基于煤矿电机制造的CAPP系统

李晨亮+牛海山+尚尔鹏

摘要：针对煤矿电机制造特点，自行设计一套与之相适应的编码系统，并完成煤矿电机各零件的编码。利用特征码位码域法进行零件分组，确定典型零件，并完成成组工艺设计，最后开发出面向煤矿电机生产制造的CAPP系统。此系统大幅提高了电机制造企业工艺设计的效率和质量，给企业带来可观的经济效益。

Abstract： According to the characteristics of the coal machine manufacturing， this paper designs a set of corresponding coding system， and completes the code for the parts of coal mine motor. Signature domain method is used to conduct part grouping， determine the typical parts and complete the group process design， finally a CAPP system for coal mine machine manufacturing is developed. This system greatly improved the efficiency and quality of the motor manufacturing process design and brought considerable economic benefits.

关键词：电机制造；CAPP系统；工艺设计

Key words： motor manufactory；CAPP system；process planning

中图分类号：TP334 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）20-0072-02

0 引言

抚顺煤矿电机厂是国内煤炭行业中最大的一家电机制造厂，也是国家机械制造行业骨干企业之一，主要生产煤矿工作面采、掘、运、提升设备配套的隔爆电机，其生产特点为：多品种小批量生产，产品变化较大，工艺规程设计的工作量较大。

根据煤矿电机制造特点设计一套编码系统，并进行成组工艺设计确定典型零件，从而建立软件工艺库。采用检索式、派生式和创成式相结合方式，综合他们的优点，并在应用成组技术（GT）和人机交互方式作为补充的基础上开发出的一种面向煤矿电机生产制造的CAPP系统。

该系统对电机零件加工工艺过程标准化、规范化具有积极的作用，具有较强的应用价值，对于电机生产企业实现工艺信息的集成管理，提高工艺设计的效率和质量，具有重要的意义。

1 煤矿电机零件编码系统设计

煤矿电机零件分类编码系统采用混合结构，由13位十进制代码组成，前7位（1～7码位）为主码，表示零件的类别及形状要素。后6位（8～13码位）为辅助码。用数字0～9分别表示零件的细节特征。此编码系统主结构如图1所示。

2 煤矿电机零件分组及成组工艺设计

2.1 煤矿电机零件分组

零件分组是将零件集合从相似性原理出发，按一定目的分类成组，这是实施GT的基本手法[1]。首先，根据图1 煤矿电机零件分类编码系统，对电机厂主要零件（电机轴、电机座、电机端盖）进行编码，然后采用特征码位码域法，同时结合在煤矿电机厂调研情况，将收集到的轴、机座、端盖类零件分为相应的11组，其中机座分组情况见表1。

2.2 煤矿电机零件成组工艺设计

成组工艺设计是实现工艺标准化的主要方法，是以结构相近的若干零件组成的零件加工族为工艺对象。基本做法有虚拟零件法和复合工艺路线法[2]。

将零件根据码域分组后，同一组内零件的加工工艺路线基本一致，所以本次工艺设计采用复合工艺路线法来进行。下面对电机机座进行成组工艺设计。

机座第一组以零件YBC-180为基础，最终确定复合加工工艺路线为：C5116—T6112—C5116—X2012—TQX6111—Z3063—TQX6111—X2012—Z3063。

机座第二组以零件YBSD-700为基础，最终确定复合加工工艺路线为：

C5225—TQX6111—X2012—SJ100—Z3063—T6112。

机座第三组以零件YBCS-200为基础，最终确定复合加工工艺路线为：

T6112—C5225—B2152—X2010—C5225—X2010—T6112—加工中心—Z3063。

根据机座各组复合加工工艺路线编制主样件工艺过程工序卡片，形成标准工艺。简单修改标准工艺，全组零件的成组工艺就都能够得到满足，如此大大提高了工作效率。工序卡片在Access数据库中录入，并输入計算机系统数据库中，建立必要的工艺数据或数据文件，以存储工艺数据和规范，供编制CAPP软件调用[3]。

3 CAPP系统软件

本CAPP系统采用检索式、派生式和创成式相结合，综合他们的优点，应用成组技术（GT）并采用人机交互方式作为补充的综合式系统。

软件的基本功能包括：交互式零件编码、典型加工工艺的生成、加工工艺的修改、工艺卡的打印、加工工艺的存贮、工艺库交互式维护等。

如图2所示为软件系统的主界面，包括文件、工艺设计、数据维护、帮助四个主菜单。

4 结语

煤矿电机制造CAPP系统采用检索式、派生式和创成式相结合，并综合他们的优点，应用成组技术并采用人机交互方式作为补充，具有完善的CAD图形导入导出、交互式零件编码、典型加工工艺的生成、加工工艺的修改、工艺卡的打印、加工工艺的存贮及工艺库交互式维护等功能。

此系统在抚顺煤矿电机厂应用已有一年多时间，提高了工艺设计的效率和质量，据统计新设计零件数减少40%，工艺设计效率提高50%，生产准备时间缩短20%，为企业创造了可观的经济效益。

参考文献：

[1]吕惠娟，陈玲.面向CAPP的齿轮类零件编码系统的开发 [J].工艺与装备，2008（5）：63-64.

[2]鲁昌国.基于成组技术的电机制造CAPP系统[J].辽宁石油化工大学学报，2008，28（2）：58-60.

[3]孙进平.面向复杂零件成组编码系统及其与CAPP集成的研究[J].工艺与检测，2007（3）：106-107.