基于CAXA的CAPP焊接工藝圖表研究

中國有色（沈陽）冶金機械有限公司 （遼寧 110141） 于連康

1. 概述

工藝設計是企業生產制造過程中技術資料準備工作中的重要環節，是連接產品設計與車間生產的紐帶。工藝設計所生成的工藝文件不僅是指導生產過程的重要文件，而且是制定生產計劃、生產組織調度和用于統計與考核的基本依據。

在實際的工藝設計工作中，普遍存在工藝設計重復度高，信息統計匯總多樣化的問題，造成企業工藝編制效率低、對專業技術人員的依賴性高、信息統計匯總難的問題。據資料統計，一項產品的工藝設計中，10%～15%是標準或通用化的工藝，70%～80%是相似的工藝，只有10%～15%的工藝是因功能、性能要求需要進行新的工藝設計。

CAPP就是從解決有效編制工藝卡片這個需求出發，建立企業產品的信息庫、資源庫和專業知識庫，設置計算公式、特殊符號、常用工藝術語等來提高填寫效率。

CAPP的應用可以實現企業產品工藝設計和管理的計算機化和信息化，有效地幫助企業解決工藝設計和管理所存在的問題：①工藝設計由人工編制，重復工作量大，勞動強度高，工作效率低。②工藝設計周期長，更改困難，快速響應能力差。③工藝設計因人而異，標準化程度低，工藝知識的積累、重復和優化無法實現。

CAPP不同于CAD/CAM，企業可以在購買CAD/CAM系統后，對工程技術人員進行培訓后就可以使用；而CAPP軟件只是為企業提供產品工藝數據定義、組織、管理的基本框架，企業只有在這個平臺下，進行CAPP的二次開發，建立本企業的產品制造工藝信息模型，開發適合企業實際情況的企業專業知識庫，才能有效發揮CAPP的作用。

2. CAPP焊接工藝圖表的特征與建立

（1）工藝卡片的基本工藝內容 我公司的主要產品中，焊接結構件占有相當大的比重。對于重要的焊接結構件，都要進行焊接工藝卡片的編制，而焊接工藝卡片要編制的內容繁多，設計量很大，一份完整的焊接工藝卡片的設計可以概括成圖1所示內容。

圖1 焊接工藝卡片設計的基本工藝內容

焊接工藝設計不僅依賴于工藝員的技術素質和工作經驗，也依賴于工藝員對焊接工藝知識的掌握。重要的焊接結構件, 要求工藝員運用自己所掌握的焊接知識，進行焊接性分析，如圖2所示 。 這不僅增加了工藝設計的時間，而且工藝內容又因人而異，甚至出現同樣的焊接工件，兩人定制出兩種不同工藝，造成工藝的不規范、不標準。

圖2 焊接工藝的焊接性分析

（2）CAPP焊接工藝圖表的開發建立 第一，CAPP焊接工藝圖表的開發方案。CAXA工藝圖表既是計算機繪圖軟件，也是高效快捷的工藝卡片編制軟件，它為企業級工藝業務管理、工藝數據管理和工藝設計提供強大的支撐平臺。因此，選擇CAXA工藝圖表作為焊接工藝圖表的開發方案平臺，可以方便地引用設計的圖形和數據，為生產制造準備各種需要的管理信息。

焊接工藝卡片是指導焊接結構件焊接過程的工藝文件，焊接工藝圖表應操作簡潔、便于掌握；工藝內容用語準確、規范、標準；填寫要方便快捷；并具有豐富的標準件的參數化圖庫；可以進行CAXA電子圖板、AutoCAD及SolidWorks圖形的繪制、插入；具有焊接專業知識庫、企業制造資源庫和企業專業知識庫；還應有對重要的焊接結構件，進行焊接性分析的功能。圖3是CAPP焊接工藝圖表的開發方案。

圖3 CAPP焊接工藝圖表的開發方案

第二，CAPP焊接工藝圖表的建立。基于CAXA工藝圖表軟件，按企業實際工藝卡片的格式，創建工藝模板。運用CAXA電子圖板設計和定義工藝模板，并命名為“鉚焊工序工藝卡片”，存儲在安裝目錄下的Tmplate文件夾下。

第三，CAPP焊接工藝圖表知識資源庫的建立。將企業的資源信息、焊接專業知識、焊接工藝規范、專業術語、特殊符號等存儲在安裝目錄下的Database工藝知識庫文件夾下。

將焊接工藝常用的焊接坡口及常用的零件圖形，進行參數化設計，加以定義，存儲到圖庫中，供工藝編制時，作工藝插圖調用。

3. CAPP焊接工藝圖表的應用

（1）工藝模板的打開 工藝模板的應用具備操作簡潔、便于掌握的特點：①打開CAXA工藝圖表，單擊【文件】菜單下的【新文件】命令或單擊圖標，彈出【新建文件類型】對話框。②單擊【新建文件類型】對話框工藝列表中的鉚焊工序工藝卡片，彈出焊工序工藝卡片。

（2）工藝內容的填寫 鉚焊工序工藝卡片的填寫分5個部分：①產品的屬性信息，如名稱、材料、數量等。②產品的工藝說明。③繪制（插入）工藝圖。④焊接工藝規范，如焊接電流、電弧電壓等。⑤其他說明，如合同號、工藝設計、審核、日期等。

每個部分都有相對應的數據庫，填寫時只要單擊單元格，即出現該單元格的數據庫，單擊數據庫中的所要的信息數據，便可完成工藝卡片的填寫。例如，當單擊工藝內容單元格時，彈出焊接術語例表；單擊焊接規范單元格時，彈出焊接參數例表，如圖4所示。

圖4 工藝卡片中焊接術語和焊接參數

（3）工藝圖形的插入 在工藝圖中可以繪制圖形，也調入GB985、GB986焊接坡口圖及各類標準圖形，插入圖片（jpg格式），導入各種CAD文件，如DXF、DWG、EXB等格式文件和工藝圖表文件中的所有設計信息和工藝信息，并且可以直接在圖片上加上標注，大大提高了編制工藝的效率。繪制圖形及標準化圖庫如圖5所示。

圖5 繪制圖形及標準化圖庫

應用CAPP焊接工藝圖表，僅用鼠標基本上就可以編制焊接工藝。另外，在工藝圖表中可以插入焊接性分析的計算程序，如碳當量計算、預熱溫度計算等，實現對重要的焊接結構件進行焊接性分析的功能。

4. 結語

基于CAXA工藝圖表的軟件平臺所建立的焊接工藝圖表，是高效快捷的工藝卡片編制軟件，它可以方便地引用設計的圖形、圖片和數據，同時為生產制造準備各種需要的管理信息。CAXA工藝圖表以工藝規程為基礎，針對工藝編制工作繁瑣重復的特點，以“知識重用和知識再用”為指導思想，提供了多種方便實用的快速填寫和繪圖手段。

焊接工藝圖表，能大大縮短工藝設計周期，工藝人員的經驗能夠得到充分的積累和繼承，勞動強度大大減輕；加強了工藝規范化、標準化。

焊接工藝圖表，可為企業實現如下目標。

（1) 提高工藝設計和管理工作的效率和質量，縮短工藝準備周期。

（2)提高工藝設計的標準化、規范化程度。

（3)可以實現工藝知識的長期積累、重復和優化，從而不斷提高企業的整體工藝設計水平。

（4)豐富的知識庫， 解決了專業工藝人員經驗不足和人員短缺的問題。