模块二单元一 计算机辅助设计与制造技术CAD-CAM - 副本

模块二现代制造工程技术单元一计算机辅助设计与制造技术CAD/CAM现代制造技术与检测学习目标知识目标了解CAD/CAM技术；掌握CAD/CAM系统结构组成。能力目标能理解CAD/CAM技术内涵；能阐述CAD/CAM系统各部分的组成及其作用。素养目标通过本单元学习培养学生勤于思考善于总结的意识，形成良好的思维习惯和解决问题的能力。一、CAD技术•CAD是指设计人员借助于计算机与软件系统工具，在产品设计规范和设计数据库的支撑约束下，应用自身的知识和经验，从事包括产品方案构思、总体设计、分析计算、图形处理等设计活动，最终完成产品数据模型的建立以及输出产品工程图样和设计文档的过程•CAD系统的功能模型如图2-1所示•图2-1CAD系统的功能模型•通常，机械CAD系统应具有产品几设计规范数据库何建模、计算分析、仿真模拟、工程图样处理等功能图2-1CAD系统的功能模型二、CAM技术•CAM有广义CAM和狭义CAM之分•所谓广义CAM，一般是指利用计算机辅助完成从毛坯设计到产品制造完成全过程的直接和间接的各种生产活动，包括工艺准备、生产作业计划制订、物流过程的运行控制、生产管理、质量控制等内容，其中工艺准备包括计算机辅助工艺规程设计、计算机辅助工装设计与制...•狭义CAM通常是指数控程序的编制包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹的仿真、后置处理以及数控代码生成等作业过程•CAD/CAM系统中的CAM概念通常是指狭义CAM图2-2CAM系统的功能模型三、CAD/CAM系统的结构组成1.CAD/CAM系统的主要组成•一般认为，CAD/CAM系统是由硬件、软件和设计者组成的人机一体化系统•硬件是CAD/CAM系统的基础，包括计算机主机、外部设备以及网络通信设备等有形物质设备•软件是CAD/CAM系统的核心，包括操作系统、各种支撑软件和应用软件等图2-3三坐标测量仪图2-4激光扫描仪三、CAD/CAM系统的结构组成•4）其他输入设备•除了上述几种输入设备之外，近年来还出现了如触摸屏、数码相机、语音识别、数据手套等多种声、光、电不同形式的CAD/CAM系统输入设备，大大拓宽了CAD/CAM系统的信息输入源•触摸屏是一种很有特色的输入设备，当人手指触摸到屏幕不同位置时，计算机便能接收到触摸信号，并按照设定的软件要求进行响应•（4）输出设备图2-3三坐标测量仪图2-4激光扫描仪三、CAD/CAM系统的结构组成•CAD/CAM系统是综合化的集成系统，通过计算机网络将位于不同地点、不同部门的各类异构计算机、不同应用软件和控制装置连接起来，从事各种产品设计和制造活动，这就需要系统网络硬件具有快速信息传递和通信能力四、CAD/CAM系统的软件•计算机软件是一系列按照一定逻辑关系组织的计算机数据和程序的集合•同样，CAD/CAM系统的软件是指控制CAD/CAM系统运行，并充分发挥计算机最大效能的各种不同功能的程序和相关数据的集合•可以说，软件是CAD/CAM系统的“大脑”和“灵魂”根据执行任务和处理对象的不同，可将CAD/CAM系统的软件分为系统软件、支撑软件及应用软件三个不同的层次•系统软件与计算机硬件相关联，起着扩充计算机功能和合理调度与运用计算机硬件资源的作用四、CAD/CAM系统的软件•系统软件有两个显著的特点:一是公用性，各个应用领域都要有系统软件的支持;二是基础性，各种支撑软件及应用软件都是在系统软件基础上开发的•CAD/CAM系统的系统软件包括计算机操作系统、硬件驱动系统及语言编译系•计算机操作系统是计算机软件的核心，负责计算机系统所有软、硬件资源的监控和调度•目前常用的操作系统有Windows、UNIX、Linux等四、CAD/CAM系统的软件•硬件驱动系统是一种可使计算机和外部设备进行通信的特殊软件程序，操作系统只有通过硬件驱动系统才能控制硬件设备工作•语言编译系统是将用计算机高级语言编写的程序翻译成计算机能够执行的机器指令•目前，CAD/CAM系统广为应用的计算机高级语言有VisualBasic、VisualC/C++、JAVA等•支撑软件是在CAD/CAM系统软件基础上针对用户共性需要而开发的通用性软件，是CAD/CAM系统的重要组成部分四、CAD/CAM系统的软件•CAD/CAM系统所涉及的支撑软件种类繁多，可大致概括为如下几类:•（1）图形接口软件•机械CAD/CAM系统离不开图形，这就需要有图形软件的支持。图形接口软件提供了众多的图形函数，使应用程序可以方便地在计算机屏幕及其他图形设备上生成如直线、曲线、路径、文本、二维/三维图形以及位图图像等图形化的处理结果。这类软件有GKS、PHIGS、GL等，现已作为标准化的图形接口系统。•（2）工程绘图软件四、CAD/CAM系统的软件•工程绘图软件主要以人机交互方法完成二维工程图的生成和绘制具有图形的增删、缩放、复制、镜像等编辑功能:具有尺寸标注、图形拼装等图形处理能，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。工程绘图软件的绘图功能强、操作方便、价格便宜，在国内企业得到普及应用。目前，国内较为流行的工程绘图软件•（3）几何建模软件•几何建模软件是为用户提供在计算机内用一定数据结构快速正确地描述三维几何形体的工具，具有显示、消隐、浓淡处理、实体拼装、干涉检查、实体属性计算等功能。目前，市场上商品化的几何建模软件较多，包括综合功能型的，如I-DEASUG、CATIA，PRO/E等:单一功能型的，如SolidWorks、Soli•（4）数控编程软件四、CAD/CAM系统的软件•数控编程软件是根据给定的加工零件几何特征和工艺要求，选择所需的刀具和走刀方式，自动生成刀具运动轨迹，经后置处理自动生成特定机床设备的数控加工程序。目前，市场上数控编程软件类型较多，有专用数控编程软件，如MasterCAM、DelCAM、国产CAXA制造工程师等:也有诸如UG、PRO/E、Cimat•应用软件是在系统软件和支撑软件基础上，针对专门应用领域的需要而研制的CAD/CAM软件•这类软件通常由用户结合自身产品设计的需要自行开发，如机械零件设计CAD模具设计CAD、组合机床设计CAD、汽车车身设计CAD等均属CAD/CAM应用软件范•能否充分发挥已有CAD/CAM硬件和软件系统的功能和效率，应用软件的开发是关键四、CAD/CAM系统的软件•实质上，应用软件和支撑软件之间并没有本质的界限，当某一应用软件成熟并普及使用后，也可将之称为支撑软件•【拓展阅读】2023年8月21日上午，在大会主论坛暨开幕式上，广州中望龙腾软件股份有限公司副总经理林庆忠发表了《国产工业软件的自主创新实践