计算机辅助制造-CADCAM关系

1、CADCAD与与CAMCAM的关系的关系演讲成员：杜联星，方舟，张晓，潘祺俊，任民山2015.9.16目录1.CAD2.CAM3.CAD与CAM的集成4.CAD与CAM的应用5.CAD于CAM研发热点与发展趋势CADCAD CAD偏向于设计与CAM偏向于制造。他们之间有一个前后关系。这也涉及到一个信息流的问题。 如何快速通畅的使CAD中的信息快速的反映到CAM中？参数化技术是其中的一项关键技术。 参数化设计产生的背景CAD设计图生产制造市场反馈和用户需求对产品进行二次设计和修改CAM销售 随着企业的生产与市场和客户的需求联系越来越紧密，如何快速、简便地对CAD图纸进行二次设计和修改，成为了当前

2、CAD研究的热门方向。 而CAD的参数化设计为这个问题提供了很好的解决办法。CAD的参数化技术 该技术是一种基于约束的产品建模方法,它用约束来描述产品的形状特征，通过改变约束来获取不同的设计方案，成为初始设计、多方案比较和动态设计的有效手段。u对产品设计的影响：能缩短产品的设计周期，可 以动态设计，及时响应调整计划。u对CAM影响：参数化的零件在CAM都预置编好的 加工程序。当订单改变，设备会自动读取文件， 提高了生产效率。参数化设计实例参数化设计实例修改图形尺寸名称修改图形尺寸名称添加约束添加约束拉伸，并修改拉伸尺寸名称拉伸，并修改拉伸尺寸名称 修改代码中的尺寸实现对零件的修修改代码中的尺寸

3、实现对零件的修改改新建.VBS文件，在其中输入相应的代码，运用Windows中的VB语言调用和修改零件图。也可以输出IGES等其他数据交换标准文件。“打开SolidWorks零件图”Call ChangePara(Part, 0.05, 0.02, 0.02, 0.02, 0.05, 0.02, 0.2)Sub ChangePara(Part, Val1, Val2, Val3, Val4, Val5, Val6, Val7)Part.Parameter(HeightUp草图1).SystemValue = Val1Part.Parameter(HeightDown草图1).SystemVal

4、ue = Val2Part.Parameter(FlangeRight草图1).SystemValue = Val3Part.Parameter(FlangeLeft草图1).SystemValue = Val4Part.Parameter(Height草图1).SystemValue = Val5Part.Parameter(Width草图1).SystemValue = Val6Part.Parameter(Length拉伸1).SystemValue = Val7“关闭零件图”参数化应用 改变代码中参数变量的赋值，并运行.VBS文件对零件图进行修改。 由此可知我们只要对.VBS文件进行修

5、改就可以修改零件。而.VBS文件与其他软件的集成与兼容相对简单，并且可以输出通用的数据交换文件。 比如优化软件Isight可以读取.VBS文件，通过将参数变量化，并通过优化算法不断对参数进行赋值，最终找出最优解。参数化应用在Isight中将参数设为变量总结 因此参数化技术不仅可以使我们再设计，生产的周期大大缩短，提高生产效率，而且使CAD与其他CAE，CAM软件的集成更加简便，可靠。CAM简介演讲人：张晓 学号：15721696导师：黄秀玲什么是什么是CAM?l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地各种生产活动。l狭义CAM:数控加工程序编制。16CAM的功能及应用CA

6、M的功能：的功能：l数据转换l过程自动化CAM的应用：的应用：l机械领域l电子行业，航空航天常用CAM软件 UG NX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、topsolid、solidcam等等 基本功能比较基本功能比较CADCAD几何造型工程绘图零件装配CAPPCAPP工艺知识检索工艺路线生成工序设计CAMCAM数控编程加工仿真车间管理计划调度质量控制刀具选择工艺参数工程数据库工程数据库CAPP（Computer Aided Process Planning）：工艺人

7、员借助计算机，根据产品制造的工艺要求确定产品加工方法和方案。CAMCAM软件软件MastercamMastercamlMastercam是美国CNC Software Inc.公司开发的。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等多种功能于一身。l其具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能，其可靠刀具路径效验功能使Mastercam可模拟零件加工的整个过程可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况。lMastercam软件已被广泛的应用于通用机械、航空、船舶、军

8、工等行业的设计与NC加工（数控加工），我国的制造业迅速崛起作出了巨大贡献。Mastercam实例建立几何模型（一般借助其他CAD软件完成后直接导入）Mastercam实例contour轮廓参数设定Mastercam实例Define Tool刀具参数设定Mastercam实例编辑及显示刀具切削路径Mastercam实例实体切削CAM模拟效果图CAD理想模型效果图Mastercam实例产生NC程序，后置处理Mastercam实例l NC程序生成:MasterCAM系统是一套强大的自动化编程系统，编程人员仅需绘制加工零件的几何图形，再利用系统提供的各种加工方法，并对刀具参数进行合理选择和配置，将其赋

9、予几何图形，由MasterCAM系统自动给出加工零件的NC程序G代码，并传送至数控机床进行数控加工。l 后置处理:对于不同系统的数控机床,MasterCAM系统自动产生的NC程序往往还要根据机床说明书的某些规定进行少量的修改和编辑，才能供机床使用。CAD与CAM的集成演讲人：杜联星学号：15721691导师：华子凯CAD/CAM集成典型的产品设计与制造的过程：29CAD/CAMCAD/CAM集成的概念集成的概念l通常所说的CAD/CAPP/CAM集成是指信息及物理设备两方面的集成（即功能集成，信息集成和网络集成）。l信息集成： 1. CAD/CAM系统内部集成 2. CAD/CAM系统与的外部

10、集成30CAD/CAM系统内部集成l实际上是指设计与制造过程中三个环节的软件集成：即CAD/CAPP/CAM.主要指CAD,CAPP,CAM各模块间信息的提取、交换、共享和处理的集成，即信息流的整体集成。CAD/CAPP/CAMCADCAPPCAM31CAD/CAM系统的外部集成CAD/CAPP/CAMCADCAPPCAMCAQMASMISMIS:管理信息系统MAS:制造自动化系统CAQ:质量保证系统？32CAD/CAMCAD/CAM信息集成的方式信息集成的方式专用格式文件方式中性数据文件集成方式工程数据库集成方式基于PDM的集成方式33专用格式文件方式专用格式文件方式l概念：通过专用数据交换

11、文件形式实现两个应用系统的集成。l特点：数据接口易于实现，便于应用系统的开发。适用于小型CAD/CAM系统。34中性数据文件集成方式中性数据文件集成方式l概念：采用标准格式形式的中性数据文件实现系统之间的集成。l特点：数据转换接口数少，便于开发和使用工程数据库集成方法工程数据库集成方法概念：通过用户接口按工程数据要求，直接存取数据库，以实现系统间的集成。特点：各子系统通过用户接口直接存取或操作数据库，大大提高了集成系统的运行速度。基于基于PDMPDM平台的平台的CAD/CAMCAD/CAM集成方集成方法法 以PDM为平台，通过封装CAD、CAE、CAPP、CAM等多种环境和工具，使各系统从PD

12、M中提取所需信息，各自处理结果在放回PDM中，达到CAD/CAM集成的目的。PDM平台平台CAD/CAMCAD/CAM系统集成的关键技术系统集成的关键技术u目的：就是按照产品设计、工艺准备和生产制造的实际过程，在计算机实现各应用程序所需要的信息处理和交换。u关键技术：产品建模技术， 集成数据管理技术 产品数据交换接口技术 执行控制程序 产品数据建模技术产品数据建模技术 完善的产品模型是CAD/CAM系统进行集成的基础，也是CAD/CAM系统共享数据的核心。CAD/CAMCAD/CAM系统集成关键技术系统集成关键技术u集成数据管理技术：集成数据管理技术：集成系统中数据管理日益复杂，传统的商用数据

13、库已满足不了上述要求，集成数据管理技术能有效的进行数据交换，尽量避免数据文件和格式转化，消除数据冗余。 u产品数据交换接口技术：产品数据交换接口技术：若在不同计算机，操作系统，数据库之间进行通信，必须解决产品数据交换技术，这是CAD/CAM系统集成的基础40执行控制程序执行控制程序lCAD/CAM系统特点：规模大、信息源多、传输路径不一和功能多样化。l执行控制程序任务：把相应的模块组织起来，按规定的运行方式完成规定作业，并协调他们之间的信息传输。CAD与与CAM的应用的应用 演讲人：潘祺俊 学号：15721738 导师：何斌一、CAD/CAM的初步应用时期（20世纪70年代）l集成电路用于计算

14、机，使计算机平台的性能大为提高l出现了以小型计算机为平台的CAD系统l图形设备相继推出并完善l图形软件和CAD应用支撑软件不断得到充实与提高CAD：自由曲线全面生成算法和表面造型理论 法国达索飞机制造公司推出三维曲面造型系统CATIA 1970年，法国雷诺公司(Renault)的工程师皮埃尔贝塞尔(Pierre Bezier) 提出一种全新的数学方法贝塞尔曲线，用于构造汽车自由曲面。由他领导研制的Unisurf曲面造型和UniAPT曲面加工系统，从1972年起应用于汽车外形和模具加工，为计算机辅助几何设计CAGD研究方向奠定了基础和发展方向 美国的洛克希德公司从1974年起向市场推出了CADA

15、M系统，成为70年代中至80年代末国际上最流行的第一代IBM主机版交互绘图系统 麦道公司(McDonnell)从1976年起开发Unigraphics系统，简称UGCAM：60年代末到70年代初，莫林公司建造一 台自动化制造系统 美国的辛辛那提公司研制FMS系统，也就是柔性制造系统。柔性制造系统是一组数控机床和其他自动化的工艺设备，由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。二、CAD CAM应用时期（20世纪80年代）l出现了大规模与超大规模集成电路，使微机进入市场l推出了以UNIX系统支撑的SUN工作站l图形软件更加成熟CAD：实体造型技术理论和几何建模方法l基于对于CAD CA

16、E一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件I-DEASl1988年，美国参数技术公司(Parametric Technology Corp.)发布Pro/E的第一个版本，而Pro/E则成为了市场上第一个参数化、基于关联特征的实体建模软件CAM：开始进行CIMS的研究三、CAD CAM广泛应用时期（20世纪90年代） 出现基于PC平台的价廉物美的CAD系统 CAD系统的标准化：CGI、GKS、PHIGS、OpenGL、IGES、智能化CAD系统 集成化，科学计算可视化、虚拟设计、虚拟制造CAD：Pro-E为代表的参数化造型理论和

17、I-DEAS为代表 的变量化造型理论四、制造业信息化工程技术发展时期（20世纪90年代后期至今） 20世纪90年代后期，CAD/CAM向集成化、智能化、网络化以及企业应用的发展 我国在“九五”期间组织实施了CAD/CAM应用工程 在“十五”期间实施了制造业信息化工程 在“十一五”仍继续大力推进制造业信息化具体应用具体应用1.1.国外的应用情况国外的应用情况l美国大型汽车业的100%，电子行业的60%，建筑行业的40%采用CAD/CAM技术l美国福特（Ford）自行开发了CAD/CAM软件。1993年以后，提出了C3P（CAD、CAE、CAM、CAPP）概念l日本三菱研发从车身设计到组装的完整C

18、AD/CAM软件l德国大众集团用CATIA和Pro-E作为其将来开发新车型的主导CAD系统l法国雷诺汽车公司应用Euclid软件作为CAD/CAM的主导软件典型应用l通用汽车公司应用状况：开发周期（48个月-24个月-12个月），碰撞试验（100次-50次），个性化订单-3小时，通过在线采购降低成本10%l日本夏普公司生产电视、录音机和汽车覆盖件的模具，采用传统方法的生产周期为一年，而采用CAD/CAM技术后，从设计到制造的周期仅为1.5-2个月据美国的统计资料，大规模集成电路采用CAD设计后，效率平均提高18倍；机械产品的设计效率平均提高5倍；建筑设计的效率平均提高3倍；编辑出版的效率提高4

19、.4倍2.国内的应用情况 第一汽车制造厂和第二汽车制造厂，天津内燃机研究所完成的“建立汽车计算机辅助设计和辅助制造系统”项目 杭州汽轮机动力集团公司应用CAD/CAM技术，使产品设计图样的90%实现了CAD，每项产品设计时间从5-6个月缩短为1.5-2个月，关键零部件数控加工，中小零件工艺设计90%采用CAPP技术 泸东造船厂应用CAD技术后，生产技术准备周期缩短1/3以上，造船的设计开发能力提高一倍总结总结1.CAD/CAM1.CAD/CAM的应用越来越广泛，越来越现代的应用越来越广泛，越来越现代化，它对人类的生产活动产生了极其重要化，它对人类的生产活动产生了极其重要的影响。的影响。2.2.

20、中国的中国的CAD/CAMCAD/CAM的应用跟发达国家相比还的应用跟发达国家相比还有很大的差距。有很大的差距。CAD/CAM的发展趋势的发展趋势与研发热点与研发热点姓名：任民山姓名：任民山学号：学号：15721744导师：俞涛导师：俞涛1.模具模具CAD/CAM技术的发展趋势技术的发展趋势u1.21世纪模具制造行业的基本特征世纪模具制造行业的基本特征l 高度集成化与智能化;l 柔性化和网络化；u2.追求的目标追求的目标l提高产品质量及生产效率；l缩短设计、制造周期,降低生产成本；l最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。具体表现出以下特征具体表现出以下特征1)标准化 CAD/CAM系统可建立标准零件数据库，非标准零件数据库和模具参数数据库。2)集成化技术 现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成。3)智能化技术 应用人工智能技术实现各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在整个系统中智能的充分发挥。4)网络技术的应用 网络技术包括硬件与软件的集成实现,各种通讯协议及制造自动化协议,信息通讯接口,系统操作控制策略等,是实现各种制造系统自动化的基础。5)多学科多功能综合产品设计技术 未来产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识