第1章CADCAM技术概论(计算机辅助设计与制造).ppt

第1章CAD CAM技术概论 1 1制造业信息化中的计算机辅助技术1 2CAD CAM技术内涵1 3CAD CAM系统的工作过程与主要任务1 4CAD CAM系统的硬件与软件1 5CAD CAM技术的发展历程与趋势 1 1制造业信息化中的计算机辅助技术 制造业信息化是当前制造业前沿发展方向制造业信息化是CAD CAM集成技术发展的必然结果 自20世纪70年代中期以来 出现了很多计算机辅助的分散系统 如CAD CAE CAPP CAM等 分别在产品设计自动化 工艺过程设计自动化和数控编程自动化等方面起到了重要作用 但是这些各自独立的系统不能实现系统之间信息的自动交换和传递 例如 CAD系统的设计结果不能直接为CAPP系统所接受 若进行工艺过程设计 仍需要设计者将CAD输出的图样文档转换成CAPP系统所需要的输入信息 所以 随着计算机辅助技术日益广泛的应用 人们很快认识到 只有当CAD系统一次性输入的信息能为后续环节 如CAE CAPP CAM 继续应用时才能获得最大的经济效益 为此 提出了CAD到CAM集成的概念 并首先致力于CAD CAE CAPP和CAM系统之间数据自动传递和转换的研究 以便将已存在和使用的CAD CAE CAPP CAM系统集成起来 有人认为 CAD有狭义及广义之分 狭义CAD就是单纯的计算机辅助设计 而广义CAD则是CAD CAE CAPP CAM的高度集成 不论何种计算机辅助软件 其软件功能不同 其市场定位不同 但其发展方向却是一致的 这就是CAD CAE CAPP CAM的高度集成 CAD CAM集成技术的关键是CAD CAPP CAM CAE各系统之间的信息自动交换与共享 集成化的CAD CAM系统借助于工程数据库技术 网络通信技术以及标准格式的产品数据接口技术 把分散于机型各异的各个CAD CAPP CAM子系统高效 快捷地集成起来 实现软 硬件资源共享 保证整个系统内信息的流动畅通无阻 CAD CAM集成技术是各计算机辅助单元技术发展的必然结果 随着信息技术 网络技术的不断发展和市场全球化进程的加快 出现了以信息集成为基础的更大范围的集成技术 譬如将企业内经营管理信息 工程设计信息 加工制造信息 产品质量信息等融为一体的计算机集成制造系统 ComputerIntegratedManufacturingSystem 简称CIMS 而CAD CAM集成技术是计算机集成制造系统 并行工程 敏捷制造等先进制造系统中的一项核心技术 CAD CAM系统在制造信息化计算机制造系统中的地位和作用 1 2CAD CAM技术内涵 CAD CAM技术是制造工程技术与计算机技术紧密结合 相互渗透而发展起来的一项综合性应用技术 具有知识密集 学科交叉 综合性强 应用范围广等特点 CAD CAM技术 是先进制造技术的重要组成部分 使传统的产品设计 制造内容和工作方式等都发生了根本性的变化 成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一 1 2 1什么是CADCAD是一个过程 设计人员进行产品概念设计 完成产品几何模型的建立 抽取模型中的有关数据进行工程分析 计算和修改 最后编辑全部设计文档 输出工程图 CAD是一项产品建模技术 CAD技术把产品的物理模型转化为产品数据模型 并把产品的数据模型存储在计算机内供后续的计算机辅助技术所共享 驱动产品生命周期的全过程 CAD系统应包括 产品的概念设计 产品的三维建模 产品性能分析和仿真 称为CAE 对设计结果进行判断和反复修改产品结构 直到获得产品的优化设计 并以图纸形式和文本文件输出结果 把产品的数据模型存入数据库供后续的CAX共享 1 2 2什么是CAE技术 CAE ComputerAidedEngineering 从字面上理解是计算机辅助工程分析 准确地讲 就是指工程设计中的分析计算 分析仿真和结构优化 CAE是从CAD中分支出来的 起步稍晚 其理论和算法经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程 随着计算机技术的不断发展 CAE系统的功能和计算精度都有很大提高 各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生 并已成为工程和产品结构分析 校核及结构优化中必不可少的数值计算工具 CAE技术和CAD技术的结合越来越紧密 在产品设计中 设计人员如能将CAD与CAE技术良好融合 就可以实现互动设计 从而保证企业从生产设计环节上达到最优效益 分析是设计的基础 设计与分析集成是必然趋势 CAE技术应用 目前CAE技术已被广泛应用于国防 航空航天 机械制造 汽车制造等各个工业领域 CAE技术作用 能够对创新的设计方案快速实施性能与可靠性分析 进行虚拟运行模拟 及早发现设计缺陷 实现优化设计 在创新的同时 提高设计质量 降低研究开发成本 缩短研发周期 1 2 3什么是计算机辅助工艺设计 CAPP CAPP定义 是根据产品设计结果进行产品的加工方法设计和制造过程设计 CAPP系统的功能 包括毛坯设计 加工方法选择 工序设计 工艺路线制定和工时定额计算等 工序设计 包括加工设备和工装的选用 加工余量的分配 切削用量选择以及机床 刀具的选择 必要的工序图生成等内容 工艺设计 是产品制造过程中技术准备工作的一项重要内容 是产品设计与实际生产的纽带 是一个经验性很强且随制造环境的变化而多变的决策过程 随着现代制造技术的发展 传统的工艺设计方法已经远远不能满足自动化和集成化的要求 CAPP在CAD CAM中起桥梁和纽带作用 CAD接受来自CAD的产品几何拓扑信息 材料信息及精度 粗糙度等工艺信息 并向CAD反馈产品的结构工艺性评价信息CAM向CAM提供零件加工所需的设备 工装 切削参数 装夹参数以及刀具轨迹文件 同时接受CAM反馈的工艺修改意见 1 2 4什么是CAM狭义CAM 指计算机辅助编制数控机床加工指令 包括 刀具路径规划 刀位文件生成 刀具轨迹仿真 NC代码生成以及与数控装置的软件接口等 广义CAM 指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动 包括 直接制造过程和间接制造过程 主要包括工艺过程设计 工装设计 NC自动编程 生产作业计划 生产控制 质量控制等 凡涉及零件加工与检验 产品装配与检验的环节都属于广义CAM的范畴 1 2 5什么是CAD CAM技术 1 3CAD CAM系统的工作过程与主要任务 1 3CAD CAM系统的工作过程与主要任务 为实现这些功能 CAD CAM系统的运行环境由硬件 软件和人三大部分所构成 如图所示 任何功能强大的计算机硬件和软件均只是辅助设计工具 CAD CAM系统的运行离不开人的创造性思维活动 因此 人在系统中起着关键的作用 目前CAD CAM系统基本都采用人机交互的工作方式 这种方式要求人与计算机密切合作 发挥各自所长 计算机在信息的存储与检索 分析与计算 图形与文字处理等方面具有特有的功能 人则在创造性思维 综合分析 经验判断等方面占有主导地位 1 4CAD CAM系统的硬件与软件 1 4CAD CAM系统的硬件与软件 CAD CAM硬件设备 硬件包括 主要计算机及其外围设备等具有有形物质的设备 广义上讲还包括用于数控加工的机械设备和机床等 硬件是CAD CAM系统运行的基础 硬件的每一次技术突破都带来CAD CAM技术革命性的变化 CAD CAM的软件体系结构 软件是CAD CAM系统的核心 包括系统软件 各种支撑软件和应用软件等 硬件提供了CAD CAM系统潜在的能力 系统功能的实现由系统中的软件运行完成 CAD CAM的软件层次关系 CAD CAM的软件组成计算机软件 控制CAD CAM系统运行 并使计算机发挥最大功效的计算机程序 数据以及各种相关文档 程序是对数据进行处理并指挥计算机硬件工作的指令集合 是软件的主要内容 文档是指关于程序处理结果 数据库 使用说明书等 文档是程序设计的依据 其设计和编制水平在很大程度上决定了软件的质量 只有具备了合格 齐全的文档 软件才能商品化 1 系统软件系统软件 是用户与计算机硬件连接的纽带 是使用 控制 管理计算机的运行程序的集合 由计算机制造商或软件公司开发 有两个显著的特点 通用性 不同应用领域的用户都需要使用系统软件 基础性 即支撑软件和应用软件都需要在系统软件的支持下运行 工程训练中心 系统软件主要包括三大部分 操作系统 编程语言系统网络通信及其管理软件 操作系统 是系统软件的核心 是CAD CAM系统的灵魂 它控制和指挥计算机的软件资源和硬件资源 其主要功能是硬件资源管理 任务队列管理 硬件驱动程序 定时分时系统 基本数学计算 日常事务管理 错误诊断与纠正 用户界面管理和作业管理等 工程训练中心 操作系统 依赖于计算机系统的硬件 用户通过操作系统使用计算机 任何程序需经过操作系统分配必要的资源后才能执行 目前操作系统有 Windows UNIX Linux等 编程语言系统 主要完成源程序编辑 库函数及管理 语法检查 代码编译 程序连接与执行 工程训练中心 编程语言分类 程序设计方法 结构化 面向对象编程对计算机硬件依赖程度 低级 高级语言 目前广泛使用面向对象的编程语言 如VisualC VisualBasic Java等 网络通信及其管理软件 主要包括网络协议 网络资源管理 网络任务管理 网络安全管理 通信浏览工具等内容 国际标准的网络协议方案为 开放系统互连参考模型 OSI 它分为七层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层和物理层 目前CAD CAM系统中流行的主要网络协议包括TCP IP协议 MAP协议 TOP协议等 工程训练中心 2 支撑软件支撑软件是CAD CAM软件系统的重要组成部分 一般由商业化的软件公司开发 支撑软件是满足共性需要的CAD CAM通用性软件 属知识密集型产品 这类软件不针对具体的应用对象 而是为某一应用领域的用户提供工具或开发环境 支撑软件一般具有较好的数据交换性能 软件集成性能和二次开发性能 工程训练中心 根据支撑软件的功能可分为功能单一型和功能集成型软件 功能单一型支撑软件只提供CAD CAM系统中某些典型过程的功能 如交互式绘图软件 三维几何建模软件 工程计算与分析软件 数控编程软件 数据库管理系统等 功能集成型支撑软件提供了设计 分析 造型 数控编程以及加工控制等综合功能模块 如Pro E UG CATIA等 工程训练中心 功能单一型支撑软件 1 交互式绘图软件这类软件主要以交互方法完成二维工程图样的生成和绘制 具有图形的编辑 变换 存储 显示控制 尺寸标注等功能 具有尺寸驱动参数化绘图功能 有较完备的机械标准件参数化图库等 这类软件绘图功能很强 操作方便 价格便宜 在微机上采用的典型产品是AutoCAD以及国内自主开发的CAXA电子图板 PICAD 高华CAD等 功能单一型支撑软件 2 三维几何建模软件这类软件主要解决零部件的结构设计问题 为用户提供完整准确地描述和显示三维几何形状的方法和工具 具有消隐 着色 浓淡处理 实体参数计算 质量特性计算 参数化特征造型及装配和干涉检验等功能 具有简单曲面造型功能 价格适中 易于学习掌握 这类软件目前在国内的应用主要以MDT SolidWorks和SolidEdge为主 功能单一型支撑软件 3 工程计算与分析软件这类软件的功能主要包括基本物理量计算 基本力学参数计算 产品装配 公差分析 有限元分析 优化算法 机构运动学分析 动力学分析及仿真与模拟等 有限元分析是核心工具 目前比较著名的商品化有限元分析软件有SAP ADINA ANSYS NASTRAN等 仿真与模拟软件有ADAMS 功能单一型支撑软件 4 数控编程软件这类软件一般具有刀具定义 工艺参数的设定 刀具轨迹的自动生成 后置处理及切削加工模拟等功能 应用较多的有MasterCAM SurfCAM及CAXA制造工程师等 功能单一型支撑软件 5 数据库管理系统工程数据库是CAD CAM集成系统的重要组成部分 工程数据库管理系统能够有效地存储 管理和使用工程数据 支持各子系统间的数据传递与共享 目前比较流行的数据库管理系统有ORACLE SYBASE FOXPRO FOXBASE等 功能集成的支撑软件 功能集成型支撑软件 提供了设计 分析 造型 数控编程以及加工控制等综合功能模块 如Pro E UG CATIA等 3 应用软件是在系统软件和支撑软件的基础上 针对专门应用领域的需要而研制的软件 这类软件通常由用户结合当前设计工作需要自行开发或委托软件开发商进行开发 应用软件开发可以基于支撑软件平台进行二次开发 也可以采用常用的程序设计工具进行开发 目前常见的支撑软件均提供了二次开发工具 工程训练中心 1 4 4常用的CAD CAM系统 常用的3C软件系统 Pro E Pro Engineer操作软件 Pro E Pro Engineer操作软件 是美国参数技术公司 ParametricTechnologyCorporation 简称PTC 的重要产品 在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位 并作为当今世界机械CAD CAE CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广 是现今最成功的CAD CAM软件之一 Pro E Pro E第一个提出了参数化设计的概念 并且采用了单一数据库来解决牲的相关性问题 另外 它采用模块化方式 用户可以根据自身的需要进行选择 而不必安装所有模块 Pro E的基于特征方式 能够将设计至生产全过程集成到一起 实现并行工程设计 它不但可以应用于工作站 而且也可以应用到单机上 Pro E采用了模块方式 可以分别进行草图绘制 零件制作 装配设计 钣金设计 加工处理等 保证用户可以按照自己的需要进行选择使用 Pro Engineer和WildFire是PTC官方使用的软件名称 但在中国用户所使用的名称中 并存着多个说法 比如ProE Pro E 破衣 野火 WildFire proe3 0 proe4 0等等都是指Pro Engineer软件 UGNX UG UnigraphicsNX 是EDS公司出品的一个产品工程解决方案 它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段 UnigraphicsNX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求 提供了经过实践验证的解决方案 来自SiemensPLMSoftware旗下的CAD软件UGNX UG主要功能 工业设计和风格造型产品设计NC加工模具设计开发解决方案 UG主要客户包括 通用汽车 通用电气 福特 波音麦道 洛克希德 劳斯莱斯 普惠发动机 日产 克莱斯勒 以及美国军方 几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采用UG进行设计 充分体现UG在高端工程领域 特别是军工领域的强大实力 在高端领域与CATIA并驾齐驱 CATIA CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案 作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分 它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品 并支持从项目前阶段 具体的设计 分析 模拟 组装到维护在内的全部工业设计流程 CATIA竞争优势 CATIA的竞争对手包括UGNX Pro E Topsolid Cinmatron 其中NX和Pro E与CATIA可谓三分天下 目前CATIA在设计与工程软件中占有最多的市场份额 这来源于其如此强大的客户来源和军工背景 与其竞争对手相比 CATIA的优势在于赏心悦目的界面 易用而强大的功能 在汽车 航空航天 造船等专用行业强大的功能支持等 IT老大IBM的全球销售合作 还有很重要的一点 就是来自CATIA母公司 达索系统DassaultSystemes其他兄弟软件的支持 CATIA的兄弟软件 1 Delmia 强大的生产线规划和管理软件 配合Catia完成制造可行性分析和实施 2 Enovia 强大的数据管理和设计支持系统3 Smarteam 强大的PLM软件 与UGSTeamCenter并列为PLM最成功的软件 PLM的鼻祖 4 VPM 设计数据共享平台 跨国公司各设计中心可使用此软件进行数据和信息状态共享5 Solidworks 三维工程软件在全球中端市场的统治者 被达索公司收购后 成为打击其他中端软件的招牌武器 并且有效的支持高端软件CATIA在中低端市场的渗透6 Abaqus 最强大的FEM软件之一 优势是非线性 动态 隐式计算 成为可以有效解决汽车与航空航天领域复杂问题的有效工具 与LS DYNA并列为高端CAE软件2巨头 CATIA主要客户 主要客户CATIA比较广泛的用于汽车 航空航天 轮船 军工 仪器仪表 建筑工程 电气管道 通信等方方面面 最大的客户有 通用 同时使用UG 波音麦道 空客 福特 大众 戴克 宝马 沃尔沃 标致雪铁龙 丰田 本田 雷诺 达索飞机 菲亚特 三菱汽车 西门子 博世 现代 起亚 中国的上汽 一汽 东风等大公司 欧盟以及其成员国军方 美国军方都是其忠实的用户 CATIAV5单机版本 CATIAV4版本具有强大的曲面 结构设计能力 无以伦比的精度 目前为以上客户的主要设计软件 波音777飞机除了发动机以外的所有零部件以及总装完全采用CATIAV4 从概念设计到最后调试运行成功实现完全无纸化办公 可见CATIA功能之强大 CATIAV4只能运行在IBM的UNIX图形工作站上 为了更通用的运行于各种不同的图形工作站平台和PC V5随之诞生 它包括服务器 工作站版本和单机节点版本 工作站版本可运行于各种类型的图形工作站和Windows或各种版本的Unix操作系统下 Linux下不行 而单机版本可运行于PC机 笔记本上Windows或其他操作系统下 非常赏心悦目的软件界面 较之V4更简单易用但更强大功能使CATIAV5成为福特 丰田等公司转向CATIA的原因 而大众 戴克 标致雪铁龙等公司也因此不遗余力的从V4平台转向V5 catia建模技术 应用CATIA的丰田F1 应用CATIA的波音777 CATIAV6R2011 SolidWorks SolidWorks SolidWorks为达索系统 DassaultSystemesS A 下的子公司 专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品 达索公司是负责系统性的软件供应 并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务 该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统 包括设计 工程 制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统 著名的CATIAV5就出自该公司之手 目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列 SolidWorks SolidWorks公司成立于1993年 由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起 总部位于马萨诸塞州的康克尔郡 Concord Massachusetts 内 当初所赋予的任务是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统 从1995年推出第一套SolidWorks三维机械设计软件至今 它已经拥有位于全球的办事处 并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品 Solidworks现已被法国DassaultSystemes公司收购 作为其中端主流市场的主打品牌 Solidworks Solidworks功能强大 易学易用和技术创新是SolidWorks的三大特点 使得SolidWorks成为领先的 主流的三维CAD解决方案 SolidWorks能够提供不同的设计方案 减少设计过程中的错误以及提高产品质量 SolidWorks不仅提供如此强大的功能 同时对每个工程师和设计者来说 操作简单方便 易学易用 如果你熟悉微软的Windows系统 那你基本上就可以用SolidWorks来搞设计了 SolidWorks独有的拖拽功能使你能在比较短的时间内完成大型装配设计 SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器 用它可以方便地管理CAD文件 使用SolidWorks 你能在比较短的时间内完成更多的工作 能够更快地将高质量的产品投放市场 Solidworks 在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中 设计过程最简便 最方便的莫过于SolidWorks了 就象美国著名咨询公司Daratech所评论的那样 在基于Windows平台的三维CAD软件中 SolidWorks是最著名的品牌 是市场快速增长的领导者 在无与伦比的设计功能和易学易用的操作 包括Windows风格的拖 放 点 击 剪切 粘贴 使用SolidWorks 整个产品设计是可百分之百可编辑的 零件设计 装配设计和工程图之间的是全相关的 Solidworks主要竞争对手 西门子公司的UGNX PTC公司的PRO E AutoDesk公司的Inventor SolidEdge概念到产品 SolidEdge SolidEdge是SiemensPLMSoftware公司旗下的三维CAD软件 采用SiemensPLMSoftware公司自己拥有专利的Parasolid作为软件核心 将普及型CAD系统与世界上最具领先地位的实体造型引擎结合在一起 是基于Windows平台 功能强大且易用的三维CAD软件 与其它CAD的集成能力 SolidEdge提供了一个全新的数据集成平台 可以方便迅捷地实现SolidEdge与办公自动化软件和其他CAD CAM CAE软件的集成 SolidEdge通过与一流的CAE和CAM应用软件直接工作 可以提供自动分析和加工制造所需的各种设计数据 高性能的解决方案与SolidEdge结合 可以消除创建重复数据 最大限度地降低设计 分析和生产之间的延误 现世界范围内有200多个SolidEdge的合作伙伴 SolidEdge采用Parasolid作为造型核心 可以与所有基于Parasolid的CAD CAM和CAE软件集成 另外 SolidEdge内置的双向数据转换工具使得设计团队能方便地同其他CAD系统交换数据 其中包括了广泛使用的CAD数据格式 如AutoCAD DXF DWG Pro ENGINEER SolidWorks Inventor Catia及IGES和STEP Sat等中性数据等 再加上直接编辑的能力 SolidEdge把编辑三维数据的能力 从零件级提升到了装配级 使得SolidEdge变成一款跨CAD平台的中性系统 SolidEdge2DDrafting免费二维软件 SolidEdge2DDrafting由SiemensPLMSoftware公司免费提供 展示了SiemensPLMSoftware公司在帮助客户控制成本方面做出的承诺 无论是在全公司范围内还是在特定的二维设计流程中使用二维 您都会从SolidEdge2DDrafting软件中获益 SolidEdge2DDrafting软件提供出色的 经过10多年实践验证的图纸布局 图表编制 标注和尺寸控制等功能 可自动满足范围广泛的绘图标准 包括ISO ANSI BSI DIN JIS和UNI等 SolidEdge2DDrafting具有完整的二维设计功能 同时能够读取 操作和转换所有DWG格式文件 其包含的大量工具可方便二维AutoCAD用户转换升级至三维SolidEdge 包括导入向导 导入文件的WYSIWYG 与AutoCAD字体与颜色方案的匹配 以及许多其他功能 对于那些希望从他们的二维CAD软件中寻求更多价值和生产力的AutoCAD二维用户而言 这是一套非常理想的应用程序 同时SolidEdge2DDrafting提供的GoalSeeking等独特功能可以帮助客户大大提升设计效率 而且它与SolidEdge三维设计完全兼容 不存在任何数据转换问题 免除客户在二维 三维混合设计以及三维迁移过程中数据转换的隐忧 Inventor Inventor Inventor美国AutoDesk公司推出的一款三维可视化实体模拟软件直接在AutodeskInventor软件中进行应力分析借助AutodeskInventor Professional的运动仿真功能 用户能了解机器在真实条件下如何运转 而能节省花费在构建物理样机上的成本 时间和高额的咨询费用 用户可以据实际工况添加载荷 摩擦特性和运动约束 然后通过运行仿真功能验证设计 借助与应力分析模块的无缝集成 可将工况传递到某一个零件上 来优化零部件设计 Mastercam Mastercam是美国CNCSoftware Inc公司开发的基于PC平台的CAD CAM软件 它集二维绘图 三维实体造型 曲面设计 体素拼合 数控编程 刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身 对系统运行环境要求较低 使用户无论是在造型设计 CNC铣床 CNC车床或CNC线切割等加工操作中 都能获得最佳效果 它具有方便直观的几何造型Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境 其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线 曲面零件 Mastercam9 0以上版本还有支持中文环境 而且价位适中 对广大的中小企业来说是最理想的选择 是最经济有效的全方位的软件系统 是工业界及学校广泛采用的CAD CAM系统 包括美国在内的各工业大国皆一致采用本系统作为设计和加工制造的标准 在世界范围内拥有众多的忠实用户 在国际CAD CAM领域 其装机量具世界第一 Mastercam Mastercam不但具有强大稳定的造型功能 可设计出复杂的曲线 曲面零件 而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能 其可靠刀具路径效验功能使Mastercam可模拟零件加工的整个过程 模拟中不但能显示刀具和夹具 还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉 碰撞情况 真实反映加工过程中的实际情况 不愧为一优秀的CAD CAM软件 Mastercam 使用Mastercam实现DNC加工 DNC 直接数控 是指用一台计算机直接控制多台数控机床 其技术是实现CAD CAM的关键技术之一 由于本工件较大 处理的数据多 所生成的程序长 数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求 这样就必须采用DNC加工方式 利用RS 232串行接口 将计算机和数控机床连接起来 利用Mastercam的Communic功能进行通讯 而不必考虑机床的内存不足问题 Mastercam 经大量的实践 用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便 而且能对加工过程进行实时仿真 真实反映加工过程中的实际情况 不愧为一优秀的CAD CAM软件 CIMdata公司对CAM软件行业的最新分析排名表明 Mastercam销量再次排名世界第一 是CAD CAM软件行业持续11年销量第一软件巨头 Mastercam强项在3轴数控加工 简单易用 产生的NC程序简单高效 主要竞争对手有UGNX Cimatron Delcam Powermill 诸如CATIA Pro E Solidworks等软件也在CAM方面也有长足的进步 SURFCAM SURFCAM是基于PC机的 运行于Windows及WindowsNT平台的计算机辅助设计和制造系统 SURFCAM应用于二维和三维的机械设计 模型 模具制造 范模 样品制造 产品加工和倒序制造等方面 Surfcam 国加州的Surfware公司开发的Surfcam是基于Windows的数控编程系统 附有全新透视图基底的自动化彩色编辑功能 可迅速而又简捷地将一个模型分解为型芯和型腔 从而节省复杂零件的编程时间 该软件的CAM功能具有自动化的恒定Z水平粗加工和精加工功能 可以使用圆头 球头和方头立铣刀在一系列Z水平上对零件进行无撞伤的曲面切削 对某些作业来说 这种加工方法可以提高粗加工效率和减少精加工时间 V7 0版本完全支持基于微机的实体模型建立 另外Surfware公司和SolidWorks公司签有合作协议 SolidWorks的设计部分将成为Surfcam的设计前端 Surfcam将直接挂在SolidWorks的菜单下 二者相辅相成 EdgeCAM EdgeCAM是由英国Pathtrace公司开发研制的自动化数控编程软件 EdgeCAM可与多个三维CAD软件集成 实现无障碍的数据传输 并且充分发挥了实体与刀具路径之间的关联 如果实体的几何特征 如 高度 深度 直径 在三维软件中被修改 只需将刀具路径进行更新即可 而无须重新编辑 EdgeCAM针对铣切 车削 车铣复合等加工方式提供了完整的解决方案 Edgecam的四轴加工示意图 Edgecam适用加工范围 铣切 二轴半到五轴数控铣切设备 车削 基本数控车床 C Y轴车铣复合数控机床 多主轴多刀架车铣复合数控加工中心 线切割 两轴到四轴数控线切割设备 1 5CAD CAM技术的发展历程与趋势 CAD CAM技术的发展历程 CAD CAM技术的发展与计算机图形学的发展密切相关 并伴随着计算机及其外围设备的发展而发展 计算机图形学中有关图形处理的理论和方法构成了CAD CAM技术的重要基础 20世纪50年代 计算机主要用于科学计算 使用机器语言编程 图形设备仅具有输出功能 美国麻省理工学院 MIT 在其研制的旋风I号计算机上采用了阴极射线管 CRT 作为图形终端 并能被动显示图形 其后出现了光笔 开始了交互式计算机图形学的研究 也为CAD CAM技术的出现和发展铺平了道路 1952年MIT首次试制成功了数控铣床 通过数控程序对零件进行加工 随后MIT研制开发了自动编程语言 APT 通过描述走刀轨迹的方法来实现计算机辅助编程 标志着CAM技术的开端 1956年首次尝试将现代有限单元法用于分析飞机结构 50年代末 出现了平板式绘图仪和滚筒式绘图仪 开始了计算机绘图的历史 此间CAD技术处于酝酿 准备阶段 20世纪60年代 这是交互式计算机图形学发展的最重要时期 1963年MIT学者I E Sutherland发表了题为 人机对话图形通讯系统 的博士论文 首次提出了计算机图形学等术语 由他推出的二维SKETCHPAD系统 允许设计者操作光笔和键盘 在图形显示器上进行图形的选择 定位等交互作业 对符号和图形的存储采用分层的数据结构 这项研究为交互式计算机图形学及CAD技术奠定了基础 也标志着CAD技术的诞生 此后 出现了交互式图形显示器 鼠标器和磁盘等硬件设备及文件系统和高级语言等软件 并陆续出现了许多商品化的CAD系统和设备 例如 1964年美国通用汽车公司研制了用于汽车设计DAC 1系统 1965年美国洛克希德飞机公司开发了CADAM系统 贝尔电话公司也推出了GRAPHIC 1系统等 此间CAD技术的应用以二维绘图为主 在制造领域中 1962年研制成功了世界上第一台机器人 实现物料搬运自动化 1965年产生了计算机数控机床CNC系统 1966年以后出现了采用通用计算机直接控制多台数控机床DNC系统以及英国莫林公司研制的由计算机集中控制的自动化制造系统 20世纪60年代末 挪威开始了CAPP技术的研究 并于1969年正式推出第一个CAPP系统AutoPros 20世纪70年代 计算机图形学理论及计算机绘图技术日趋成熟 并得到了广泛应用 这期间 硬件的性能价格比不断提高 图形输入板 大容量的磁盘存储器等相应出现 数据库管理系统等软件得以应用 以小型 超小型计算机为主机的CAD CAM系统进入市场并形成主流 这些系统的特点是硬件和软件配套齐全 价格便宜 使用方便 形成所谓的交钥匙系统 TurnkeySystem 同时 三维几何建模软件也相继发展起来 出现了一些面向中小企业的CAD CAM商品化系统 法国达索公司率先开发出以表面模型为特点的三维曲面建模系统CATIA 20世纪70年代中期开始创立CAPP系统