第2章_CAD／CAM系统的支撑环境

第2章CAD／CAM系统的支撑环境CAD／CAM系统概述CAD／CAM系统的硬件CAD／CAM系统的软件工程数据库一、系统组成2.1CAD／CAM系统概述第2章CAD／CAM系统的支撑环境二、CAD／CAM系统应具备功能交互图形输入及输出能力几何建模功能物性计算及工程分析功能处理数控加工信息的能力数据管理功能三、CAD／CAM系统的选型与配置四、CAD／CAM系统的工作方式人机交互方式区别在于系统功能，完善程度及自动化水平第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.1CAD／CAM系统概述(2)主机输入设备键盘、鼠标数字化仪扫描仪输出设备打印机绘图仪快速成型机显示设备CRT显示设备LCD/PRP外存贮器硬盘、软盘光盘通讯网卡Modem一、概述组成：2.2CAD／CAM系统的硬件第2章CAD／CAM系统的支撑环境要求：强大图形处理和人机交互功能，人机交互渠道和快速响应速度需要有相当大的外存储器容量良好的通信联网功能，网络化CAD／CAM系统考虑：当前系统功能、可扩充性和开放性第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(2)二、主机主机构成组成：CPU、内RAM、及其联接主板组成性能要求：速度快、内存大指标：速度MIPS、MFLOP字长结构单CPU、多CPU计算机类型大中型机、小型机、工程工作站、微机第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(3)三、内存储器内存用于存储CPU工作程序、指令和数据。主要种类：RAM随机存储器SDRAM同步内存技术ROM只读存储器启动引导程序、基本输入输出程序Cache高速缓冲存储器第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(4)四、外存储器硬盘存储器结构：驱动器、控制器、盘片参数：存储容量、读写速度及舆数据的速度接口：IDE硬软盘驱动器、SCSI可用各种设备速度影响：转速寻道时间传输速率高速缓存储器软盘存储器（3.5、5.25）原理同硬盘，活动磁头，可换盘片、接触读写、速度慢光盘存储器类型：CD－ROM、只写一次光盘、可擦写光盘特点：容量大、可靠性好、信息存储成本低接口：SCSI磁带存储器第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(5)第2章CAD／CAM系统的支撑环境外存储器五、输入设备键盘鼠标器机械式、光电式两键、三键数字化仪A4~A0数字化板、数字化仪扫描仪光电阅读装置通过扫描图形技术，可将人工绘制的图样转换成CAD系统图样数码相机其它输入设备如：触摸屏第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(6)六、输出设备显示器和显示卡显示器：功能文字图形等种种信息输出组成CRT显示处理单元，显示用帧缓存内存显示卡：功能接受CPU显示指令数字控制图形显示图形协处理器图形显示基本原理阴极射线管、红绿蓝基色荧光粉、三电子束像素（行等距）、分辨率（水平像素×垂直像素）图形清晰度（扫描频率）第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(7)彩色显示模式计算机将生成图像转化成图像素值并送入帧缓存，帧缓存储单元排列同屏幕上像素位置亮度：从缓存中取亮度值，D／A转换成电压（流）模拟量，控制电子束强度。彩色：简单显示逻辑多色彩显示逻辑图形显示卡CPU同显示器接口2D／3D图形处理能力参数：分辨率、色彩、速度第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(8)第2章CAD／CAM系统的支撑环境简单显示逻辑第2章CAD／CAM系统的支撑环境多色彩显示逻辑打印机与绘图机针式打印机激光打印机控制器，激光扫描系统，电子照相系统，送纸机构喷绘图机笔式绘图机第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(9)七、网络互联设备网络适配器网卡数据交换（计算机，网络线缆）传输介质双绞线同轴电缆光缆调制解调第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.2CAD／CAM系统的硬件(10)一、概述软件：与计算机系统操作使用有关的程序、规程及相关文档资料的总和CAD／CAM软件系统软件、支撑软件、专业应用软件2.3CAD／CAM系统的软件第2章CAD／CAM系统的支撑环境二、操作系统与窗口系统操作系统基本概念操作系统是计算机系统及系统配置的各种软件全面控制和管理的底层软件任务：»管理内存中的数据和指令»执行对作业和进程控制，完成运算和操作，实现分时运行»管理外存上文件系统»管理外围设备常用操作系统简介UNIX系统、DOS系统第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.3CAD／CAM系统的软件(2)窗口系统基本概念窗口系统是以图形界面为应用特征的用户接口系统基本特点：基于面向对象的程序设计和文件驱动方式常用窗口系统简介MS_WindowsWindows3.0基于DOS的图形界面多任务窗口环境应用Windows9598NT完全集成的32位操作系统X_Windows分布式网络环境政工作的多任务多窗口系统第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.3CAD／CAM系统的软件(3)三、CAD／CAM系统概述CAD／CAM系统的支撑软件主要指直接支撑用户CAD／CAM工作的通用性功能软件第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.3CAD／CAM系统的软件(4)分类：集成型支撑软件提供设计、分析、造型、数控编码、加工控制等多种模块Pro/Engineer、UG、I-DEAS单一支撑软件只提供实现某些典型过程的功能模块Solidworks、AutoCAD、ANSYS、ORACLE组建自己的CAD／CAM系统：选购支撑软件（可以集成软件为主，也可以先多个单一功能组合）进行专门应用程序的开发第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.3CAD／CAM系统的软件(5)常用支撑软件：图形支撑软件CAD／CAM基本支撑软件包,微机AutoCAD三维造型软件建立统一的产品模型实现完整的几何和特征描述，并能随时提取所需要的信息，支持各个环节工作功能：几何建模、特征建模、物性计算、真实感图形显示，干涉检查、二三维图生成分析及优化设计软件有限元分析、机械运动分析、动力学分析、优化分析工程数据库管理软件第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.3CAD／CAM系统的软件(6)CAD／CAM系统支撑软件简介Pro/EngineerUGI-DEASSolidWroksAutoCAD及MDT第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.3CAD／CAM系统的软件(7)四、CAD／CAM专业应用软件针对用户具体要求而开发的软件。程序设计语言是开发应用软件的基本工具，常用语言C、VB、JAVA、LISP面象对象技术、可视化技术应用于编程语言第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.3CAD／CAM系统的软件(8)2.4工程数据库第2章CAD／CAM系统的支撑环境一、数据库技术概述产生文件系统数据管理。问题：数据冗余、缺乏数据独立性、不能统一管理数据数据库技术包括：数据库具有某种规律或联系的文件及数据的集合管理系统用于对数据库及系统资源统一管理和控制软件数据库技术特点及应用特点：DBMS统一管理用户文件数据存储结构统一应用：关系型数据库、面向对象数据模型的数据库二、工程数据库工程数据库技术的特点商用数据库、工程数据库工程数据库同传统数据库主要差别：支持复杂数据类型支持复杂数据结构工程数据类型分析通用型数据设计型数据工艺加工数据管理信息数据理想CAD／CAM系统：在操作系统支持下，图形功能为基础，工程数据库为核心的集成系统。第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.4工程数据库(2)对工程数据库管理系统的基本要求支持复杂工程数据存储和管理支持模型的动态修改和扩充支持工程事务处理和恢复支持多库操作和多版本管理支持同一对象多种媒体信息表现形式和处理能力，以适就不同要求支持工程数的长记录存取和文件兼容处理支持智能型规则描述和查询处理具有良好的数据库系统环境和支持工具CAD／CAM系统硬件是异种机组成的计算机网络系统，应是分布式数据库管理系统第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.4工程数据库(3)工程数据库管理技术工程数据的管理是在数据交换规范基础上，设计出科学合理的工程数据库以实现对工程数据的有效管理以现有商用数据库为基础，同CAD／CAM软件数据管理模块结合是实现工程数据管理有效途径。第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.4工程数据库(4)三、产品数据管理PDM经济竞争－＞精益生产、敏捷制造等效率－＞并行工程模式－＞PDM是并行工程部分PDM使纸质管理变成计算机网络化管理PDM基本概念PDM是以软件为基础，将所有产品相关的信息（包括数据、文字及图形、图像等）及与产品有关的过程集成到一起，实施在产品整个生命周期内，对产品数据信息和开发制造过程进行全面管理PDM层次：图纸文档管理、部分级数据管理、企业级数据管理第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.4工程数据库(5)PDM技术特点PDM强调的是数据共享，数据的一致性和可跟踪性，以及实现与各种应用软件数据的交换的双向控制PDM与CAD／CAM的关系PDM是连接和集成CAD、CAPP、CAM的软件框架（平台）PDM的发展PDM系统：Metaphase、IMan仅为企业提供产品数据定义和过程管理框架。第2章CAD／CAM系统的支撑环境2.4工程数据库(6)2.5计算机网络及数据通信第2章CAD／CAM系统的支撑环境第一次CAD技术革命“贵族化”的曲面造型系统70年代技术变革：线框模型→表面模型代表：达索飞机制造公司CATIA效益：改变了以往只能用油泥模型近似表达曲面的落后方法，新车型的开发周期由6年缩短到3年CAD技术发展历程第二次CAD技术革命“生不逢时”的实体造型技术80年代初技术变革：表面模型→实体造型代表：SDRC公司I-DEAS效益：利益CAE（质量、重心、惯性矩），但数据计算量极度膨胀，硬件条件当时不允许，计算与显示速度很慢其他发展：CV公司，曲面算法取得突破，计算速度提高，提出集成思路，并采取将软件的运行平台向小型机转移CAD技术发展历程第三次CAD技术革命“一鸣惊人”的参数化技术80年代中技术变革：无约束自由造型→参数化实体造型（基于特征、全尺寸约束、全数据相关，尺寸驱动设计修改）代表：PTC公司Pro/E效益：造型方便CAD技术发展历程第四次CAD技术变革“更上层楼”的变量化技术技术变革：参数化（全尺寸约束）→变量化（欠约束）代表：SDRC公司I-DEASMasterSeries效益：解除了设计者创造力与想象力的干扰与制约CAD技术发展历程技术发展，永无止境