| 词条 | CAPP |
| 释义 | CAPP（Computer Aided Process Planning）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。 功用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，是企业信息化建设中联系设计和生产的纽带，同时也为企业的管理部门提供相关的数据，是企业信息交换的中间环节。 CAPP：计算机辅助工艺过程设计（computer aided process planning） CAPP的开发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的作用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。由此可见CAPP在实现生产自动化中的重要地位。 CAPP的基本构成CAPP系统的构成，视其工作原理、产品对象、规模大小不同而有较大的差异。CAPP系统基本的构成模块包括：（1）控制模块。控制模块的主要任务是协调各模块的运行，使人机交互的窗口，实现人机之间的信息交流，控制零件信息的获取方式；（2）零件信息输入模块。当零件信息不能从CAD系统直接获取时，用此模块实现零件信息的输入；（3）工艺过程设计模块。工艺过程设计模块进行加工工艺流程的决策，产生工艺过程卡，供加工及生产管理部门使用；（4）工序决策模块。工序决策模块的主要任务是生成工序卡，对工序间尺寸进行计算，生成工序图；（5）工步决策模块。工步决策模块对工步内容进行设计，确定切削用量，提供形成NC加工控制指令所需的刀位文件；（6）NC加工指令生成模块。NC加工指令生成模块依据工步决策模块所提供的刀位文件，调用NC指令代码系统，产生NC加工控制指令；（7）输出模块。输出模块可输出工艺流程卡、工序卡、工步卡、工序图及其它文档，输出亦可从现有工艺文件库中调出各类工艺文件，利用编辑工具对现有工艺文件进行修改的到所需的工艺文件；（8）加工过程动态仿真。加工过程动态仿真对所产生的加工过程进行模拟，检查工艺的正确性。 CAPP的基本类型计算机辅助工艺过程设计系统按其工作原理可分为检索式、派生式、创成式等。 （1）检索式工艺过程设计系统是针对标准工艺的，将设计好的零件标准工艺进行编号，存储在计算机中，当制定零件的工艺过程时，可根据输入的零件信息进行搜索，查找合适的标准工艺。 （2）派生式工艺过程设计就是利用零件有相似性，相似的零件有相似的工艺过程"这一原理，通过检索相似典型零件的工艺过程，加以增删或编辑而派生一个新零件的工艺过程。 （3）创成式工艺过程设计系统和派生式系统不同，它是根据输入的零件信息，依靠系统中的工程数据和决策方法自动生成零件的工艺过程。 CAPP的基础技术CAPP的基础技术包括： （1）成组技术（Group Technology）； （2）零件信息的描述与获取； （3）工艺设计决策机制； （4）工艺知识的获取及表示； （5）工序图及其它文档的自动生成； （6）NC加工指令的自动生成及加工过程动态仿真； （7）工艺数据库的建立。 CAPP发展简述自从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、工具系统等不同的发展阶段，并涌现了一大批CAPP原型系统和商品化的CAPP系统。 在CAPP工具系统出现以前，CAPP的目标一直是开发代替工艺人员的自动化系统，而不是辅助系统，即强调工艺设计的自动化和智能化。但由于工艺设计领域的个性化、复杂性，工艺设计理论多是一些指导性原则、经验和技巧，因此让计算机完全替代工艺人员进行工艺设计的愿望是良好的，但研究和实践证明非常困难，能够部分得到应用的至多是一些针对特定行业、特定企业甚至是特定零件的专用CAPP系统，还没有能够真正大规模推广应用的实用的CAPP系统。 在总结以往经验教训的基础上，开目公司在国内率先提出了CAPP工具化的思想：CAPP是将工艺人员从许多工艺设计工作中解脱出来的一种工具；自动化不是CAPP唯一的目标；实现CAPP系统的以人为本的宜人化的操作、高效的工艺编制手段、工艺信息自动统计汇总、与CAD/ERP/PDM系统的信息集成、具有良好的开放性与集成性是工具化CAPP系统研究和推广应用的主要目标。 工具化CAPP的思想在商业上获得了极大的成功，使得CAPP真正从实验室走向了市场和企业。借助于工具化的CAPP系统，上千家的企业实现了工艺设计效率的提升，促进了工艺标准化建设，实现了与企业其它应用系统CAD/PDM/ERP等的集成，有力地促进了企业信息化建设。 工具化CAPP以后，CAPP如何发展？在探讨这个问题之前，不妨分析一下目前CAPP应用中存在的不足和问题。 当前CAPP应用中存在的不足与问题a. 应用范围偏窄的问题。 目前绝大多数企业，CAPP的应用集中在机械加工工艺的设计。实际上，在制造企业中，产品在整个生命周期内的工艺设计通常涉及到产品装配工艺、机械加工工艺、锻造工艺、钣金冲压工艺、焊接工艺、热表处理工艺、毛坯制造工艺等各类工艺设计。CAPP在企业的应用缺乏应有的广度。CAPP应用应从以零组件为主体对象的局部应用走向以整个产品为对象的全生命周期的应用，实现产品工艺设计与管理的一体化，建立企业级的工艺信息系统。 b. 应用水平偏浅的问题。 目前绝大部分企业CAPP的应用停留在工艺卡片的编辑、工艺信息的统计汇总、工艺流程和权限的管理与控制方面，有效地提高了工艺设计的效率和标准化水平，这是CAPP应用的基础。但CAPP应用的深度还不够，还不能有效地总结行业工艺 “设计经验”和“设计知识”，从根本上解决企业有经验的工艺师匮乏的问题。目前通用的CAPP 系统还无法实现对工艺知识的总结、积累和应用，如何提高CAPP系统的知识水平，实现CAPP的有限智能，是企业关心的问题，也是CAPP软件厂商需要考虑的问题。解决了工艺设计效率、标准化、集成的问题，下一步如何帮助企业总结工艺知识和经验是CAPP应用的关键。 c. 基于三维CAD的工艺设计与管理问题。 随着三维CAD在国内制造业的广泛推广应用，三维CAD在不远的将来会成为我国企业产品设计的主流设计工具。随着设计手段的变革，工艺设计跟着需要变革。工艺如何和三维CAD进行集成，工艺如何基于三维CAD进行加工工艺设计和装配工艺设计等等，目前在很多企业都有迫切的需求。现阶段，CAPP的应用基本上基于二维CAD进行，与三维CAD的集成应用还处于起步阶段，有待研究和突破。 d. CAPP系统与其它应用系统的集成问题。工艺是设计和制造的桥梁，工艺的数据是产品全生命周期中最重要的数据之一，工艺数据同时是企业编排生产计划、制定采购计划、生产调度的重要基础数据，在企业的整个产品开发及生产中起着重要的作用。CAPP需要与企业的各种应用系统进行集成，包括CAD/PDM/ERP/MES等等。由于不少企业CAD、CAPP、ERP的应用是分阶段、不同时期应用的，目前还存在着信息的孤岛，工艺数据的价值还没有得到有效的发挥和利用。 e. CAPP与PDM中的管理功能冲突的问题。近年来，随着CAPP功能不断扩展，一些CAPP系统逐渐增加了工艺管理的内容，包括权限管理、流程管理、更改管理，并在工艺部门得到了一些应用。随着企业PDM的实施推广应用，随之带来的不可忽视的问题是：CAPP自身的管理功能和PDM的管理功能发生了冲突。商品化的PDM系统本身提供了完善的角色权限管理、流程管理、任务管理等功能，因此CAPP的工艺管理功能已经与PDM中管理功能发生了冲突和矛盾，不仅造成了企业集成上的困惑，也造成了企业在信息化过程中的重复投资。 CAPP深化应用的内容及解决方案根据上述分析的CAPP发展趋势，开目公司提出了CAPP深化应用的内容及相应的解决方案。解决方案内容包括： a. 基于知识的CAPP系统－－参数化工艺设计平台。基于知识的CAPP系统，解决了企业工艺知识的积累、优化的问题，极大的提高了工艺设计的效率和水平，确保了工艺设计的质量。基于知识的CAPP系统，在上海锅炉厂有限公司得到了成功的应用。 b. 基于三维CAD的加工工艺设计系统。提供基于三维CAD的加工工艺设计工具，可以基于3D模型定义加工工艺特征（孔、外圆、键槽、中心孔等），自动获取加工特征信息，可以基于特征加工知识进行辅助工艺决策，可以建立3D工艺装备库（机床、卡盘、顶尖、定位销、支撑钉等），可以生成3D工序简图，实现可视化的工艺装夹规划等。此项研究得到了“十五”国家863课题专项支持，目前已开发出原型系统。 c. 基于三维CAD的可视化装配工艺设计。提供可视化的装配工艺设计工具。可以自动获取三维装配结构信息，可以可视化的指定零部件的装配路径和先后顺序，可以生成三维装配工序爆炸图，装配工序设计时，可以指定装配工装、工具信息，可以进行装配过程的实体仿真。仿真过程可以指定为整个装配过程或某一道工序的装配过程。此项研究得到了“十五”国家863课题专项支持，目前已开发出原型系统。 d. 工艺执行系统。工艺执行系统是CAPP深化应用的重要内容，是充分利用和提升CAPP数据的重要途径和方法，拓展了CAPP应用的广度和深度。工艺执行系统主要包括3个方面的内容：工艺执行规划和管理、工艺执行质量管理和工艺执行过程管理。此项研究也得到了“十五”国家863课题专项支持，目前正在规划开发中。 e. 基于平台技术、可重构的CAPP系统。基于IDE（集成开发平台）和IDP（集成数据库平台），可以实现CAPP各种层次的二次开发功能，充分满足工艺个性化需求，适应企业发展变化的需求。借助于平台技术，可以自定义界面，可加入任何标准的Windows控件，用户可编写C++或VB格式的脚本程序等。可以在CAPP平台上，开发专用的CAPP系统。通过平台技术，已经开发了专用的锻件CAPP系统。IDP（集成数据库平台）获得了“十五”国家863课题专项支持。 CAPP的发展趋势纵观CAPP发展的历程，可以看到CAPP的研究和应用始终围绕着两方面的需要而展开：一是不断完善自身在应用中出现的不足；二是不断满足新的技术、制造模式对其提出的新的要求。因此，未来CAPP的发展，将在应用范围、应用的深度和水平等方面进行拓展，表现为以下的发展趋势： a. 面向产品全生命周期的CAPP系统。 CAPP的数据是产品数据的重要组成部分，CAPP与PDM/PLM的集成是关键。基于PDM/PLM，支持产品全生命周期的CAPP系统将是重要的发展方向。 b. 基于知识的CAPP系统。 CAPP目前已经很好的解决了工艺设计效率和标准化的问题，下一步如何有效地总结、沉淀企业的工艺设计知识，提高CAPP的知识水平，将会是CAPP应用和发展的重要方向。 c. 基于三维CAD的CAPP系统。随着企业三维CAD的普及应用，工艺如何支持基于三维CAD的应用？特别是基于三维CAD的装配工艺设计正成为企业需求的热点。科技部在“十五”863现代集成制造系统技术主题，将“基于三维CAD的CAPP”专门立项研究和推广。可以预见，基于三维CAD的CAPP系统将成为研究的热点。国内开目、金叶等几家软件公司正在进行研究，并且开目公司目前已经推出了原型的应用系统。 d. 基于平台技术、可重构式的CAPP系统。开放性是衡量CAPP的一个重要的因素。工艺的个性很强，同时企业的工艺需求可能会有变化，CAPP必须能够持续满足客户的个性化和变化的需求。基于平台技术、具有二次开发功能、可重构的CAPP系统将是重要的发展方向。 ------------------------------------------------------------------------------------------- 阳离子吡喃多胺聚酯CAPP简介阳离子吡喃多胺聚酯（Cation pyran polyamine polyme）简称CAPP。 辽宁大学蓝水化学研究所，2010年首次合成的一种具有独特理化性质的高分子化合物，LS-E001阳离子吡喃多胺聚酯（Cation pyran polyamine polyme）简称CAPP。 CAPP性质活跃，富含阳离子基团，与大多数有机化合物都会发生缩合、络合或有机成盐反应。在家具制造业、皮革工业、以及室内、车内环保喷剂等众多领域体现优异的环保性能，适用于制造各类环保产品，是一种性能优异的新型环保工业原料。这种性质活跃的化学工业原料，在更多领域的应用，学术界正在不断探索之中。 （一）CAPP的基本理化特性1. 基本物性产品名称：LS-E001阳离子吡喃多胺聚酯（Cation pyran polyamine polyme） 性状：微黄色粘稠液体 气味：微弱的原木气味 安全性：无毒无害，土壤中可自然降解。 腐蚀性：弱酸性，高浓度浸泡对活跃金属有微弱的腐蚀性，一般喷涂使用腐蚀不明显，建议使用前做小范围测试。 稀释剂：水 生产标准：QB/T2761-2006 国家科技立项编号：10Z016 CMA检测报告：HJ-2011-0001 【储存与运输】： 1）不可与阴离子表面活性剂等化合物复配，造成絮凝。 2）在0-100℃环境下保存。长时间加热部分降解，有一定损耗。 3）常温未开封储存有效期18个月。配制稀释液后加入少量食品用防腐剂或食用酒精，可延长保质期。 4）CAPP呈弱酸性，建议不要使用金属包装。 2. CAPP的化学特性LS-E001阳离子吡喃多胺聚酯（CAPP），易溶于水，具有多个阳离子活性基团，与大多数有机物易发生络合反应，凝胶化反应或有机成盐反应等。 例如，与苯系物发生络合反应，生成白色膏状物，与甲醛发生缩合反应生成透明凝胶，与氨、胺类化合物发生缩合反应或有机成盐反应，生成白色凝胶。 （1）室温状态下，CAPP可以快速捕获甲醛 取10毫升CAPP与5毫升甲醛混合，手动搅拌2-3分钟后，形成透明果冻状凝胶。随着时间的延长，胶块越来越坚韧。 CAPP与甲醛可快速发生凝胶化反应，这一特性广泛用于在室温下捕获甲醛污染物的反应。其它含有不饱和基团的TVOC化合物，也可以发生类似反应，结合物室温下稳定，土壤中可自然降解，符合环保标准。 （2）室温状态下，CAPP快速捕获苯系物 将CAPP与苯、甲苯、二甲苯混合，搅拌2-3分钟变白，形成白色膏状物。 苯系物在室温下具有极强的稳定性，在120℃和金属钼作催化剂之下，可以和氯气发生加成反应，这是苯的最低反应条件，正是由于具有这种稳定性，苯及苯系物在工业上得到了广泛使用。 CAPP与苯系物可快速发生络合反应，这一特性广泛用于在室温下捕获苯系物的反应。其它含有苯环的TVOC化合物，也可以发生类似反应，络合物室温下稳定，土壤中可自然降解，符合环保标准。 （3）CAPP捕获氨类化合物的反应 将CAPP与氨水混合，搅拌2-3分钟迅速变白，形成白色凝胶。 室温下CAPP与胺类化合物可以发生交联反应，形成的凝胶性质稳定，这一特性广泛用于在室温下捕获胺类污染物的反应。其它含有氨基的TVOC化合物，也可以发生类似反应，络合物室温下稳定，土壤中可自然降解，符合环保标准。 由此可见，CAPP可以与甲醛、苯系物、氨类化合物发生强烈的相互作用。 （二）CAPP的使用方法与禁配物质1）把基材表面清理干净，将本品稀释4-10倍喷涂或刷涂在其表面，形成连续水膜，自然干燥或烤干均可。必要时可加入非离子表面活性剂类原料，提高润湿流平性能。也可以酒精稀释香精，添加到配方内，改善产品气味。 2）干燥后，3-7天内不可擦洗膜层表面，待其完全固化为止。 3）对于释放量很大的油漆表面，吸附饱和以后可以用水浸泡擦除，多次喷涂，直至污染物彻底消失。如果不擦除干膜，该膜对污染物释放有阻隔封闭作用。 4）禁配物质：CAPP富含阳离子基团，不可与阴离子表面活性剂、有机硅等化合物复配，容易造成絮凝。CAPP的特点决定了，大多数有机助剂都不能与CAPP复配使用，添加助剂，需试验测试使用。 （三）CAPP的常用领域与作用1）家具、皮革制造业：使用CAPP稀释液，可彻底清除家具及皮革释放的有害化学物质，制造环保家具及环保装饰材料。同时，成膜光亮，美观度好。 2）室内环保行业：以CAPP为基础原料，加入个性化的香精或色素，可制造独特的化学污染清除剂，例如，甲醛清除剂、苯清除剂、氨清除剂、TVOC清除剂、生物提取液等等。 3）家庭用户：装修过后，可使用CAPP稀释液彻底清除家具及皮革释放的有害化学物质。 4）玻璃防雾剂：CAPP具有超亲水性，稀释液也可以用于制造透明不可见的临时性玻璃防雾膜。水冲刷不留痕迹，可重涂性好。 作为一种新型化工材料，CAPP在更多领域的应用研究正在继续，希望这种新材料能为更多用户带来价值。目前，使用CAPP制造室内环保产品的应用，技术是成熟的，它一方面可以与大多数有机化合物发生快速的反应，另一方面，它干燥以后形成封闭膜，就是说，可以清除的就一次性清除掉，释放量大或者无法清除的有机污染物，可以靠封闭作用阻止其释放，同样可以达到保护室内人员安全的作用。当然，对于释放量大的材质，也可以擦掉干膜，重新涂刷，达到彻底清除污染物的目的，CAPP具有很好的可重涂性和使用上的方便性。 （四）采用CAPP的参考配方组份 加入量（克） 作用 CAPP 20 清除甲醛、苯系物、氨气、TVOC等有机污染物并成膜的主要组分 AEO-9表面活性剂 水 75以上 根据需要稀释到不同浓度 防腐剂 微量 普通食品和防腐剂即可，根据说明 香精微量 微量 可加可不加，根据产品个性化需要 食用色素 微量 可加可不加，根据产品个性化需要 消泡剂 微量 稀释后添加，可加可不加。 【配方说明】： 1. 以上配方设计配制100克"XXX甲醛、苯系物、氨、TVOC清除剂"，需加入CAPP的量可选范围是10-25克，稀释剂使用普通自来水，可根据需要加入少量的助剂。 2. 表面活性剂的选用：使用少量表面活性剂可以使成品在油漆等憎水表面很好的附着，但加入量不要太大，否则影响成膜效果。CAPP富含阳离子基团，所以不能选用阴离子表面活性剂，只能选用非离子表面活性剂，常用AEO-9作为表面活性剂，如果选用其他非离子表面活性剂，可试验后确定能否加入。 3. 助剂的加入方法：一般将助剂分别用酒精溶解，然后加入部分水中稀释混合均匀，然后，在其余大部分水中溶解CAPP，然后将两份水溶液混合，搅拌均匀即可灌装。 4. 消泡剂：可选用有机硅消泡粉，在加入CAPP前，将消泡剂充分溶解到水中，然后再加入CAPP，混合搅拌。不可在CAPP溶解后的溶液中，直接投入消泡剂，容易造成沉淀物。当然，消泡剂也可随其他助剂一起混合溶解后加入。作用是抵消表面活性剂产生的大量气泡。 5. 香精：香精的加入一定是微量的，根据香型的不同加入量也有所不同，参考加入量为每20-80公斤成品加入1滴。加入前需要用酒精稀释，然后再加部分水稀释，然后再将稀释液加入主配料罐中。保证其与水混合均匀。 6. 此配方是一个通用配方的主体设计，仅供参考，请通过实验获得独特最佳配方。 |
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