计算机辅助制造第1章课件(2015版)

1、一、课时一、课时总学时：总学时：36学时学时 二、要求二、要求 1、认真听课、及时复习和阅读参考文献认真听课、及时复习和阅读参考文献 2、提前认真准备课程报告、提前认真准备课程报告PPT 3、通过网络、书籍等手段了解课程要求的知识的、通过网络、书籍等手段了解课程要求的知识的三、考试三、考试 1、开卷、开卷 2、期末考试：、期末考试：75%，平时：，平时： 25%课程安排课程安排1.1.了解计算机辅助制造了解计算机辅助制造(CAD/CAM)(CAD/CAM)发展概况、应用领发展概况、应用领域，熟悉基本概念域，熟悉基本概念2.2.了解不同生产类型企业所采用的自动化技术，了解了解不同生产类型企业所采

2、用的自动化技术，了解柔性制造自动化有关的基本概念柔性制造自动化有关的基本概念3.3.了解了解CAD/CAMCAD/CAM系统的组成系统的组成4.4.掌握掌握CAD/CAMCAD/CAM建模基本原理和方法建模基本原理和方法5.5.熟悉熟悉CAD/CAMCAD/CAM系统主要功能及其内容，了解常见系统主要功能及其内容，了解常见CAD/CAMCAD/CAM软件的特点软件的特点6.6.熟悉数据库基本概念，数据库常用术语，熟悉数据库基本概念，数据库常用术语，DBMSDBMS应具应具有功能有功能7.7.熟悉产品数据管理的特点，熟悉熟悉产品数据管理的特点，熟悉PDMPDM的定义，的定义，PDMPDM的的体系

3、结构，体系结构，PDMPDM的主要功能的主要功能8.8.了解企业类型及特征，企业生产管理系统的基本组了解企业类型及特征，企业生产管理系统的基本组成，熟悉成，熟悉MRPMRP的流程，的流程，MRPMRP的组成；熟悉的组成；熟悉ERPERP的的概念概念9.9.熟悉数据库中的实体间的关系、数据模型及各自特熟悉数据库中的实体间的关系、数据模型及各自特点，以及点，以及CAMCAM数据库的作用；数据库的作用；10.10.了解常用通用数据库系统有那几种，熟悉了解常用通用数据库系统有那几种，熟悉CAD/CAMCAD/CAM数据库系统的特点；数据库系统的特点；11.11.了解了解CAD/CAMCAD/CAM系统

4、及其应用环境对系统及其应用环境对EDBMSEDBMS的要求；的要求；12.12.CAD/CAMCAD/CAM技术为什么通常采用高级语言与数据管理技术为什么通常采用高级语言与数据管理技术相结合的方式技术相结合的方式13.13.熟悉几何模型的建立和表示方法熟悉几何模型的建立和表示方法14.14.熟悉线框模型、实体模型、表面模型各自特点熟悉线框模型、实体模型、表面模型各自特点15.15.熟悉体素构造法、边界表示法的原理和方法，掌熟悉体素构造法、边界表示法的原理和方法，掌握边界表示法的数学模型握边界表示法的数学模型16.16.了解扫描变换表示法的原理了解扫描变换表示法的原理17.17.了解参数化特征造

5、型的原理了解参数化特征造型的原理18.18.熟悉计算机辅助工艺技术（熟悉计算机辅助工艺技术（CAPPCAPP）发展概况和应）发展概况和应用、基本组成和基本概念用、基本组成和基本概念19.19.掌握掌握CAPPCAPP基本原理和方法基本原理和方法20.20.了解了解CAPPCAPP集成化与智能化技术和有关概念集成化与智能化技术和有关概念21.21.了解分段三次曲线了解分段三次曲线HermiteHermite插值原理和方法，掌握插值原理和方法，掌握三次三次BezierBezier曲线建模方法，掌握均匀三次曲线建模方法，掌握均匀三次B-SplineB-Spline逼近方法；逼近方法；22.22.掌握

6、掌握 FergensonFergenson、CoonsCoons曲线与曲面一般表示方法，曲线与曲面一般表示方法，掌握掌握 BezierBezier曲面表示方法，熟悉曲面表示方法，熟悉BezierBezier曲线、曲曲线、曲面与面与CoonsCoons曲线、曲面之间的关系，了解曲线、曲面之间的关系，了解B-SplineB-Spline曲线、曲面表示方法曲线、曲面表示方法23.23.熟悉常见复杂零件数控加工工艺方案，以及切削熟悉常见复杂零件数控加工工艺方案，以及切削参数的选择参数的选择24.24.掌握复杂形状零件数控加工的刀具轨迹计算方法；掌握复杂形状零件数控加工的刀具轨迹计算方法； 五、五、主要

7、参考文献主要参考文献 计算机辅助制造工程，杨海成计算机辅助制造工程，杨海成 主编，西北工业大主编，西北工业大学出版社，学出版社，2001.92001.9机械机械CADCAD原理与实践，肖刚，李学志原理与实践，肖刚，李学志 主编，清华主编，清华大学出版社，大学出版社，1999.71999.7自由曲线曲面造型技术，自由曲线曲面造型技术，朱心雄等，朱心雄等，科学出版社，科学出版社，20002000年年1 1月。月。机械机械CAD/CAMCAD/CAM技术，机械工业出版社，技术，机械工业出版社，2002.102002.10计算机辅助制造，杜裴，唐晓青，聂秋根，北京计算机辅助制造，杜裴，唐晓青，聂秋根，

8、北京航空航天大学出版社，航空航天大学出版社，1995.101995.10数控加工理论与编程技术，数控加工理论与编程技术，刘雄伟等编著，刘雄伟等编著，机械机械工业出版社，工业出版社，20012001年年7 7月月数控加工技术，数控加工技术，周济，周艳红，周济，周艳红，国防工业出版社，国防工业出版社，20022002年年1 1月月 机械机械CADCAD技术基础技术基础（第（第3 3版），童秉枢等，清华版），童秉枢等，清华大学出版社大学出版社CAD/CAMCAD/CAM技术（第二版）技术（第二版），宁汝新等，机械工业，宁汝新等，机械工业出版社出版社CAD/CAPP/CAMCAD/CAPP/CAM基本

9、教程基本教程，戴同，机械工业出版，戴同，机械工业出版社社 其他与其他与AutoCADAutoCAD、ProEProE、UGUG、MastercamMastercam等相关的资等相关的资料料1.1 1.1 狭义指工程图纸上信息制造出实际产品广义包括产品设计,经营管理和销售服务机械生产制造是制造业基础，提供各种装备，占工机械生产制造是制造业基础，提供各种装备，占工业生产总值业生产总值25%25% ；p制造技术制造技术 融合集成机械与结构技术、设计与工艺技术、计算融合集成机械与结构技术、设计与工艺技术、计算机控制与辅助技术、自动化技术、信息技术、微电机控制与辅助技术、自动化技术、信息技术、微电子技术

10、、材料技术、财会金融与工商管理为一体子技术、材料技术、财会金融与工商管理为一体制造技术，包括设计技术、制造工程技术、经营管制造技术，包括设计技术、制造工程技术、经营管理技术、加工与制造控制技术等。理技术、加工与制造控制技术等。 按技术领域划分：包括设计技术、精密成形与加按技术领域划分：包括设计技术、精密成形与加工技术、快速成型（工技术、快速成型（RP,Rapid ProtypingRP,Rapid Protyping）技术，）技术，制造自动化与计算机辅助制造技术，系统管理技制造自动化与计算机辅助制造技术，系统管理技术等。术等。1.2 1.2 p开始于计算机辅助单元在制造工程某些环节上的应开始于

11、计算机辅助单元在制造工程某些环节上的应用，包括辅助数控加工与测量，辅助工艺设计用，包括辅助数控加工与测量，辅助工艺设计（CAPPCAPP）、辅助工装设计、辅助企业生产管理等）、辅助工装设计、辅助企业生产管理等p19521952年美国空军部门委托帕森斯公司年美国空军部门委托帕森斯公司(Parsons (Parsons Co.)Co.)和麻省理工学院伺服机构研究所和麻省理工学院伺服机构研究所(Servo (Servo Mechanism Laboratory of the Massachusetts Mechanism Laboratory of the Massachusetts Institu

12、te of Technology)Institute of Technology)试制成功世界上第一试制成功世界上第一台三维数控机床，并着手研制数控自动编程系统台三维数控机床，并着手研制数控自动编程系统（APTAPT语言）（语言）（Automatically ProgramedAutomatically Programed ToolsTools），），19541954年研制出年研制出APTAPT编程系统，并用于加编程系统，并用于加工复杂的零件曲面。工复杂的零件曲面。 当时在美国学习的奥地利人当时在美国学习的奥地利人H HJosphJosph Gerber Gerber根根据数控加工的原理，研制

13、出第一台平板绘图仪，据数控加工的原理，研制出第一台平板绘图仪，19591959年美国年美国CalcompCalcomp公司，研制出第一台滚筒式绘公司，研制出第一台滚筒式绘图仪。大幅面数字化仪、桌面绘图板、宽幅扫描图仪。大幅面数字化仪、桌面绘图板、宽幅扫描仪和因特网际会议工具仪和因特网际会议工具 p5050年代后期：前苏联米特洛凡诺夫系统地提出成年代后期：前苏联米特洛凡诺夫系统地提出成组技术组技术(Group Technology)(Group Technology)概念，后来德国概念，后来德国奥匹兹（奥匹兹（E EG GBrischBrisch）零件分类编码系统方面的贡）零件分类编码系统方面的

14、贡献。献。 p19621962年，麻省理工学院的研究生年，麻省理工学院的研究生I.E.SutherlandI.E.Sutherland发发表了表了人机对话图形通讯系统人机对话图形通讯系统的论文，推出了二的论文，推出了二维维SKETCHPADSKETCHPAD系统，该系统容许设计者在图形显示器系统，该系统容许设计者在图形显示器前操作光笔和键盘，同时在屏幕上显示图形。他的前操作光笔和键盘，同时在屏幕上显示图形。他的论文首次提出了计算机图形学，交互技术及图形符论文首次提出了计算机图形学，交互技术及图形符号的存储采用分层的数据结构等思想，为号的存储采用分层的数据结构等思想，为CADCAD技术提技术提供

15、了理论基础。供了理论基础。p19631963年发展了交互式图形生成与显示技术和基础理年发展了交互式图形生成与显示技术和基础理论，开辟了论，开辟了CAD/CAMCAD/CAM人机交互的绘图渠道；人机交互的绘图渠道；p美国直到美国直到7070年代未年代未8080年代初才给予足够重视；年代初才给予足够重视；p7070年代后期：微小型计算机发展以及数据库技术的年代后期：微小型计算机发展以及数据库技术的发展，促进发展，促进CAD/CAMCAD/CAM高速发展，出现了大量成熟的商高速发展，出现了大量成熟的商业化业化CAD/CAMCAD/CAM系统；系统；p8080年代初年代初CADCAD开始全面打入市场开

16、始全面打入市场 p 70 70年代中期小型计算机出现。由于其较低的价格，高超的年代中期小型计算机出现。由于其较低的价格，高超的数据处理和输入输出功能，使它迅速应用到数控机床的控制数据处理和输入输出功能，使它迅速应用到数控机床的控制系统中，出现了所谓的计算机数控系统系统中，出现了所谓的计算机数控系统(CNC)(CNC)； 七十年代以七十年代以后，随着后，随着CNCCNC技术的不断发展，技术的不断发展，DNCDNC发展为分布式数字控制发展为分布式数字控制p CAPPCAPP技术研发始于技术研发始于6060年代未，年代未，19761976年，设在美国的国际性年，设在美国的国际性组织组织CAM-ICA

17、M-I开发开发CAPP(CAM-I Automated Process Planning)CAPP(CAM-I Automated Process Planning)系统系统p 由于工艺设计复杂性，与其他辅助技术相比，由于工艺设计复杂性，与其他辅助技术相比，CAPPCAPP是个薄是个薄弱环节；弱环节；p生产管理方面生产管理方面p 1961 1961年美国出现物料需求计划（年美国出现物料需求计划（MRP -Material MRP -Material Requirement PlanningsRequirement Plannings）是计算机支持下的库是计算机支持下的库存和生产进度计划的管理系

18、统存和生产进度计划的管理系统p 7070年代开始，一些计算机软件商开发了闭式年代开始，一些计算机软件商开发了闭式MRPMRP软软件。在件。在MRPMRP基础上，形成了一个全面生产管理的集基础上，形成了一个全面生产管理的集成优化模式，制造资源计划（成优化模式，制造资源计划（Manufacturing Manufacturing Resource PlanningResource Planning），并称作广义），并称作广义MRPMRP或或MRPMRPp 80 80年代推出了年代推出了MRPMRP软件软件p 90 90年代年代MRPMRP软件广泛应用软件广泛应用 今天：今天：MRPERP(Ente

19、rpriseMRPERP(Enterprise Resource Resource Planning)Planning)发展。发展。p 8080年代以来，制造工程技术的发展方向：柔性化、年代以来，制造工程技术的发展方向：柔性化、集成化、智能化。集成化、智能化。 p 19741974年美国约瑟夫年美国约瑟夫哈林顿（哈林顿（Joseph HarringtonJoseph Harrington）提出计算机集成制造提出计算机集成制造CIM(ComputerCIM(Computer integrated integrated Manufacturing)Manufacturing)之后，从不同角度提出计

20、算机辅助之后，从不同角度提出计算机辅助制造系统的新模式和新哲理。制造系统的新模式和新哲理。 p 并行工程并行工程CE(ConcurrentCE(Concurrent Engineering) Engineering)p 敏捷制造敏捷制造AM(AgileAM(Agile Manufacturing) Manufacturing)p 虚拟制造虚拟制造VM(VirtualVM(Virtual Manufacturing) Manufacturing)p 智能制造智能制造IMT(IntelligentIMT(Intelligent Manufacturing Manufacturing Technol

21、ogy)Technology)p 柔性制造系统柔性制造系统FMS( Flexible Manuf. Sys.) FMS( Flexible Manuf. Sys.) 20世纪后半世纪最重要的技术之一，应用水平体现一个国家的工业水平p CAD的定义 之一：CAD(Computer Aided Design) 是一种综合应用计算机及其相关技术辅助工程师进行产品或工程设计的方法和技术。 之二：计算机辅助设计之二：计算机辅助设计( (简称简称CAD)CAD)，是，是Computer Computer Aided DesignAided Design的缩写，是指将计算机系统用于产品的缩写，是指将计算机系

22、统用于产品设计过程方案的建立、分析、修正及优化等一系列设计过程方案的建立、分析、修正及优化等一系列设计活动中。设计活动中。 CADCAD含义有两层含义有两层一层含义指产品一层含义指产品/ /零件与工程的零件与工程的辅助设计辅助设计另一层含义指另一层含义指计算机图形、几何造型、图形数据存计算机图形、几何造型、图形数据存储与管理、标准件库储与管理、标准件库等基础技术。等基础技术。资料检索、方案构思、计算分析、工程绘图和编制技术文件CAD用计算机进行科学计算和分析CAD利用计算机绘图CAD是一个人、机结合的求解系统运算速度快、存储能力大、绘图精确、能正确无误的重复同一操作具有创造性、能判断、推理人机

23、交互、各有所长p CAD设计过程设计过程传传统统的的设设计计过过程程设计需求设计需求分析分析问题定义问题定义综合设计综合设计分析优化分析优化评价评价市场信息市场信息编制技术编制技术文件文件结束结束开始开始1、难以获得最优方案；2、计算精度低，可靠性差；3、工作周期长，效率低；4、难以获得创造性的设计。CAD的的设设计计过过程程设计需求设计需求分析分析问题定义问题定义市场信息市场信息开始开始分析优化分析优化几何造型几何造型工程分析工程分析产生设计结产生设计结果并评价果并评价评价评价综合设计综合设计表示表示自动绘图自动绘图p 计算机系统计算机系统硬件：主机、显示器、键盘及其他外围设备计算机系统软件

24、：实现图形显示的计算机程序及能够满足用户工程要求的应用程序。如零件应力应变分析、机构动态响应和零件数控编如零件应力应变分析、机构动态响应和零件数控编控、工业造型、流动分析。控、工业造型、流动分析。不同用户的产品特征对不同用户的产品特征对CADCAD系统要求不同。系统要求不同。 p p CAM CAM应用领域应用领域 支持性应用支持性应用计算机应用于支持企业的生产活动。计算机应用于支持企业的生产活动。在计算机与生产过程之间无直接接口，也称间接应用。在计算机与生产过程之间无直接接口，也称间接应用。 CAPPCAPP（Computer Aided Process PlanningComputer A

25、ided Process Planning） 借助计算机来完成毛坯设计，工艺规程设计，工借助计算机来完成毛坯设计，工艺规程设计，工装设计等任务，称为装设计等任务，称为CAPPCAPP。计算机辅助工艺过程设计计算机辅助工艺过程设计CAPPCAPP：用计算机进行产品：用计算机进行产品零件制造工艺过程或装配工艺过程设计。零件制造工艺过程或装配工艺过程设计。 连续型（流程型）生产：连续型（流程型）生产：石油、化工、钢铁、石油、化工、钢铁、电力等企业。电力等企业。 离散型生产：离散型生产：机械制造企业。机械制造企业。 离散企业生产分：大量生产、成批生产和单件生离散企业生产分：大量生产、成批生产和单件生产

26、。产。早期的自动化技术主要应用于连续型生产和大量早期的自动化技术主要应用于连续型生产和大量生产。生产。社会发展趋势：机械制造业将进一步向个性定制化、社会发展趋势：机械制造业将进一步向个性定制化、多品种、小批量生产多品种、小批量生产发展。发展。CAD/CAMCAD/CAM技术主要是根据技术主要是根据中、小批量生产中、小批量生产需求而产需求而产生和发展的。生和发展的。 四种生产类型的四种生产类型的产品品种与产量间产品品种与产量间的关系的关系。柔性制造系统柔性制造系统计算机集成制造系统计算机集成制造系统 TTLC=BQT1+BT2+T3其中：其中：B B 产品批数产品批数Q Q 每批生产的产品台数每

27、批生产的产品台数T T1 1生产一台机械所需时间（包括加工、装配、检生产一台机械所需时间（包括加工、装配、检验和包装）验和包装）T T2 2与生产一批产品有关的时间（包括材料采购、批与生产一批产品有关的时间（包括材料采购、批生产计划安排及每一道工序的准备终结时间）；生产计划安排及每一道工序的准备终结时间）； T T3 3与生产一种产品有关的时间（包括产品设计、工与生产一种产品有关的时间（包括产品设计、工艺过程设计、工艺装备设计、制造及成本估算）艺过程设计、工艺装备设计、制造及成本估算）产品生命周期中花费在每一台机械上的时间产品生命周期中花费在每一台机械上的时间T TLCLC： T TLCLC=

28、T=T1 1+T+T2 2/Q+T/Q+T3 3/BQ/BQ1.5 1.5 柔性制造系统对加工设备的要求柔性制造系统对加工设备的要求 p 加工工序集中，要求加工工位数少；加工工序集中，要求加工工位数少； 因为柔性制造是因为柔性制造是适应小批量多品种加工生产适应小批量多品种加工生产的高度的高度自动化制造系统，造价贵，要满负荷、减轻工件流的自动化制造系统，造价贵，要满负荷、减轻工件流的输送负担。输送负担。p 控制方便控制方便：系统所采用的机床必须适合纳入整个控：系统所采用的机床必须适合纳入整个控制系统；机床的控制不仅能够实现自动加工循环，还制系统；机床的控制不仅能够实现自动加工循环，还要能够要能够

29、适应加工对象的改变适应加工对象的改变，易调整易调整，即，即“柔性柔性”。p 兼顾柔性和生产率兼顾柔性和生产率不采用：不采用：为特定工序设计的专用机床，刚性为特定工序设计的专用机床，刚性，能适应多，能适应多品种零件加工需要；品种零件加工需要；不采用普通万能机床，柔性、生产效率不采用普通万能机床，柔性、生产效率；p 满足生产柔性、提高生产率。满足生产柔性、提高生产率。p 趋势：趋势：柔性制造系统所用的机床结构柔性制造系统所用的机床结构 柔性化组合机床柔性化组合机床 模块化加工中心模块化加工中心柔性化组合机床柔性化组合机床 也称可换主轴箱机床，是在一台组合机床上通过也称可换主轴箱机床，是在一台组合机

30、床上通过自动更换主轴箱自动更换主轴箱的方式，具有适应加工不同零件需的方式，具有适应加工不同零件需要的能力。要的能力。 这是把过去适合于大批量生产的机床进行柔性这是把过去适合于大批量生产的机床进行柔性化改造的一条途径。化改造的一条途径。模块化加工中心模块化加工中心 加工中心设计成由若干加工中心设计成由若干“通用通用”部件组成，并可根部件组成，并可根据加工对象组合成不同的机床型式。据加工对象组合成不同的机床型式。 机床由八大部件组成，它们是：主轴箱、换刀机机床由八大部件组成，它们是：主轴箱、换刀机构和刀库、立柱、底座、工作台、托板、交换装置、构和刀库、立柱、底座、工作台、托板、交换装置、电控柜、排

31、屑装置。电控柜、排屑装置。思考题：思考题：1 1简述计算机辅助制造技术发展概况。简述计算机辅助制造技术发展概况。2 2CAD/CAMCAD/CAM主要内容有哪些？主要内容有哪些？3 3CAD/CAMCAD/CAM主要应用于何种生产类型？主要应用于何种生产类型？4.4.四种生产类型所采用的自动化技术？四种生产类型所采用的自动化技术？5.5.何谓产品的生命周期？何谓产品的生命周期？6.CAM6.CAM主要有哪些应用？主要有哪些应用？ 7.CAD7.CAD或或CAMCAM各自包括哪些应用方面？各自包括哪些应用方面？一、CAD技术概论 2、CAD的作用与功能的作用与功能 CAD的功能（3）评价仿真通过

32、动态仿真的方式为设计者提供逼真的运动图像以供决策 一、CAD技术概论 2、CAD的作用与功能的作用与功能 一、CAD技术概论 2、CAD的作用与功能的作用与功能 一、CAD技术概论 2、CAD的作用与功能的作用与功能 一、CAD技术概论 2、CAD的作用与功能的作用与功能 CAD的功能（4）自动绘图CAD设计结果需要通过二维工程图或其他方式输出 一、CAD技术概论 2、CAD的作用与功能的作用与功能 CAD的功能（5）工程信息的有效存储及工程数据库的管理与共享 工程设计中的信息量是非常大的，而且信息的形式、属性、关系也是多样的、复杂的，计算机辅助设计系统就是建立在对这些工程信息的有效存储、管理

33、、传递和共享的基础上，利用计算机的外存储器的大容量特点和数据库技术，形成工程数据库和图形数据库及其管理系统，并为各个专业设计提供共享数据的用户模式和它们之间的接口，支持多个用户协调作业，各自独立而又互不干涉地完成对设计信息的存取、加工、转换，实现设计目标。在数据库和图形库的支持下，用户的应用软件开发也可以与存储设备、数据结构等无关，使计算机辅助设计系统具有良好的可扩充性。一、CAD技术概论 2、CAD的作用与功能的作用与功能 CAD的功能（6）知识库基础上的专家系统和人工智能型辅助设计与决策 人工智能是一门具有潜在吸引力的学科，专家系统是人工智能的一个重要分支，它建立在知识库相推理机制的基础上

34、，能够综合运用专门学科的知识和经验，进行推理、判断、决策，解决人们一般能力难以解决的问题。智能计算机辅助设计系统，综合了设计者的知识和经验，并通过系统本身提供的高智能推理机制和人机通讯能力，利用大容量存储和快速转换的能力，在设计的过程中，可以适时地提供设计方案和建协助设计者进行更加有效、富有创造性的设计工作。一、CAD技术概论 3、CAD的应用领域的应用领域 制造业机床、汽车、飞机、船舶、航天器等 工程设计建筑设计、结构设计、设备设计、城市规划、水利工程设计等 电气与电子电路原理图、印刷电路板设计、集成电路大规模集成电路设计等 仿真模拟与动画制作飞机训练、作战仿真、电影动画等 其他应用 轻工、

35、纺织、家电、服装、制鞋一、CAD技术概论 4、CAD的发展的发展 一、准备酝酿阶段20世纪50年代标志：1950MIT“旋风I号”图形 显示器 1958Calcomp滚筒式绘图 机 Gerber平板绘图仪 电子管计算机速度慢、存储能力低硬件水平低一、CAD技术概论 4、CAD的发展的发展 二、成长发展阶段20世纪60年代直接存取存储器阴极射线管显示器商品化的CAD设备不断出现晶体管计算机速度较快、存储能力增强1962MIT的I.E.Sutherland “Sketchpad：一个人机通讯的图形系统” 计算机图形学交互技术分层储存符号为CAD技术的发展和应用打下了理论基础软件水平大大提高，产生了

36、许多计算机语言，如Fortran一、CAD技术概论 4、CAD的发展的发展 三、成熟推广阶段20世纪70年代大规模集成电路光栅扫描显示器、光笔、数字化仪标志：1970Applicon推出了完整的CAD系统 人机交互生成图形技术日趋完善现代设计计算和分析方法各种现代设计方法优化设计、可靠性设计、系统工程等 出现了CAD系统公司，以小型计算机为基础 ，CAD/CAM系统逐渐走入中小企业 一、CAD技术概论 4、CAD的发展的发展 四、广泛应用阶段20世纪80年代至今计算机软、硬件及外围设备飞速发展（摩尔定理），性能极大提高80年代末90年代初以工作站为主之后CAD系统由小型计算机向微型计算机发展应

37、用企业越来越广日本：90%以上应用CAD技术美国：300家CAD/CAM公司应用领域越来越广辅助机械设计、印刷电路板设计超大规模集成电路设计、服装与花样设计、管道布局设计等一、CAD技术概论 4、CAD的发展的发展 CAD软件技术历程 线框造型 曲面造型Catia 实体造型I-deas 参数化特征造型造型Pro/E 变量化技术I-deas KBE(基于知识的工程)UG 行为建模技术Pro/E 2000i2一、CAD技术概论 4、CAD的发展的发展 CAD技术的发展趋势技术的发展趋势 4-1、三维可视化 Interactive交互2、集成化 IntegratedCIMS、并行工程、PDM, 缩短

38、产品的开发周期，提高劳动生产率3、智能化 Intelligent将某一领域中专家的知识和经验，运用人工智能和专家系统技术，归纳成一些规则，并形成知识库，再利用推理机制，进行推理和判断，得到具有专家水平的设计结果 。4、网络化 Internet二、CAPP/CAM技术概论 1、 CAPP-Computer Aided Process Planning根据产品设计阶段给出的信息，交互或自动完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。毛坯设计加工方法选择工艺路线制定工序设计n机床、道具的选择n切削用量计算n加工余量分配n工时定额计算刀夹量具设计二、CAPP/CAM技术概论 2、 CAM-Computer

39、 Aided Manufacturing 广义概念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：n工艺过程设计n工装设计nNC自动编程n生产作业规划n生产控制n质量控制等 狭义概念主要指NC程序编制，包括：n刀具路径规划n刀位文件生成n刀具轨迹仿真nNC代码生成存贮器计算机主机输入装置输出装置计算机网络1) 系统：系统：是指为一个共同目标组织在一起的相互关是指为一个共同目标组织在一起的相互关联部分的集合（或有机整体）。联部分的集合（或有机整体）。2)2) CAD/CAMCAD/CAM系统的组成：系统的组成：一个完整的一个完整的CAD/CAMCAD/CAM系统是系统是由计算机硬件或

40、软件构成的。由计算机硬件或软件构成的。第2章 CAD/CAM系统 2.1 CAD/CAM基础基础第2章 CAD/CAM系统主机主机输入设备：键盘、（输入设备：键盘、（2D、3D）鼠标器、）鼠标器、数字化仪、数字化仪、光笔光笔外存储器外存储器光盘、移动光盘、移动硬盘等硬盘等输出设备输出设备打印机、绘图仪打印机、绘图仪图形显示设备图形显示设备通信接口通信接口2.1 CAD/CAM基础基础第2章 CAD/CAM系统 2.1 CAD/CAM基础基础（1 1）硬件：）硬件：包括主机、外部存储器、显示设备、输包括主机、外部存储器、显示设备、输入入/ /输出设备、网络设备等，用于输出设备、网络设备等，用于C

41、AD/CAMCAD/CAM的主机主的主机主要是微机系统（目前）、工作站系统和要是微机系统（目前）、工作站系统和小型机系统 使计算机的各部分之间有机地联系起来，使之使计算机的各部分之间有机地联系起来，使之协调工作，并将计算机的资源合理地管理起来和有效地使用的协调工作，并将计算机的资源合理地管理起来和有效地使用的一套程序。主要用于计算机的管理、维护、控制及运行，以及一套程序。主要用于计算机的管理、维护、控制及运行，以及计算机程序的翻译、装入和运行。计算机程序的翻译、装入和运行。包括：操作系统、汇编系统、编译系统、包括：操作系统、汇编系统、编译系统、网络系统网络系统和诊断系统和诊断系统软件软件, ,

42、已趋于开放和标准化。如已趋于开放和标准化。如UnixUnix、XpXp-Windows/NT-Windows/NT、LinuxLinux已成为已成为 CAD/CAMCAD/CAM应用系统的通用开发平台。应用系统的通用开发平台。第2章 CAD/CAM系统2.1 CAD/CAM基础基础 应用软件：是针对应用领域而开发的通用软件，应用软件：是针对应用领域而开发的通用软件，工程设计的应用领域包括：机械设计、土木工程工程设计的应用领域包括：机械设计、土木工程建筑、电子线路设计、化工、飞机工程等。建筑、电子线路设计、化工、飞机工程等。 用于建立用户的数据结构和向图形输入用于建立用户的数据结构和向图形输入/

43、 /输出设备输出设备传递图形控制命令。比如：传递图形控制命令。比如：常用数学方法库、有限元分析和优化设计软件常用数学方法库、有限元分析和优化设计软件SAP-5SAP-5、ADINAADINA、NASTRANNASTRAN、ANSYSANSYS等等 2.1 CAD/CAM基础基础第2章 CAD/CAM系统SQL Server、Oracle、Sybase、Dbase、Access、Foxbase、Foxpro、Paradox、MySQL等 AutoCAD、MDT和InventorPro/ENGINEER I-DEAS CATIA Unigraphics(UG)和Solidedge SolidWor

44、ks Cimatron、MasterCAM、PowerMill CAXA电子图板、制造工程师 Simense NX 第2章 CAD/CAM系统2.1 CAD/CAM基础基础 图形显示软件：包括输入处理程序和输出处理程图形显示软件：包括输入处理程序和输出处理程 序两部分。序两部分。输入处理程序输入处理程序,可接受来自用户的命令和数据可接受来自用户的命令和数据送送入应用程序。入应用程序。输出处理程序，控制图形显示器（或其他输出设输出处理程序，控制图形显示器（或其他输出设备）显示和输出来自应用程序的显示文件。备）显示和输出来自应用程序的显示文件。 是图形显示设备是图形显示设备应用程序的接口。应用程序

45、的接口。2.1 CAD/CAM基础基础第2章 CAD/CAM系统2.1 CAD/CAM基础基础第2章 CAD/CAM系统p 能够在计算机之间快速地实现数据的传递能够在计算机之间快速地实现数据的传递共享网内计算机资源；共享网内计算机资源；第2章 CAD/CAM系统 p 2.22.2CAD/CAMCAD/CAM系统计算机网络系统计算机网络第2章 CAD/CAM系统在数公里范围内，直接用于传递数字信号计算机网络。在数公里范围内，直接用于传递数字信号计算机网络。CAD/CAMCAD/CAM系统所采用的网络均属于局域网。系统所采用的网络均属于局域网。特点：不同微机之间的通特点：不同微机之间的通讯是由主机

46、通过多路开关讯是由主机通过多路开关实现的，可提供为所有用实现的，可提供为所有用户服务的中央数据库；户服务的中央数据库；第2章 CAD/CAM系统2.22.2CAD/CAMCAD/CAM系统计算机网络系统计算机网络 缺点：主机故障将导致系统全面停机。缺点：主机故障将导致系统全面停机。 总线型总线型特点特点: : 微机及外部设备都挂在总线上微机及外部设备都挂在总线上 总线型优点：总线型优点：传输速率高，用户节点的重新配置传输速率高，用户节点的重新配置易实现；易实现；网络可靠性高；网络可靠性高；通信距离较大。若用通信距离较大。若用户分散，信息流量不是太大，是较好的选择，用户分散，信息流量不是太大，是

47、较好的选择，用“以太网（以太网（Ethernet)Ethernet)为物理介质。为物理介质。 2.22.2CAD/CAMCAD/CAM系统计算机网络系统计算机网络第2章 CAD/CAM系统 环型网（环型网（Ring NetworkRing Network）特点：任何一台工作站特点：任何一台工作站( (微微机机) )上的数据信息可供网络上的数据信息可供网络上所有的微机享用，单台微上所有的微机享用，单台微机的故障不影响整个网络的机的故障不影响整个网络的运行。运行。 这四种网络结构可以混合这四种网络结构可以混合使用，以提高系统的通讯效使用，以提高系统的通讯效率并改善通讯环境率并改善通讯环境 。2.22.2CAD/CAMCAD/CAM系统计算机网络系统计算机网络第2章 CAD/CAM系统2.22.2CAD/CAMCAD/CAM系统计算机网络系统计算机网络第2章 CAD/CAM系统p