CADCAMPPT教学课件

1、 先进制造技术是当今世界经济和社会发展的重要推动力。在20世纪90年代，制造技术已进入了计算机辅助制造的时代，它是通过一个计算机分级结构网络来监测、控制和管理制造过程各个阶段的工作，其中包括生产管理与控制、工程设计与分析等方面。在制造系统中，存在着以生产对象为中心，由原材料、毛坯、零件、成品构成的物质流，以生产管理和信息管理等管理技术为主体的信息流以及为了保证生产活动正常进行而必须的能量流。 1.1 CAD/CAM技术基本概技术基本概念念第1页/共37页 1.1 CAD/CAM技术基本概技术基本概念念 1 1、CADCAD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

2、和数据信息，辅助完成整个产品设计过程的一门综合技术。第2页/共37页CAD基本功能几何造型工程分析仿真模拟图形处理第3页/共37页CAD基本功能几何造型工程分析仿真模拟图形处理第4页/共37页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第5页/共37页2 CAPP2 CAPP技术技术CAPP含义： CAPPComputer Aided Process Planning 是根据产品设计结果,进行产品加工工艺过程的设计，是一项重要的生产准备工作。第6页/共37页CAPP功能毛坯设计工艺路线工序设计工艺文件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第7页/共37页某零

3、件机械加工工艺流程工艺过程卡常用格式第8页/共37页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第9页/共37页3 3、CAMCAM技术技术CAMCAM含义： CAM- Computer Aided Manufacturing广义CAMCAM：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、质量保证等。狭义CAMCAM：数控加工编程。第10页/共37页4 4、CAD/CAMCAD/CAM集成技术集成技术 利用数据库技术、网络技术、数据交换和接口技术，实现CAD/CAPP/C

4、AM各模块之间信息自动传递、转换和共享的相关技术。CADCAPPCAM工程图样工艺文档NC代码CAD/CAPP/CAM非集成系统的信息流第11页/共37页CAD/CAPP/CAM集成系统的信息流CADCAPPCAM概念设计几何造型工程分析图形处理毛坯设计工艺流程工序设计工时定额数控编程作业计划物流控制质量保证第12页/共37页CAD/CAM集成系统的总体结构用户界面应用系统CADCAPPCAM数据库、网络系统、数据交换接口操作系统计算机硬件第13页/共37页第14页/共37页第15页/共37页第16页/共37页第17页/共37页CAD/CAM作业过程特征设计对象数字化 所设计产品以数据形式保存

5、，产品开发活动是对产品数据进行操作、处理和转换的过程。设计环境的网络化 通过网络将不同设计人员、部门和设计地点联系起来，做到及时沟通和响应，避免信息延误和错误传递，避免扯皮和责任推诿现象。设计过程的并行化 建立上下游产品开发活动的关联和反馈，上游活动可对下游活动预先分析，确保整体性；若下游发现上游的缺陷，可及时修改，使产品设计不断完善和优化。新型开发工具和手段 应用如快速原型技术、虚拟制造技术、动静态分析等多种技术，保证产品开发质量、缩短产品开发周期，提高产品开发一次成功率。第18页/共37页1.4 CAD/CAM技术的发展和应用CAD/CAMCAD/CAM技术的发展50年代萌芽期：图形显示器

6、(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集成第19页/共37页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。 特征：各功能模块基本形成，数据结构尚不统一，不

7、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。 特征: CAD/CAE/CAM集成性好，应用向三维、集成化发展。面向并行协同设计环境的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协同设计发展，要求产品设计一次成功。 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。第20页/共37页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

8、员冲突协调解决机制。智能CAD/CAM技术 （最新趋势Industry 4.0，中国制造2025）CAD/CAM与虚拟现实技术的集成 计算机安全第21页/共37页CAD/CAMCAD/CAM技术的发展趋势 1 1、集成化 单一功能各模块CAD、CAE、CAPP、CAM、PDM的集成 CAD/CAM与ERP集成，即技术与管理信息的集成2 2、网络化 通过网络将不同地点的CAD/CAM系统连接起来，可实现设计信息交换，共享网络资源，降低设计成本，加速了产品设计进程。3 3、智能化 智能化是CAD/CAM技术发展的必然选择，通过引入专家系统和人工智能技术，使其能够模拟人类专家的思维方式，在产品设计过

9、程给出智能化提示，如何解决现有设计问题，给予有效的帮助。4 4、虚拟化虚拟现实技术是利用计算机创建一种虚拟环境，使操作者具有沉浸感、自主性和交互性特征。在人机融合为一体虚拟环境中，可大大提高设计效率，缩短开发周期。目前，基于VR技术的CAD/CAM系统实用化还有待进一步研究和完善。第22页/共37页 2. CAD/CAM系统硬件和软系统硬件和软件件 1、CAD/CAM系统组成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。第23页/共3

10、7页2、CAD/CAM系统硬件系统硬件CAD/CAM系统硬件组成系统硬件组成第24页/共37页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系统硬件组成系统硬件组成第25页/共37页计算机主机： 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。第26页/共37页输入装置： 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； 三坐

11、标测量设备: :包括三坐标测量仪、激光三维扫描仪等 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、数据手套等。第27页/共37页 三坐标测量仪激光三维扫描仪数据手套数字化仪键盘鼠标第28页/共37页输出装置： 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。 立体显示器：头盔显示器、立体眼镜、3D立体投影仪 三维打印机：采用材料累加成型原理，由CAD数据直接控 制打印机x、y、z三轴运动。 第29页/共37页升降工作台成形头光敏树脂支撑材料紫外光头盔显示

12、器光敏材料三维打印原理图第30页/共37页存储器： 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。 外存储器有软盘、硬盘、光盘、USB之分。 第31页/共37页3、CAD/CAM系统的软件系统的软件CAD/CAMCAD/CAM系统的软件组成第32页/共37页系统软件： 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、Linux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。第33页/共37页支撑软件： 交互式二维绘图软件：主要完成二维工程图样的绘制， 如AutoCAD、PICAD、高华CAD、开目CAD、CAXA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：有限元分析软件，如 SAP、NASTRAN、ANSYS等； 动力学仿真分析软件，如Adams等。 虚拟