CADCAM系统综述论文03

CAD/CAM第一、二章综述CAD/CAM技术概述工程软件，顾名思义指适用于工程领域，帮助工程设计技术人员解决实际工程设计、分析问题的软件。大规模工程问题的设计与分析软件现在已经成为衡量一个国家技术水平的标志之一。中国制造业在普及二维CAD技术后，迫切需要掌握三维CAD/CAM集成技术的优秀人才。三维CAD/CAE/CAM作为制造业信息化的核心技术，对于提高产品设计、分析、制造的质量与效率具有关键作用。不止在机械行业，在土木、交通工程设计软件和民用产品设计软件、广告设计软件中，数值分析技术和数字化图形技术发挥着举足轻重的作用。CAD/CAM技术以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与工程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论、电子技术等学科知识，以工程应用为对象，实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存储与管理等相关功能。 目前在CAD/CAM技术基础上开发和设计的工程软件在校园学习和企业工程应用中发挥了重要作用，开始使工程设计人员从繁琐和效率地下的手绘工程图纸的模式下解放出来，从来缩短了产品开发周期，时间和经济效益都得到了很明显的提高。CAD/CAM技术的基本概念CAD技术计算机辅助设计设计技术是使用计算机作为工具，对产品进行包括方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等设计活动的技术。CAD技术将人的思维、逻辑推理、学习及直观判断的能力和计算机运算速度快、精确度高、信息存储量大，不易出错的特点，通过”人机对话”的方式连接起来，取长补短，充分发挥各自的优点，以获得最优化的设计。CAE技术计算机辅助工程技术是以计算力学为基础、计算机仿真为手段的工程分析技术。CAE的主要任务是对工程、产品和结构未来的工作状态进行仿真分析，及时发现设计中的问题和缺陷。CAPP技术计算机辅助工艺过程设计，运用计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值分析、逻辑判断和推理来制定零件机械加工工艺过程。特点：应用CAPP能够迅速编制出完整详细、优化的工艺方案和各种工艺文件，可极大提高工艺人员工作效率、缩短工艺准备周期，加快产品投放市场进程。CAM技术计算机辅助制造是借助计算机进行产品制造活动的简称，有广义和侠义之分。5．CAD/CAM集成技术自20世纪60年代开始，CAD和CAM各自独立的发展，研发了众多性能优良的相互独立的商品化CAD、CAPP、CAM系统，在各自领域都起到了重要作用。然而，这些各自独立的系统相互割裂，不能实现系统之间信息的自动传递和转换，信息资源不能共享，严重制约了各自的发展。所以，CAD技术的融合是发展的必然趋势。CAD/CAM技术的发展趋势随着CAD/CAM技术的不断研究、开发与广泛应用，对CAD/CAM技术要求也越来越高，进一步推动了CAD/CAM系统日新月异的发展，其发展趋势概况如下：集成化方向发展。(CIMS)向智能化方向发展向网络化方向发展面向并行工程的发展面向先进制造技术的CAD技术的发展面向虚拟设计技术的发展我国CAD/CAM技术的发展我国20世纪70年代开始对CAD/CAM进行研究，80年代，我国进行了大规模的CAD/CAM技术研究与开发，国家对CAD/CAM技术十分重视。1986年，我国制定了国家高技术发展计划，将CIMS作为自动化研究主题之一，并于1987年成立了自动化专家委员会和CIMS主题专家组，建立了国家CIMS工程研究中心和七个单元技术实验室，结合我国国情，专家组将CIMS的集成分成信息集成、过程集成和企业集成三个阶段，取得了比较显著的成效。1991年成立了全国CAD应用工程协调指导小组，制订了《CAD应用工程发展规划纲要》，指定与评审了CAD通用技术规范。在“九五”和“十五”期间，也出台和制定了一系列的措施。我国CAD/CAM技术的研究与发展大致经历了三个阶段：引进、跟踪、研发阶段，自主开发和快速成长阶段，产业化、系统化发展阶段。我国自主研发的CAD/CAM软件：（1）高华CAD高华CAD系列产品包括计算机辅助绘图支撑系统GHDrafting、机械设计及绘图系统GHMDS、工艺设计系统GHCAPP、三维几何造型系统GHGEMS、产品数据管理系统GHPDMS及自动数控编程系统GHCAM。其中GHMDS是基于参数化设计的CAD/CAE/CAM集成系统，它具有全程导航、图形绘制、明细表的处理、全约束参数化设计、参数化图素拼装、尺寸标注、标准件库、图像编辑等功能模块。GHGEMS5.0曾获第二届全国自主版权CAD支撑软件评测第一名。（2）CAXA电子图板和CAXA-ME制造工程师

CAXA电子图板和CAXA-ME制造工程师软件的开发与销售单位是北京北航海尔软件有限公司（原北京航空航天大学华正软件研究所）。CAXA电子图板是一套高效、方便、智能化的通用中文设计绘图软件，可帮助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计，适合所有需要二维绘图的场合，使设计人员可以把精力集中在设计构思上，彻底甩掉图板，满足现代企业快速设计、绘图、信息电子化的要求。CAXA-ME是面向机械制造业的自主开发的、中文界面、三维复杂形面CAD/CAM软件。CAXA制造工程师1.0版于1996年推出，CAXA-ME2.0版于1998年3月发布，CAXA-ME2000版业已发布。(3)GS-CAD98S-CAD98是浙江大天电子信息工程有限公司开发的基于特征的参数化造型系统。该公司是国家科委高技术研究发展中心、浙江大学和中国航天总公司CAD/CAM中心在杭州联合创建的高新技术研究、开发和应用企业。大天公司集软件开发、工程应用、信息系统集成和计算机类产品销售为一体，是从事CAD/CAPP/CAM工程数据库和MIS/OA的开发、应用、销售和服务的专业化高技术公司。GS-CAD98是一个具有完全自主版权、基于微机、中文Windows95/NT平台的三维CAD系统。该软件是在国家“七五”重大攻关及863/CIMS主题目标产品开发成果的基础上，参照SolidWorks的用户界面风格及主要功能开发完成的。它实现了三维零件设计与装配设计，工程图生成的全程关联，在任一模块中所做的变更，在其他模块中都能自动地做出相应变更。(4)金银花系统该软件主要应用于机械产品设计和制造中，它可以实现设计/制造一体化和自动化。该软件起点高，以制造业最高国际标准ISO-10303（STEP）为系统设计的依据。该软件采用面向对象的技术，使用先进的实体建模、参数化特征造型、二维和三维一体化、SDAI标准数据存取接口的技术；具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能;同时还具有多种标准数据接口，如STEP、DXF等；支持产品数据管理（PDM）。五．CAD/CAM系统的组成和基本类型1.一般来说，CAD/CAM系统由硬件和软件组成，由于使用要求不同，其硬件和软件配置也有所不懂，但基本组成模块大同小异。系统软件应用软件外围设备计算机软件系统硬件系统CAD/CAM系统系统软件应用软件外围设备计算机软件系统硬件系统CAD/CAM系统CAD/CAM系统的基本结构2.CAD/CAM系统的基本类型(1)大型机CAD/CAM系统特点：1.一个主机，多个终端共享一个CPU2.共享资源，集中管理 3.主机故障，所用用户终断4.用户增加，系统响应变慢2.小型机和微型机CAD/CAM系统微机系统：特点：1.PC机成本低2.性能价格比高3.网络功能强大3.工程工作站系统：特点：1.32位以上的微处理器2.支持高分辨率彩色图形显示器3.支持高技术指标的外围设备及网络环境六．CAD/CAM系统的硬件1.CAD/CAM系统的硬件组成图形输入设备扫描仪磁盘磁带数控设备电视摄像机图形显示器文字显示终端打印机绘图仪计算机或工作站图形输入设备扫描仪磁盘磁带数控设备电视摄像机图形显示器文字显示终端打印机绘图仪计算机或工作站CAD/CAM系统的硬件组成2.CAD/CAM硬件系统的选择原则选择CAD/CAM系统硬件时，首先要满足所服务的对象，即充分考虑产品的设计和制造的作业性质和技术水平及工作量；其次，又要适应CAD/CAM技术的发展水平。因此，在选择CAD/CAM硬件系统时要特别注意其工作能力、经济性、工作可靠性、使用及维护的方便性、标准化程度及可扩充性、工作环境要求、配套或可选的软件等。七．CAD/CAM系统的软件CAD/CAM系统的功能强弱和性能的好坏，不仅取决于系统的硬件配置，而且还取决于系统的软件配置。在建立CAD/CAM系统时必须十分重视软件的选择和投资强度，否则会限制硬件性能的发挥。由于CAD/CAM系统要处理的对象和规模不同，相应配置的软件也有较大差异。从CAD/CAM系统任务和计算正常运行的角度出发，一般CAD/CAM系统需要的软件由系统软件和应用软件组成。系统软件CAD/CAM的系统软件与一般计算机系统软件大致相同，它是与计算机硬件直接联系且供用户公用的软件，起到扩充计算机功能和合理调度计算机硬件资源的作用，是应用软件的开发和运行环境。系统软件一般由操作系统（OS）和OS为基础的一些公用程序组成。2.CAD/CAM的应用支撑软件（1）几何造型软件（2）有限元分析软件（3）仿真软件3.系统中软件的选用原则（1）系统功能与能力配置：按功能确定软件模块（2）软件的性能价格比·满足要求·运行稳定可靠·容错性好·人机界面友好·价格相对合理的软件（3）与硬件匹配原则：先选软件，再选硬件版本：工作站版和微机版（4）二次开发环境·软件自身有语言能力及开发能力·与高级语言（C、VC++）的接口八．CAD/CAM总体的设计原则（1）实用化原则（2）适度先进性原则（3）系统性原则（4）整体设计与分步实施原则参考文献(1)机械CAD/CAE明兴祖，姚建民化学工业出版社(2)机械CAD/CAM基础何雪明