机械CAD/CAM技术1第一章 概述第一节第一节 CAD/CAMCAD/CAM的基本概念的基本概念第二节第二节 CAD/CAMCAD/CAM的结构的结构第三节第三节 CAD/CAMCAD/CAM的应用和发展的应用和发展2引言：引言： 随着人们生活水平的提高，消费者的价值观正在发生结构性的变化，呈现出多样化与个性化多样化与个性化，用户对各类产品的质量，产品的更新换代的速度，以及产品从设计、制造到投放到市场的周期都提出了越来越高的要求。为了适应这种变化，工厂的产品也向着多品种、中小批量方向发展。要适应这种瞬息万变的市场要求瞬息万变的市场要求，则要求生产更具有柔性。计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM)就是满足这种新的要求而产生的一种新的制造方法。第一章 概述31CAD(ComputerAidedDesignSystem) 是指以计算机为辅助手段来完成整个产品的设计过程、分析和绘图等工作。 CAD的功能包括：概念设计、结构设计、装配设计、曲面设计、工程图样绘制、工程分析、真实感和渲染、产品数据接口。第一节第一节CAD/CAM的基本概念的基本概念 一一CADCAD、CAPPCAPP、CAM CAM 的基本概念的基本概念42. CAPP2. CAPP（Computer Aided Process PlanningComputer Aided Process Planning） 借助计算机根据设计阶段的信息，人机交互的或自动完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计，称为CAPP。 CAPP的功能包括：毛坯设计、加工方法选择、工艺路线制定、工序设计、刀夹量具设计等。53CAM(ComputerAidedManufacturingSystem) 通过计算机与生产设备直接的或间接的联系，完成从生产准备到成品制造整个过程的活动。 狭义的CAM指NC数控程序编制，包括：刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成。 6 CAD产生的图纸直接被CAPP，CAM以及以后的CIMS所利用，这就是CAD/CAM集成。 为实现CAD,CAPP,CAM的集成,必须解决它们之间的数据的自动传递和转换.其基本工作步骤如下: 1、CAD设计产品结构、绘制产品图样 2、经数据转换接口将产品数据转换为中性文件，如IGES、STEP等。 3、CAPP读入中性文件，将其转换为系统所需要的格式后生成零件工艺过程。二二CAD/CAPP/CAMCAD/CAPP/CAM集成概念的提出集成概念的提出 7 4、CAD、CAPP系统生成数控编程所需数据，按一定标准转换为相应的中性文件。 5、CAM系统读入中性文件，将其转换为本系统所需要的格式后生成数控程序。 实现CIMS的核心技术是CAD/CAM技术。8一产品的生产过程和一产品的生产过程和CAD/CAMCAD/CAM过程链如图为产品生产过程与CAD/CAM的过程链第二节第二节 CAD/CAMCAD/CAM的结构的结构 91 1CAD/CAMCAD/CAM系统的基本功能 快速数字计算及图形处理功能 输入输出信息和图形的能力 大量数据、知识的存储及快速检索、操作能力 人机交互通讯功能二、二、CAD/CAM CAD/CAM 系统的组成系统的组成102 2、CAD/CAM CAD/CAM 系统由硬件和软件两部分组成系统由硬件和软件两部分组成11CAD/CAM系统的总体结构12三、三、CAD/CAMCAD/CAM系统的集成方案系统的集成方案 CAD/CAM CAD/CAM系统集成包括三个方面：过程集成、信系统集成包括三个方面：过程集成、信息集成、功能集成。息集成、功能集成。 根据信息交换方式和共享程度的不同，根据信息交换方式和共享程度的不同，CAD/CAMCAD/CAM系统集成方案主要有以下几种：系统集成方案主要有以下几种：131.1.通过专用数据接口实现集成通过专用数据接口实现集成系统系统A A模型模型A A系统系统B B模型模型B B专用接口程序专用接口程序专用数据接口专用数据接口142、利用标准格式接口文件实现集成利用标准格式接口文件实现集成系统系统A A系统系统B B前置处理器前置处理器后置处理器后置处理器标准数据交换格式文件标准数据交换格式文件标准格式数据接口153 3、基于统一产品模型和数据库的集成、基于统一产品模型和数据库的集成基于统一产品模型和数据库集成框架图16174 4、基于产品数据管理（、基于产品数据管理（PDMPDM）的系统集成）的系统集成18一、一、CAD/CAMCAD/CAM技术在工业中的应用技术在工业中的应用第三节第三节CAD/CAM的发展趋势的发展趋势1.在国外的应用 商品化的CAD/CAM软件: 美国I-DEAS,CADDSS,UG11,PRO/Engineer,法国的Euclid等. 美国大型汽车业的100%,电子行业的60%,建筑行业的40%采用CDA/CAM技术.192.在国内的应用 我国CAD/CAM技术发展较晚，发展速度较快。在“七五”期间国家提供了大量资金开展了CAD/CAM的研究，另外通过实施863计划中的CIMS主题,促进了CAD/CAM的发展,随后许多高校和研究所在消化的基础上，开始开发自主版权的软件。 典型有华中科技大学的开目CAD、凯图CAD， 北京航空航天大学的CAXA软件、PANDA软件，清华大学的高华CAD软件.天河公司CAPP软件.20 在数控方面南京航空航天大学的超人CAD/CAM和华中理工大学的GHNC均实现了复杂曲面的造型和数控代码的自动生成。 工程数据库方面有华中科技大学的GHEDBMS和浙江大学的OSCAR。3.与国外的差距: 1）CAD/CAM的应用集成化程度低. 2）CAD/CAM系统的软硬件主要依靠进口,自主版权软件少。 3）缺少设备和技术力量。二次开发能力弱。211CAD/CAMCAD/CAM系统的集成化方向发展（系统的集成化方向发展（CIMCIM）2 2并行工程并行工程3 3智能化智能化CAD/CAMCAD/CAM系统系统4 4、虚拟产品开发、虚拟产品开发5 5网络化网络化CAD/CAMCAD/CAM二、二、CAD/CAMCAD/CAM技术的发展趋势：技术的发展趋势： 22