计算机辅助制造-CADCAM的关系

CAD与CAM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。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。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。参数化设计实例修改图形尺寸名称添加约束拉伸，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”CallChangePara(Part,0.05,0.02,0.02,0.02,0.05,0.02,0.2)SubChangePara(Part,Val1,Val2,Val3,Val4,Val5,Val6,Val7)Part.Parameter(HeightUp@草图1).SystemValue=Val1Part.Parameter(HeightDown@草图1).SystemValue=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CAM?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。狭义CAM:数控加工程序编制。16CAM的功能及应用CAM的功能：数据转换过程自动化CAM的应用：机械领域电子行业，航空航天常用CAM软件UGNX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、topsolid、solidcam等等基本功能比较CAD几何造型工程绘图零件装配CAPP工艺知识检索工艺路线生成工序设计CAM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CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）：工艺人员借助计算机，根据产品制造的工艺要求确定产品加工方法和方案。CAM软件——MastercamMastercam是美国CNCSoftwareInc.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。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，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。Mastercam软件已被广泛的应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与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DefineTool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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。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/CAM集成的概念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）。信息集成：1.CAD/CAM系统内部集成2.CAD/CAM系统与的外部集成30CAD/CAM系统内部集成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/CAM信息集成的方式1.专用格式文件方式2.中性数据文件集成方式3.工程数据库集成方式4.基于PDM的集成方式33专用格式文件方式概念：通过专用数据交换文件形式实现两个应用系统的集成。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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。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•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PDM平台的CAD/CAM集成方法以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PDM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CAD/CAM系统集成的关键技术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。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/CAM系统集成关键技术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。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CAD/CAM系统特点：规模大、信息源多、传输路径不一和功能多样化。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CAM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）集成电路用于计算机，使计算机平台的性能大为提高出现了以小型计算机为平台的CAD系统图形设备相继推出并完善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(PierreBezier)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CADAM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、CADCAM应用时期（20世纪80年代）出现了大规模与超大规模集成电路，使微机进入市场推出了以UNIX系统支撑的SUN工作站图形软件更加成熟CAD：实体造型技术理论和几何建模方法基于对于CADCAE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-DEAS1988年，美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorp.)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、CADCAM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1.国外的应用情况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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日本三菱研发从车身设计到组装的完整CAD/CAM软件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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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%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