CADCAM制图.doc

工业系统认识报告CAD/CAM初步实践报告学号 61110129 姓名 任晨曦 成绩_ _ 一、 问答题 1. 什么是CAD、CAM、CAD/CAM集成？(1).CAD技术CAD得中文意思是计算机辅助设计（Computer Aided Design, 简称CAD），CAD是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求解组，紧密批核，发挥各自所长，从而使其工作优于每一方，并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能，CAD是工程技校人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总成。就目前情况而言，CAD是指工程技术人员以计算机为工具，运用自身的知识和经验，对产品或工程进行方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等设计活动的总成，是一门多学科综合应用的新技术。CAD是一种新的设计方法，它采用计算机系统辅助设计人员完成设计的全过程，将计算机的海量数据存储和高速数据处理能力与人的创造性思维和综合分析能力有机结合起来，充分发挥各自所长，使设计人员摆脱繁重的计算和绘图工作，从而达到最佳设计效果。CAD对加速工程和产品和开发、缩短设计制造周期、提高质量、降低成本、增强企业创新能力发挥着重要作用。一般认为，CAD系统应具有几何建模、工程分析、模拟仿真、工程绘图等主要功能。一个完整的CAD系统应由人机交互接口、科学计算、图形系统和工程数据库等组成。人机交互接口是设计、开发、应用和维护CAD系统的界面，经历了从字符用户接口、图形用户接口、多媒体用户接口到网络用户接口的发展过程。图形系统是CAD系统的基础，主要有几何（特征）建模、自动绘图（二位工程图、三维实体图等）、动态仿真。科学计算是CAD系统的主题，主要有有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等。工程数据库是对设计过程中使用和产生的数据、图形、图像及文档等进行存储和管理。就CAD技术目前可实现的功能而言，CAD作业过程是在由设计人员进行产品概念设计的基础上从建模分析，完成产品几何模型的简历，然后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。从CAD作业过程可以看出，CAD技术也是一项产品建模技术，它是将产品的物理模型转化为产品的数据模型，并把简历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。(2).CAM技术CAM中文意思是计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing, 简称CAM），一般而言，CAM是指计算机在制造领域有关应用的统称，有广义CAM和狭义CAM之分。所谓广义CAM，是指利用计算机辅助完成从生产准备工作到产品制造过程中的直接和间接的各种活动，包括工艺准备、生产作业计划、物流过程的运行控制、生产控制、质量控制等主要方便。其中工艺准备包括计算机辅助工艺过程设计、计算机辅助工装设计与制造、NC编程、计算机辅助工时定额和材料定额的编制等内容；物流过程的运行控制包括物料的加工、装配、检验、输送、储存等生产活动。而狭义CAM通常指数控程序的编制，包括刀具路线的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及后置处理和NC代码生成等。CAM中核心的技术是数控加工技术。数控加工主要分程序编制和加工过程两个步骤。程序编制是根据图纸或CAD信息，按照数控机床控制系统的要求，确定加工指令，完成零件数控程序编制；加工过程是将数控程序传输给数控机床，控制机床各坐标的伺服系统，驱动机床，使刀具工件严格按执行程序的规定相对运动，加工出符合要求的零件。作为应用性、实践性极强的专业技术，CAM直接面向数控生产实际。生产实际的需求是所有技术发展与创新的原动力，CAM在实际应用中已经取得了明显的经济效益，并且在提高企业市场竞争能力方面发挥着重要作用。(3).CAD/CAM技术集成。CAD/CAM技术集成自20实际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、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有狭义和广义之分，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和共享。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子系统高校、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集成技术是个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（Computer Integrated Manufacturing System,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。2. 网络化制造的特征有那些？（1）网络化网络化制造是以Internet/Extranet/Intranet为基础的，联盟企业的信息主要是通过网络床底和共享来实现快速相响应，信息和通讯技术是网络化制造的最基本得支撑技术。（2）协同化网络化制造系统实施应用得主要技术目标是实现协同，这也是网络化制造模式区别于其他先进制造模式的主要特点之一。（3）敏捷化由于网络化制造面对的一个不断变化和不可预测的市场环境，为实现快速响应市场变化的需求，其产品和生产过程应能根据需要进行快速重组，实现模块化和系列化，增加网络化制造响应市场的敏捷度。（4）集成化网络化制造不仅强调BPR进行内部业务流程重组，实现企业内部资源得集成，而且需要通过Internet/Extranet/Intranet将分布在不同地域和不同单位的设计资源、智力资源和制造资源等集成来协同运作，涉及到合作伙伴之间的信息流、物流和工作流的集成。（5）远程化网络化制造在空间上几乎是无限地延伸了企业运作空间，企业间通过利用网络化制造系统，可以对远程的资源和过程进行控制和管理，方便的与远在千里的客户、合作伙伴、供应商进行协同化工作。3. 简述数字化设计制造的流程。（1）订单确认（2）概念设计及总体设计 CAD 2D 3D（3）零件设计、部件设计及关键性分析 CAD 2D 3D/ CAE（4）二维工程图 CAD 2D（5）工艺编制及工装设计 CAPP（6）工艺汇总及生产准备 CAPP（7）采购清单与生产加工 CAM/ DNC（8）产品装配（9）安装维护4. 查找有关资料，说出2-5个典型的CAD/CAM软件及其适用范围。（1） CATIA。CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的缩写。软件以其强大的曲面设计功能而在飞机、汽车、轮船等设计领域享有很高的声誉。CATIA的曲面造型功能体现在它提供了极丰富的造型工具来支持用户的造型需求。比如其特有的高次Bezier曲线曲面功能，次数能达到15，能满足特殊行业对曲面光滑性的苛刻要求。价格高，市场占有率比较少。（2） 中望CAD。中望CAD在运用CAD软件进行绘图设计的过程中，还会运用到一些相关的资源性文件，如：字体、填充图案（.pat）、线型（.lin）、打印样式（.ctb）以及支持简化命令自定义的.pgp文件。 其中，字体文件又分为系统本身所包含的TrueType字体（.ttf）和CAD字形文件（.shx）。多用于处理二维图像。（3） Cimatron。今天在世界范围内的四千多客户在使用Cimatron的CAD/CAM解决方案为各种行业制造产品。这些行业包括：汽车、航空航天、计算机、电子、消费类商品、医药、军事、光学仪器、通讯和玩具等行业.（4） EdgecamEdgecam.EdgecamEdgecam是由英国Planit开发研制的自动化数控编程软件。Edgecam可与当今主流CAD软数据件集成，并且实现无障碍的数据传输。充分发挥了实体与刀具路径之间的关联，如实体的几何特征（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。适用加工范围：Edgecam的四轴加工示意图铣 切 - 二轴半到五轴数控铣切设备。车 削 - 基本数控车床、CY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。二、 设计题根据课堂对于CAXA实体设计、CAXA电子图板的讲解，设计一个零件，用实体设计造型、用电子图板绘制工程图，并调出图幅，作出标注。请将设计的截图用word文档的形式打印附在报告上。设计截图：电子图版：三、 程序代码设计一轴类零件，用CAXA数控车生成FANUC系统的程序代码，将代码复制到word文档中打印附在报告上。代码：$SPN_CW $SPN_F $CONST_VC $CHANGE_TOOL $TOOL_NO $COMP_NO G99 $COOL_ON;%;01234;N10 G50 S0;N12 G00 G97 S1 T0101;N14 M03;N16 M08;N18 G00 X100.000 Z100.000 ;N20 G00 X100.000 Z0.100 ;N22 G00 X29.584 Z0.100; N24 G00 X24.584 Z0.100 ;N26 G01 X24.584 Z-67.600 F0.100 ;N28 G00 X29.584 Z-67.600 ;N30 G00 X29.584 Z0.100; N32 G00 X22.584 Z0.100 ;N34 G01 X22.584 Z-67.600 F0.100; N36 G00 X27.584 Z-67.600 ;N38 G00 X27.584 Z0.100; N40 G00 X20.584 Z0.100 ;N42 G01 X20.584 Z-67.600 F0.100 ;N44 G00 X25.584 Z-67.600 ;N46 G00 X25.584 Z0.100 ;N48 G00 X18.584 Z0.100 ;N50 G01 X18.584 Z-67.600 F0.100 ;N52 G00 X23.584 Z-67.600 ;N54 G00 X23.584 Z0.100 ;N56 G00 X16.584 Z0.100 ;N58 G01 X16.584 Z-67.600 F0.100; N60 G00 X21.584 Z-67.600 ;N62 G00 X21.584 Z0.100; N64 G00 X14.584 Z0.100; N66 G01 X14.584 Z-37.541 F0.100 ;N68 G03 X14.584 Z-52.459 I-21.334 K-7.459; N70 G01 X14.584 Z-62.900 ;N72 G01 X15.000 Z-62.900 ;N74 G03 X15.100 Z-63.000 I0.000 K-0.100 ;N76 G01 X15.100 Z-67.500 ;N78 G00 X20.100 Z-67.500 ;N80 G00 X20.100 Z0.100 ;N82 G00 X14.584 Z0.100 ;N84 G01 X14.584 Z-37.541 F0.100; N86 G00 X19.584 Z-37.541 ;N88 G00 X19.584 Z0.100; N90 G00 X12.584 Z0.100 ;N92 G01 X12.584 Z-33.297 F0.100 ;N94 G03 X14.584 Z-37.541 I-19.334 K-11.703 ;N96 G00 X19.584 Z-37.541 ;N98 G00 X19.584 Z0.000; N100 G00 X11.350 Z0.000 ;N102 G01 X11.350 Z-4.500 F0.100 ;N104 G03 X11.330 Z-4.560 I-0.100 K-0.000 ;N106 G02 X10.584 Z-5.617 I17.920 K-13.440 ;N108 G01 X10.584 Z-30.383 ;N110 G02 X11.330 Z-31.440 I18.666 K12.383 ;N112 G03 X12.584 Z-33.297 I-18.080 K-13.560 ;N114 G00 X17.584 Z-33.297 ;N116 G00 X17.584 Z-5.617; N118 G00 X10.584 Z-5.617 ;N120 G02 X8.584 Z-9.359 I18.666 K-12.383 F0.100 ;N122 G01 X8.584 Z-26.641 ;N124 G02 X10.584 Z-30.383 I20.666 K8.641 ;N126 G00 X15.584 Z-30.383 ;N128 G00 X15.584 Z-9.359 ;N130 G00 X8.584 Z-9.359 ;N132 G02 X8.584 Z-26.641 I20.666 K-8.641 F0.100; N134 G00 X19.584 Z-26.641; N136 G00 X19.584 Z-37.541; N138 G00 X14.584 Z