面向某派生式CAPP的工艺过程卡的研究

1 工艺过程卡片的重要性及生成方法

工艺设计是机械制造过程中技术准备的一项重要内容，是产品设计与制造的纽带，工艺设计所生成的加工工艺路线是指导生产过程的重要文件和制定生产计划与调度的重要依据。随着机械制造技术的发展，计算机辅助工艺设计越来越受到人们的重视。CAPP在企业中推广应用程度，取决于企业对工艺过程卡的应用、管理，只有对工艺过程卡的有效管理.才能缩短工艺设计周期，减少工艺设计费用，使工艺设计规范化和标准化。目前有以下几种方法生成工艺过程卡:

(1)以通用办公软件Word ,Excel为平台。这种方法是先画出诸如机加工、热处理、锻造、装配等工艺过程卡片，以填表格的形式进行工艺设计。虽然该方法解决了工艺文件电子化的问题，但工艺文件以文本文件的形式存在，无法对工艺文件里的数据进行有效的利用、管理。

(2)基于AutoCAD平台。该类CAPP系统所生成的工艺文件是由程序设计生成的，工艺文件的填写无法实现所见即所得.工艺文件以DWG的格式存储.工艺文件和工艺数据相分离，难以管理。与第一种方法相比，其优点是实用性较好，绘图功能强。

(3)基于数据库平台。工艺数据存储在数据库中，工艺数据能得到有效地使用和管理，该方法在工艺设计及工艺卡片的研究中得到了广泛的应用。

2 HXCAPP工艺过程卡的实现

2.1 HXCAPP系统的总体结构

结合某厂的要求及实际情况，我们开发了 HXCAPP(HX为某厂的简称)，它是一个基于数据库管理的CAPP集成平台，结合人机交互式、检索式、派生式工艺设计的思想，实现计算机辅助工艺设计的派生式LAPP系统。该系统利用数据库技术建立了以工艺资源库为主的各种数据库，通过对工艺资源的统一管理和共享，以及与其它应用系统(如MIS,ERP,PPS等)的集成，有效地提高了工艺设计的水平。图1为HXCAPP系统总体结构图。

图1 HXCAPP系统总体结构图

2.2工艺过程卡的生成及编制

HXCAPP系统应用时，工艺人员首先通过卜零件信息”模块界面(本文略)的提示逐步输人零件编码和零件相关信息;然后系统根据零件编码搜索零件族，搜索过程如图2所示。无论搜索结果如何，最终出现如图3所示的工艺过程卡片编辑界面。图3山表头、表尾、主表区三部分组成。表头显示零件信息，如产品型号、产品名称、零件图号、零件名称、零件编码等;表尾信息包括编制、校对、审核、日期;主表区显示机加工信息.如工序号、工序名称、工序内容、机床设备、刀具、夹具、量具等。以上内容所涉及到的数据库包括零件信息库、工艺信息库和工艺资源库。零件信息库存放的数据在表头部分和表尾部分显示;工艺信息库用来存放工艺设计过程中产生的全部工艺信息，即主表区所显示的信息;工艺资源库用来存储机床设备、刀具、夹具、量具等信息，供工艺人员编制工艺时调用。本系统中所有零件的零件信息、工艺信息全部存储在对应的零件信息库和工艺信息库中，不同零件的增加反映在数据库表中记录数的增加，不存在文件数量的增加。

图2 成组编码在HXCAPP系统中的应用模式

 
图3 工艺过程卡片编辑界面

工艺过程卡的编制即对图3的编辑。表头信息来自于“零件信息模块”，也可在图3中直接编辑;表尾信息除日期外，文本框中的数据是具有一定权限的人员登录系统时的用户名，该数据不可编辑;主表区的数据视上述搜索情况而定:(1)在搜索过程中若没有发现编码第一位(零件所属大类)相同时，表示该零件族中没有该类零件，检索不到典型工艺，则应采用交互式工艺设计编制该零件的工艺规程，此时工艺过程卡片窗口，只有零件基本信息而无工艺信息，即主表区空白。(2)新零件编码是一个已存在的零件编码，即是一个已存在的零件。(3)最普遍的情况，库中存在一个或多个新零件的相似编码，系统将这些相似编码存人到组合框中，设计人员可以通过选择组合框中的相似编码浏览其在主表区中显示的工艺规程是否与新零件的要求相近，从而确定该零件的工艺规程(单击“添加工艺”即可).对于上述一、三种两种情况，工艺人员必须在主表区单元格中填写或编辑工序名称、车间、工段、刀具等工艺资源数据，双击需编辑的单元格，系统打开对应的工艺资源选择窗口，从该窗口中双击所需的资源即可自动填人到主表区对应的单元格中，这样就避免了工艺人员手工输人文字以及查找工艺资源数据等繁琐的工作，提高了工艺设计的效率和工艺表述的标准化、一致性。单击“保存工艺”即完成了该工艺的编制。

2.3工艺过程卡片的管理

2.3.1 工艺过程卡片的权限管理

一套工艺文件的产生要经过编制、校对、审核等步骤后，即成为归海数据,每一个步骤都要由专门的人员来完成.且责任人都必须在工艺文件的相应栏中签字。在HXCAPP中，工艺人员只需单击相应的按钮来完成，如单击图3中的“审核”按钮，即完成了对本工艺的审核，此时图3中的“审核”栏内出现了审核人的姓名(登录系统时的用户名).窗口内的内容变为灰色，表示该工艺过程卡已不能被编辑，可准许发放。

为保证工艺文件的安全可靠性，本系统提供了一种角色和权限机制，不同的角色对工艺过程卡片的操作权限是不同的，即有些俑色不能进人该模块.或虽进人了该模块，但模块中某些信息不显示或虽然显示但不能修改。如只具有“编制“权限的用户，打开工艺过程卡片窗口后，无法进行“审核”操作。

2.3.2工艺过程卡片的版本管理

在一个产品的生命周期中，由于技术和设备的更新、客户需求、市场需求等因素的变化，往往要对归档数据更改而形成工艺卡片的新版本。在本系统中相关人员单击图3中的，’更改”按钮，系统询问是“转移”还是“升级”若选择“转移”，则说明该产品停止生产，将该工艺文件作为历史资料存储;若选择“升级”，则需要填写更改通知单，产生升级版的工艺过程卡片，对该工艺卡片进行校对、审核后才能发放使用。更改通知单记录了更改人、更改日期、更改标记、工艺版本等信息，通过更改通知单将更改结果通知企业的相关部门，确保各部门工艺文件的一致性。

2.4工艺过程卡片的查询

查询是管理工艺过程卡片的必备功能，在HXCAPP中用户可以单击“首张”、“上张”、“下张”、“末张”按钮进行简单的查询，也可以根据零件图号、零件编码、零件名称、编制人、产品名称、设计日期等任一分类项进行模糊查询，查询结果在工艺过程卡中显示。具体应用时，工艺人员单击图3中的“查询”按钮，系统打开零件工艺规程查询窗口，若想按零件编码查询，只需在查询窗口的“零件编码”旁的文本框中输入如“1234”，则编码中含有“1234”的零件全部为查询结果，双击查询结果中的所需项，就可调出该编码零件的工艺过程卡片，工艺人员可根据自己拥有的权限对工艺过程卡进行操作。

2.5工艺过程卡片内附图的实现

工艺设计最终目的是加工出某一个零件，为了使工艺过程卡所表达的工艺内容一目了然.在图3的表头部分附上了工艺简图。该图形是出现在Delphi中的Image控件中，通过Imago控件的LoadFromFile方法随文件名改变而改变。

为了调用图形方便，在工艺过程卡或工序卡中要随时打开所附图形文件进行操作，本文使用API中的ShellExecute函数来完成，具体用法如下。

ShellExecute(handle,'open','c:ProgramFilesAutoCAD2004acad.exe 'p,ni1,SW_ShowNormal);

其中handle:用于指定父窗口句柄;'open':用于指定要进行的操作;第三项是指定要执行的程序文件名:P为要打开的dwg图形文件名;nil:用于指定默认目录;最后一项指定程序文件打开窗口的初始显示方式。函数调用成功，则返回值为被执行程序的实例句柄。若返回值小于32.则表示出现错误。在本系统中只需单击11图形连接”就可打开所附的图形文件。

需要注意的是.Imag。中只能显示jpg.jpeg,bmp,ico,emf,wmf等图形文件，而一般情况下AutoCAD中的文件类型为dwg文件，因此，打开图形文件后，应将dwg文件再以wmf文件格式输出，以便在Image中显示。”图形刷新”是用来更改Image中显示的图形。

3工艺过程卡片的输出

3.1工艺报表设计界面

图3所示的工艺过程卡片窗口显示的内容无法直接打印输出，必须用Delphi中的报表组件将图3以报表的形式打印。在我国，虽然报表在每个行业都有约定俗成的格式，但总的来说还是不规范的，没有统一的标准。企业可以根据自己的要求定制相应的工艺卡片形式阴。

图4 工艺过程卡片报表界面

图4是本系统工艺过程卡片以报表形式输出的界面。该报表由四部分组成:

①表头一报表的第1-4行，显示厂名和零件的相关信息。

②表尾一报表的倒数两行，显示标记、处数、日期、编制人、页次等信息。

③列标题一报表的第五行即为列标题。在多列报表中，在每列的列头上都应有标题，否则报表显示的内容表达不清楚。

④主表区(列详细信息卜报表的第六行至倒数第三行，列出了具体的工艺内容。

若报表分多页显示，除上述④和②中“页次”内容不同外，其余内容在每页上都是相同的。

3.2工艺报表设计中的关键问题

3.2.1工艺过程卡显示信息的提取

工艺报表在设计时，应将数据库表中的相关字段插人到图4中对应的输出处，系统运行时显示出具体的数据，但并非是一定是图3中所显示的信息。这是因为表头、表尾显示的是数据库表中第一条记录的相应字段的内容;主表区则将数据库表中对应字段的记录内容全部插人到报表中，这显然是不允许的。因此，当单击图3中的“预览，或“打印”时，系统先将本零件的零件信息和工艺信息分别存人到对应的临时数据库表中，然后分别将临时表中的相关字段插入到图4中对应的输出处。

3.2.2工序内容行的拆分

由上面关键问题1知.报表中显示的是临时数据库表中的记录。工艺信息临时表中的“工序内容”字段记录了每一道工序的工序内容，每道工序对应报表中的一行，而在报表中超过列宽度的内容将无法显示，这就涉及到将某一记录的内容分多行来显示的问题。解决的思路是:先将临时表中的记录全部存人到某个表格控件中，每一工序对应表格的一行，然后检查表格中的每一行是否超过规定的字符数，若超过则取本行开始前面的字符放在本行，余下的放到另一行，依次类推，同时必须考虑数字是否被拆开、标点符号是否在行的开头等因素。最后将表格控件中的数据覆盖到临时表中，这样原先临时表中的长工序内容就可分多行显示了。

3.2.3报表总页数的计算

在Delphi中有报表组件可显示报表的当前页码，却没有组件能显示报表的总页码，而总页码在工艺过程卡中是必需要的，解决该间题的思路是:首先根据工艺信息临时表中已拆分好的记录数和报表每页能够显示的行数(本报表每页显示15行)求出报表的总页数并将其写人零件信息临时表中;若最后一页报表行数小于报表所显示的行数，则应在工艺信息临时表中添加相应的空白记录，以便用空行填满整个报表。

4 结束语

采用基于数据库平台的工艺过程卡片的开发，可实现企业产品的工艺设计、工艺卡片与工艺资源数据相分离，这样，不仅使工艺设计更趋科学合理，而且能保证现有的工艺数据，即使在企业工艺标准更新后仍可有效地选用。因此.开展这一旨在提高工艺过程设汁质量、设计效率为目的的实用化工艺管理在CAPP系统中的研究显得尤为必要，且具有十分重要的现实意义。