CADCAM集成技术的发展Word文档下载推荐.docx

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1.CAD设计产品结构，绘制产品图样，为CAM过程准备数据；

2.经数据转换口，将产品数据转换中性文件；

3.CAM系统生成数据编程所需数据，并按一定标准转换成相应的中性文件：

4.CAM读入中性文件，并将其转换为本系统所需格式后生成数控程序。

一．

CAD/CAM

集成系统综述

1、简介

CAD/CAM技术，即计算机辅助设计与制造，其含义是指产品设计和制造人员根据产品设计和制造流程,在计算机系统的支持下,进行设计和制造的一项技术。

一般讲,一个完整的CAD/CAM系统是由计算机、外围设备及附加生产设备等硬件和控制这些硬件运行的指令、程序即软件组成。

2、功能

（1）几何建模：

用基本几何实体及其相互关系构造零件或产品三维何模型，这是后续工作的基础；

是CAD/CAM系统的核心，为产品设计、制造提供基本数据和原始信息。

（2）工程分析：

进行运动学、动力学、有限元分析，优化设计等。

（3）工程绘图：

CAD系统的重要环节，产品最终结果的表达方式。

（4）工艺编程：

自动决策生成产品加工所采用的加工方法、工艺路线、工艺参数加工设备。

（5）数控编程：

选择所需要刀具和工艺参数，确定走刀方式，生成刀具轨迹，后处理，生成NC程序。

（6）模拟仿真：

预测产品工作性能，检查NC代码正确性，检查制造过程几何干涉和物理撞，分析产品可制造性。

（7）数据管理：

提供有效的工程数据管理手段，支持产品设计与制造全过程数据信息和处理。

CAM/CAD系统的组成

1.

CAD/CAM的概念

系统有效地运行。

国内外大量的经验表明，CAD系统的效益往往不是从其本身，而是通过CAM和PPC系统体现出来；

反过来，CAM系统如果没有CAD系统的支持，花巨资引进的设备往往很难得到有效地利用；

PPC系统如果没有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及时和准确的数据作为计划的依据，订出的计划也较难贯彻执行，所谓的生产计划和控制将得不到实际效益。

因此，人们着手将CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系统有机地、统一地集成在一起，从而消除“自动化孤岛”，取得最佳的效益。

2产品数据交换标准

建立统一的产品数据交换标准是实现CAD/CAM技术集成化的必要条件。

复杂机械产品的生产需要不同企业、部门的分工协作完成。

由于产品信息是在不同的地点、不同的计算机和不同的CAD/CAM系统中产品，造长同一产品的信息表达差异。

产品信息在各系统之间的集成现在主要采用标准格式交换法，如IGES标准、PDDI标准、PDES标准和STEP标准等。

但是在朝着集成化目标发展的过程中，尤其是在解决面向CAD/CAE/CAPP/CAM、CIM、CE等的集成（信息交换、语义集成、功能集成）方面，

CAD/CAM/CAPP的集成化实现CAD/CAM/CAPP集成化需要多项技术支持、人员配合及设备不断改进、更新。

1.数据通信的网络化

为了实现CAD/CAM/CAPP集成化，必须实现数据共享及数据实时传输，其中既要与其它用户进行数据交换，如利用互联网实现远程的数据交换、产品模型的电子数据交换等，又要能满足企业内部数据共享、数据传输，实现CAD\CAM、CAPP之间的共享，实现技术部门与生产现场之间的数据传输。

在现代数控机床上，为了适应自动化技术的需要，都装有可供直接通信用的数据串行接口，配上光缆通信网线，前置处理器标准数据交换格式文件系统A系统B后置处理器可以实现网上边读边加工。

生产现场也可直接调用设计3D图形、CAM加工程序及CAPP工艺流程。

管理部门可及时获取技术数据、生产成本、工时计划等信息，便于调整生产计划和控制成本。

2.

软件的互容性，集成化CAD/CAM/CAPP集成化技术，既要有CAD/CAM/CAPP专用软件内部的兼容性要求，又要有网络技术、数控机床内部软件、数据管理软件、数据传输等各类软件的互容要求。

3.设计与加工方法的相互支持CAD/CAM/CAPP集成技术不仅是各软件的集成与各设备的合理配置，其技术方法也需要相互支持。

三

维实体设计能直接用于CAM数控加工及零部件装配干涉性检查。

CAM模拟加工可用于加工干涉检验，用于计算加下成本、加工工时，从而得到最佳的设计方案。

CAPP根据三维实体设计和CAM模拟加工计算各工序成本和工时，便于设计方案更改、计划制定及生产管理。

4.技术人员的知识结构一体化CAD/CAM/CAPP集成技术要求技术人员知识结构的一体化，技术人员要掌握相关方面的知识，用集成的观念将CAD/CAM/CAPP作为一个整体，而不是独立地进行每一部分工作。

五．

CAD/CAM集成系统的发展趋势随着CAD/CAM技术的应用越来越广泛和深入，CAD/CAM技术的未来发展主要体现在集成化、网络化、智能化和标准化的实现上。

（1）集成化随着计算机技术的发展，CAD/CAM系统已从简单、单一、相对独立的功能发展成为复杂、综合、紧密联系的功能集成系统。

集成的目的是为用户进行研究、设计、试制等各项工作提供一体化支撑环境，实现在整个产品生命周期中各个分系统间信息流的畅通和综合。

集成涉及功能集成、信息集成、过程集成与动态联盟中的企业集成。

为提高系统集成的水平，CAD技术需要在数字化建模、产品数据管理、产品数据交换及各种CAX（CAD、CAE、CAM等技术的总称）工具的开发与集成等方面加以提高。

（2）网络化网络技术的飞速发展和广泛应用，改变了传统的设计模式，将产品设计及其相关过程集成并行地进行，人们可以突破地域的限制，在广域区间和全球范围内实现协同工作和资源共享。

网络技术使CAD/CAM系统实现异地、异构系统在企业间的集成成为现实。

网络化CAD/CAM技术可以实现资源的取长补短和优化配置，极大地提高企业的快速响应能力和市场竞争力，“虚拟企业”、“全球制造”等先进制造模式由此应运而生。

目前基于网络化的CAD/CAM技术，需要在能够提供基于网络的完善的协同设计环境提供网上多种CAD应用服务等方面提高水平。

（3）智能化设计是含有高度智能的人类创造性活动。

智能化CAD/CAM技术不仅是简单地将现有的人工智能技术与CAD/CAM技术相结合，更要深入研究人类认识和思维的模型，并用信息技术来表达和模拟这种模型。

智能化CAD/CAM技术涉及新的设计理论与方法（如并行设计理论、大规模定制设计理论、概念设计。

CAD/CAM在汽车工业中的技术应用状况

汽车工业代表着一个国家机械制造业发展的水平，一直是CAD/CAM技术应用的先锋和大户。

下面就以汽车工业为例，说明国内外机械CAD/CAM技术的应用状况。

国际上，美国福特汽车公司在CAD/CAM技术方面处于领先地位。

早在80年代初，福特公司就着手CAD/CAM系统的规划，建成了以工作站为主体的环形网络系统；

1985年已经有一半以上的产品设计工作使用图形终端实现；

1986年新开发的TAURUS和SABLE轿车，大约70%的外板件采用CAD/CAM;

90年代初全面实行产品开发的CAD/CAM,应用率可达100%。

福特汽车公司提出了C3P（CAD/CAE/CAM/PDM）概念，并决定今后将采用I-DEAS软件作为其主流核心软件。

我国的CAD/CAM工作始于70年代，发展迅速，已取得了良好的经济效益。

少数大型企业，如一汽、二汽等，已建立起比较完整的CAD/CAM系统，其应用水平也接近国际先进水平。

许多中小企业应用CAD/CAM技术在保证产品质量、提高劳动率等方面也取得了显著的经济效益。

但是总的说来，国内在CAD/CAM技术应用的深度和广度方面与国外先进水平相比还有很大差距。

随着社会主义市场经济的发展，国有企业需要对传统的产品结构、生产设备和管理模式进行改造，以提高企业的活力和适应市场的应变能力，而采用CAD/CAM技术被认为是唯一的出路。

CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛。

采用CAD技术进行产品设计不但可以使设计人员'

甩掉图板，更新传统的设计思想，实现设计自动化，降低产品的成本，提高企业及其产品在市场上的竞争能力；

还可以使企业由原来的串行式作业转变为并行作业，建立一种全新的设计和生产技术管理体制，缩短产品的开发周期，提高劳动生产率。

如今世界各大航空、航天及汽车等制造业巨头不但广泛采用CAD/CAM技术进行产品设计，而且投入大量的人力物力及资金进行CAD/CAM软件的开发，以保持自己技术上的领先地位和国际市场上的优势。

计算机辅助建筑设计（ComputerAidedArchitectureDesign，简称CAAD）是CAD在建筑方面的应用，它为建筑设计带来了一场真正的革命。

随着CAAD软件从最初的二维通用绘图软件发展到如今的三维建筑模型软件，CAAD技术已开始被广为采用，这不但可以提高设计质量，缩短工程周期，还可以节约2%至5%的建设投资，而近几年来我国每年的基本建设投资都有几千亿元之多，如果全国大小近万个工程设计单位都采用CAD技术，则可以大大提高基本建设的投资效益。

CAD技术还被用于轻纺及服装行业中。

以前我国纺织品及服装的花样设计、图案的协调、色彩的变化、图案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢、效率低，而目前国际市场上对纺织品及服装的要求是批量小、花色多、质量高、交货要迅速，这使得我国纺织产品在国际市场上的竞争力不强。

采用

CAD技术以后，大大加快了我国纺织及服装企业走向国际市场的步伐。

如今，CAD技术已进入到人们的日常生活中，在电影、动画、广告和娱乐等领域大显身手。

电影拍摄中利用CAD技术已有十余年的历史，美国好来坞电影公司主要利用CAD技术构造布景，可以利用虚拟现实的手法设计出人工不可能做到的布景。

这不仅能节省大量的人力、物力，降低电影的拍摄成本，而且还可以给观众造成一种新奇、古怪和难以想像的环境，获得极大的票房收入。

比如美国的《星球大战》、《外星人》、《侏罗纪公园》等科幻片以及完全用三维计算机动画制作的影片《玩具总动员》，都取得了极大的成功。

轰动全球的大片《泰坦尼克》应用了大量的三维动画制作，用计算机真实地模拟了泰克尼克航行、沉船的全过程。

此外，动画和广告制作中也充分利用了计算机造型技术，实质上也是一种虚拟现实技术。

虚拟现实技术还被用于各种模拟器及景物的实时漫游、娱乐游戏中。

近十年来，在CIMS工程和CAD应用工程的推动下，我国计算机辅助设计技术应用越来越普遍，越来越多的设计单位和企业采用这一技术来提高设计效率、产品质量和改善劳动条件。

目前，我国从国外引进的CAD软件有好几十种，国内的一些科研机构、高校和软件公司也都立足于国内，开发出了自己的CAD软件，并投放市场，我国的CAD技术应用呈现出一片欣欣向荣的景象。