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第六章 CAD/CAM集成技术 1.概述 2.CAD/CAM单元技术 3.特征技术及CAD/CAPP/CAM集成 4. 产品数据标准与数据管理 6.1 概述 CAD/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造） 指从设计到制造的整个过程应用计算机进行信息处理的技术 作用:利用计算机软硬件及网络系统，实现产品设计过程的自动化。 CAD/CAPP/CAM CAPP是CAD与CAM集成的桥梁性环节 CAD/CAM系统发展 第一代：以图型血的发展为基础而建立的应用技术系统，主要解决二维绘图和简单的数控加工，没有CAE（计算机辅助工程分析）功能。 第二代：具有二、三维绘图和数据加工、线框、曲面建模、有限元分析，并使用多个数据库和分步数据结构 第三代：单一数据库和统一数据结构，系统集成并支持并行工程，提供产品数据管理功能，获取信息完整。 智能、专家系统、网络、并行工程高度集成 CAD/CAM系统组成-系统硬件 CPU 主存储器: 快速的大容量主存 辅助存储器：永久的存储程序和设计制造程序 图形终端及输入设备：图形处理器、高分辨率和输入设备 输出设备：绘图仪 CAD/CAM系统组成-系统软件 系统软件：用于实现计算机系统的管理、控制、调度、监视和服务等功能，如操作系统、程序设计语言处理系统、服务性程序 管理软件：负责CAD/CAM系统中生成各类数据的组织和管理，统称采用数据库进行管理。 支撑软件：是CAD/CAM的基础软件，以系统软件为基础，用于开发CAD/CAM应用软件所必需的通用软件 应用软件：为用户解决某种应用问题而编制的一些程序 CAD/CAM系统组成 CAD/CAM系统在CIMS中的地位 6.2 CAD/CAM单元技术 CAD系统介绍 CAD计算机辅助设计（Computer Aided Design)主要是利用计算机辅助产品的设计开发。 主要功能包括：数字建模、工程计算、自动绘图、动态模拟。一个完整的CAD系统包括：人机交互接口、科学计算、图形系统、工程数据库。 主要过程是：有设计者向系统输入根据设计要求建立起来的数学模型和设计参数，然后由计算机去检索有关资料，并根据相应的公式和标准规范进行计算、优化并显示出设计结果，在此过程中可以在屏幕上对设计结果进行放大、缩小、旋转、平移等变换，还可对设计图形做出修改、裁剪、拼接等处理，直到获得满意的结果，最后由绘图机输出图样 6.2 CAD/CAM单元技术 主要技术： 1、计算机图形处理技术 生成图样的两种方法：交互式图形处理方法；参数化法 常见的CAD系统：Autocad、开目CAD、金银化CAD这些系统大部分是2维。 2、三维立体造型技术 3维CAD:Proe、solidework、ideas、UG等 第一次CAD技术革命——曲面造型系统 第二次CAD技术革命——实体造型技术 第三次CAD技术革命——参数化技术 CAD系统都已实现了参数化设计。 CAD建模技术 线框几何模型 以线段、圆、弧 、和一些简单曲线为描述对象。 图元：描述线段、圆、弧 、文字和一些曲线等图形元素和属性元素组成的一个整体 当前两维CAD软件的成熟与线框结构的几何模型的成熟密切相关。 曲面几何模型结构 是在曲线的基础上建立的，如Bezier Curves， Burbs，Cubic Splines，B-Spline Curver等 主要应用在航空、船舶、和汽车制造业等领域，以及对模型的外形要求比较高级的软件中 曲面几何模型在三维消隐、着色等技术中比线框模型处理的方便 在有限元分析、物理特性计算等方面很难应用 曲面几何模型结构 边界表示法 实体几何模型结构 利用CSG将最基本的实体进行布尔运算，需要事先按一定的的顺序建立好大小、位置适合的基本实体，并且不能改变 由于不能保证设计结果不被修改，所以CSG方法难以被设计人员接受 实体几何模型结构 实体表示法 CAD 如何选择CAD系统 现有的CAD系统已经实现了一体化，基本包括了CAD/CAM/PDM/CAE的内容，全套系统价格非常高昂，企业需要根据自己的实际需要选择合适的软件。如： PROE的参数化设计功能和模具设计能力较强，CAM后置处理相应弱一点。 UG由于派生与航空企业，所以其曲面造型和CAM后置处理能力较强。 I-DEAS具有很强的工程分析和测试能力。 CATIA的曲面能力和加工编程能力较强。 CAPP 计算机辅助工艺设计（Computer Aided Process Planning) 传统工艺设计的特点： 1、经