CADCAM完整-第1讲绪论及系统硬件与软件ppt课件

机械CAD/CAM技术,第0章CAD/CAM技术绪论,0.1CAD/CAM的发展0.2CAD/CAM技术基本概念0.3CAD/CAM系统的功能和任务0.4CAD/CAM技术的应用,.,0.1CAD/CAM技术的发展,CAD/CAM技术的发展50年代萌芽期：图形显示器(50),NC机床(52),绘图仪(58)60年代成长期:CAD(63),FMS(67),CADAM,GRAPHI等大型CAD/CAM系统问世70年代发展期：CAD/CAM软硬件系统商品化80年代普及期：PC微机和工作站系统广泛使用，从大型企业向中小企业扩展，从发达国家向发展中国家扩展90年代集成期：CAD/CAM集成，CIMS集成,.,CAD/CAM技术的发展,单元技术的发展和应用阶段6070年代如图形软件、数控编程、CADAM、CATIA、UNITGAPHICS、IDEAS等CAD/CAM系统；ADAN、ANSYS、NASTRAN工程分析系统。阶段特征：各功能模块基本形成，数据结构尚不统一，不具备集成性。CAD/CAM的集成阶段20世纪80年代实体造型成熟，特征建模、工程数据库发展；超级微机、工作站占领市场。阶段特征:CAD/CAE/CAM集成性好，应用向三维、集成化发展。面向并行设计制造环境的CAD/CAM阶段自20世纪90年代由面向零件集成向面向产品并行设计发展，要求产品设计一次成功。阶段特征：面向产品全生命周期建模、企业PDM、计算机网络、协同工作模式。,.,CAD/CAM目前研究热点,计算机辅助概念设计需解决建模和推理两大技术难题。计算机支持的协同设计须解决：群体成员间实时、可靠、廉价的信息交换；保证异地、异构环境下协同设计系统可靠运行；群体成员冲突协调解决机制。海量信息的存储、管理和检索技术智能CAD/CAM技术CAD/CAM与虚拟现实技术的集成计算机安全,0.2CAD/CAM技术基本概念0.2.1CAD技术,CAD含义：以计算机为工具，通过人机交互，处理产品设计过程中的图形和数据信息，辅助完成整个产品设计过程的一门综合技术。,0.1CAD/CAM技术基本概念0.1.1CAD技术,CAD基本功能,几何建模,工程分析,仿真模拟,自动绘图,0.2.1CAD技术,CAD系统组成,CAD系统,设计数据库,应用程序库,交互图形库,硬件,软件,0.2.2CAPP技术,CAPP含义：CAPPComputerAidedProcessPlanning是根据产品设计结果,进行产品的加工工艺过程的设计，是一项重要的生产准备工作。,0.2.2CAPP技术,CAPP功能,毛坯设计,工艺路线,工序设计,工时定额,工装设计,余量分配,切削用量,工时定额,机床刀具选用,工序图绘制,0.2.2CAPP技术,CAPP组成,人机交互模块,零件信息描述获取,工艺工序决策,工艺文件生成与管理,零件对象,零件信息库,数据库知识库,工艺文件库,0.2.3CAM技术,CAM含义：CAM-ComputerAidedManufacturing广义CAM：利用计算机完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的各种生产活动，包括工艺准备、生产作业计划、物流控制、质量控制等。狭义CAM：数控加工程序编制。,0.2.4CAD/CAM集成技术,CAD/CAM集成技术：利用数据库技术、网络技术、数据交换和接口技术，实现3C各模块之间信息自动传递、转换和共享的相关技术。,0.2.4CAD/CAM集成技术,CAD,CAPP,CAM,工程图样,工艺文档,NC代码,非集成3C系统输入输出信息流,0.2.4CAD/CAM集成技术,CAD/CAPP/CAM集成信息流,CAD,CAPP,CAM,概念设计几何造型工程分析图形处理,毛坯设计工艺准备工序设计工时定额,工艺准备作业计划物流控制质量保证,0.2.4CAD/CAM集成技术,CAD/CAM系统总体结构,.,0.3CAD/CAM系统的功能与任务,CAD/CAM系统的功能,数控程序,.,0.3CAD/CAM系统的功能与任务,CAD/CAM系统的任务,优化设计,有限元分析,计算机辅助测试技术,.,CAD/CAM系统的功能,几何建模与工程绘图用基本几何实体及其相互关系构造零件或产品三维几何模型，这是后续工作的基础；计算分析进行运动学、动力学、有限元分析，优化设计、计算机辅助测试技术等；工艺设计自动决策生成产品加工所采用的加工方法、工艺路线、工艺参数和加工设备；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，后置处理，生成NC程序。动态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碰撞，分析产品可制造性；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流动和处理。,.,CAD/CAM作业过程,.,CAD/CAM作业过程,创意与构思即需求分析，并进行功能设计，这一部分目前仍主要由人工完成，在条件具备时也可以采用人工智能和专家系统辅助完成。计算机辅助设计与分析人机交互完成产品造型、装配设计、详细设计，进行工程分析和优化。快速原型制造根据产品模型，采用分层堆积原理、以非切削方法，快速廉价的生成与实际产品形状、尺寸一致的产品模型，供分析和评价，进行多方案的比较。计算机辅助工艺规划提取产品数据模型，分析几何特征、工艺特征，对产品进行工艺规程，生产工艺文件。计算机辅助编程利用设计结果和相关工艺信息，自动生成NC控制代码，提高数控编程效率和质量。虚拟制造不消耗资源和能量，也不生产现实世界的产品，借助三维可视的交互环境，对产品从设计、制造到装配的全过程进行全面仿真的技术，保证产品的设计和制造一次成功。,.,0.4CAD/CAM技术的应用,CAD/CAM技术的应用比较成熟的是机械、电子、建筑等领域。CAD/CAM技术集成，实现了设计与制造一体化，具有明显的优越性：减少了设计、计算、制图、制表所需的时间，缩短了设计周期。有利于发挥设计人员的创造性，将他们从大量简单、烦琐的重复劳动中解放出来。由于采用了计算机辅助分析技术，可以从多方案中进行分析、比较，选出最佳方案，有利于实现设计方案的优化。有利于实现产品的标准化、通用化和系列化。减少了零件在车间的流通时间和在机床上装卸、调整、测量、等待切削的时间，提高了加工加工效率。先进的生产设备既有较高的生产过程自动化水平，又能在较大的范围内适应加工对象的变化，有利于企业提高应变能力和市场竞争力。CADCAM的一体化，使产品的设计、制造过程形成一个有机的整体，提高了产品的质量和设计、生产的效率。,.,第1章CAD/CAM系统硬件和软件,软件核心,人关键,硬件基础,CAD/CAM系统组成,.,1.1CAD/CAM系统组成,软件核心,人关键,硬件基础,CAD/CAM系统组成,人：有着不可替代主导作用硬件：是基础，包括主机、计算机外部设备以及网络通讯设备等软件：是核心，决定系统性能的优劣，包括操作系统、支撑软件、应用软件等；,.,1.2CAD/CAM系统硬件,CAD/CAM系统硬件组成,.,1.2CAD/CAM系统硬件,存贮器,计算机主机,输入装置,生产装备,输出装置,计算机网络,CAD/CAM系统硬件组成,.,1.2CAD/CAM系统硬件,计算机主机：中小型计算机：由于大型复杂设计计算和分析；工程工作站：具有强大的图形处理、高速计算和网络通信能力；微型计算机：性能价格比高，软件丰富，操作容易，是CAD/CAM主流机型。,.,1.2CAD/CAM系统硬件,输入装置：键盘鼠标：最典型常用的输入装置；数字化仪：通过电磁感应原理进行图形坐标点输入；图形扫描仪：能快速完成图形信息的输入，生成位图信息，经矢量化处理将位图转换为矢量化图形；数码相机：将光学真实图象转换为数字图象；其他输入装置：如触摸屏、声响交互输入等。,.,1.2CAD/CAM系统硬件,输出装置：图形显示器：最基本的输出装置，由图形卡支持；打印机：有针式、喷墨、激光打印机之分；自动绘图仪：有笔式绘图仪、喷墨绘图仪，有滚筒绘图仪、平板绘图仪之分。,.,1.2CAD/CAM系统硬件,存储器：内存储器：存储当前所需的数据和程序，半导体材料，访问速度快，成本高，存储量有限，存储信息掉电丢失；外存储器：存储CPU暂时不用的数据和程序，存储量大，能长期保存。有软盘、硬盘、光盘、USB之分。,.,1.3CAD/CAM系统的软件,应件用软,支件撑软,系统软件,CAD/CAM系统的软件组成,.,1.3CAD/CAM系统的软件,系统软件：操作系统：计算机软件核心，有CPU管理、内存管理、I/O管理、文件管理等功能，常用操作系统有DOS、Windows、Unix、OS/2等。语言编译系统：如Basic、C/C+、LISP等编译系统，是将高级语言转换为计算机机器语言。图形接口标准：如GKS、PHIGS、GL/OpenGL等图形接口标准，独立于硬件设备和各种不同的计算机语言。,.,1.3.3CAD/CAM系统的软件,支撑软件：交互绘图软件：主要完成二维工程图样的绘制，如AutoCAD、PICAD高华CAD开目CAD等。三维造型软件：如MDT、Solidworks、Solidedge等。数控编程软件：如MasterCAM、SurfCAM等。工程分析软件：如SAP、ADINA、NASTRAN、ANSYS等。综合集成支撑软件：如I-DEAS、UGII、PRO/E、CATIA等,具有CAD、CAE、CAM等综合功能。,.,1.3CAD/CAM系统的软件,应