蝸輪蝸桿是機(jī)械中常用的傳動(dòng)部件之一,而蝸輪蝸桿的制造過(guò)程比較復(fù)雜,其加工質(zhì)量的好壞與工藝規(guī)程制定有很大關(guān)系。為了解決手工制定工藝規(guī)程的繁瑣和因加工質(zhì)量帶來(lái)的影響,開(kāi)發(fā)了蝸輪蝸桿的CAPP系統(tǒng)。該系統(tǒng)的零件信息輸入與計(jì)算機(jī)內(nèi)部如何對(duì)產(chǎn)品或零件進(jìn)行表達(dá)的問(wèn)題,其實(shí)質(zhì)就是如何組織和描述零件信息。為此需要確定合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或零件模型來(lái)對(duì)零件信息進(jìn)行描述。

1     零件信息的描述
        基于目前我國(guó)企業(yè)的現(xiàn)狀,如將零件信息的輸入全部建立在信息模型或由CAD系統(tǒng)直接輸入,實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定的困難。因此,找一種適合我國(guó)國(guó)情的零件信息輸入方法,是實(shí)現(xiàn)已有零件CAPP的關(guān)鍵。本文提出了基于掃描技術(shù)的圖形輸入與識(shí)別,并在蝸輪蝸桿CAPP中進(jìn)行了嘗試。
         對(duì)零件而言,特征是零件某一部分形狀和屬性的信息集合,如孔、槽、臺(tái)和材料、精度等。它能方便地描述零件的幾何形狀,并能為加工、分析及其他工程應(yīng)用提供必要和充分的信息,蝸桿零件的形狀特征見(jiàn)圖1。但是,表達(dá)底層的零件幾何定義信息(如點(diǎn)、線、面等)無(wú)法表達(dá)產(chǎn)品的非幾何信息(如工藝信息、裝配信息、精度信息、材料信息、功能信息等)。基于特征的特征單元就彌補(bǔ)了這一不足。特征單元是圖1　蝸桿零件的形狀特征一個(gè)封裝了特征的集合體。它可以包含若干個(gè)主特征、輔助特征、基準(zhǔn)特征和過(guò)渡特征。根據(jù)實(shí)際資源狀況以及零件制造、檢測(cè)和調(diào)度的需要,特征單元包括的特征可由一個(gè)基本形狀特征構(gòu)成,也可由整個(gè)零件的所有特征構(gòu)成。一般情況下,視制造要求,一個(gè)零件由多個(gè)特征單元構(gòu)成,記為:
                           零件特征=FU1+FU2+…+FUn=∑FUi
 
2    蝸輪蝸桿零件的形狀特征
        蝸桿的主要特征有蝸桿頭數(shù)(齒數(shù)z1)、蝸桿喉部螺旋升角V、蝸桿工作半角hm、蝸桿螺紋部分長(zhǎng)度L、齒頂圓直徑df1等。蝸輪的主要特征有齒數(shù)z2、端面模數(shù)mt等。一般情況z1= 1～4,z2= 27～80。蝸輪與蝸桿在掃描識(shí)別后不管是參數(shù)還是象素,都有較大的區(qū)別,因此很容易將蝸輪蝸桿區(qū)分開(kāi)來(lái)。蝸桿類(lèi)的不同零件根據(jù)其主特征組成特征矩陣(表
示零件的設(shè)計(jì)信息)并加以區(qū)分。
       F= [齒數(shù)　齒頂圓直徑　齒頂形狀　工作長(zhǎng)度] (齒頂為圓柱形規(guī)定為1,齒頂為圓弧形為0)
        同樣,蝸輪類(lèi)的不同零件也可以區(qū)分:
        F= [齒數(shù)　齒頂圓直徑]
      蝸輪蝸桿零件可以用下面的特征代碼來(lái)表示:

這樣,蝸輪蝸桿零件的特征代碼和不同零件的特征矩陣有如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系,見(jiàn)表1。
                      
     
 3    蝸輪蝸桿檢索式CAPP實(shí)現(xiàn)
        系統(tǒng)是根據(jù)零件的相似性原理,即相似零件有相似的工藝規(guī)程。一個(gè)新零件的工藝規(guī)程是通過(guò)檢索系統(tǒng)中已有的相似零件的工藝規(guī)程并加以自動(dòng)篩選后編輯而成。首先將零件劃分成若干個(gè)相似零件組,根據(jù)已有的零件工藝文件,進(jìn)行總結(jié)歸納,編制出相似零件組的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程,并以文件形式儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)新零件設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí),輸入零件代碼,由計(jì)算機(jī)檢索出此零件的標(biāo)準(zhǔn)工藝文件?？梢詫?duì)此工藝文件進(jìn)行全屏幕編輯修改。在修改完成后,計(jì)算機(jī)把編制出的零件工藝規(guī)程存入相應(yīng)的工藝文件庫(kù)中,以備今后調(diào)用或打印輸出。
                               
         識(shí)別結(jié)果輸入后,首先和零件的特征代碼相比較:將式(1)或式(2)與網(wǎng)絡(luò)輸出的特征向量相比較,若1的位置對(duì)應(yīng)相同,則認(rèn)為零件屬于這一組,并且可以將蝸輪和蝸桿區(qū)分開(kāi),如果是同類(lèi)型的零件,則進(jìn)入下一個(gè)模塊。根據(jù)同類(lèi)型零件不同的特征矩陣來(lái)判斷屬于那一種類(lèi)型,并指向相應(yīng)工藝文件數(shù)據(jù)庫(kù),檢索出典型工藝。反之,則退出系統(tǒng)。彈出的工藝文件有2～3種,通過(guò)人機(jī)對(duì)話選取最優(yōu)并加以修改,存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。流程圖如圖2所示,選取最優(yōu)的工藝文件見(jiàn)表2。
                   
      
結(jié)　語(yǔ)
    　蝸輪蝸桿的CAPP系統(tǒng)方案完整,使用方便,針對(duì)工廠的生產(chǎn)需要,從實(shí)用角度出發(fā)而設(shè)計(jì)的。目前本系統(tǒng)所生成的工藝文件與原手工編制的文件比較,大大提高了零件工藝編制的速度,不僅符合生產(chǎn)要求,而且更規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。