAPP）是指利用计算机和相应的软件工具，对产品的设计要求进行分析和处理，确定产品的生产过程，并生成相应的生产工艺信息。

CAPP的目标是实现生产过程的自动化和智能化，提高生产效率并降低生产成本。

本文将介绍CAPP的基本概念、主要方法和应用领域，以及实施CAPP的基本步骤和关键技术。

一、CAPP的基本概念CAPP是在CAD（计算机辅助设计）和CAM（计算机辅助制造）技术基础上发展起来的，是实现数字化工厂的关键环节之一。

CAPP的基本概念包括：1.过程规划：确定产品生产的过程和工艺，包括工序划分、工艺路线确定、工具及设备选择等。

2.工艺信息：将过程规划的结果以标准化的形式记录下来，便于后续的生产操作和管理。

3.自动化：利用计算机和软件工具完成工艺规划的过程，减少人工干预，提高工艺规划的效率和准确性。

4.智能化：基于人工智能和专家系统技术，对工艺规划过程进行优化和决策支持，提高工艺规划的智能化水平。

二、CAPP的主要方法CAPP的方法和技术涵盖了多个领域，包括工艺规划、数据库管理、人工智能等。

下面介绍几种常用的CAPP方法：1.特征识别法：根据产品的设计特征进行工艺规划，例如识别产品的几何形状、尺寸、材料等特征，并通过匹配工艺数据库中的相应工艺信息进行规划。

2.规则推理法：基于专家系统技术，建立规则库和知识库，根据产品的特征和规则进行推理和决策，生成相应的工艺规划方案。

3.模板法：根据产品的零件库和工艺库，通过匹配相应的零件和工艺模板，从而生成工艺规划方案。

4.案例推理法：基于案例库和相似度比较，利用已有的工艺案例对新产品进行类推和匹配，生成相应的工艺规划方案。

5.优化算法：基于约束优化算法和模拟退火算法等，对工艺规划过程进行全局优化，以达到最优的工艺规划结果。

三、CAPP的应用领域CAPP广泛应用于各个制造行业，包括机械制造、航空航天、汽车制造等。