《机械CADCAM》课件第9章.pptx

第9章机械CAD/CAM集成技术

9.1概述

9.2产品数据交换技术

9.3产品数据建模

9.4基于产品数据管理的CAD/CAM系统集成

习题与思考题

9.1概述

9.1.1CAD/CAM集成的概念

在过去的几十年中，包括CAD、CAPP、CAM等在内的计算机辅助单元技术得到了快速的发展，并分别在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控编程自动化等方面发挥了重要作用。但是，随着计算机辅助单元技术(简称CAX技术)应用的深入，人们发现，由于历史的原因，这些各自独立发展起来的系统之间很难实现信息传递和交换，更不能实现信息资源的共享。

例如，CAD完成的产品设计结果不能为CAPP、CAM

及其他的CAX系统所直接接收，而必须通过人工将CAD输出图样等信息和数据再次输入到其他CAX系统，这不仅造

成了物资和时间上的浪费，影响了工程设计的效率，而且

在数据传递和转换的过程中还有可能造成错误，降低产品

数据的可靠性。这种计算机辅助单元技术的自动化“孤岛”现象严重影响了CAX技术效益的发挥和进一步的发展。

因而，自20世纪70年代以来，人们开始研究CAD、

CAPP与CAM间的数据和信息的自动传递或转换问题，提出了CAD/CAM集成的概念，通过解决集成过程中的各种问题，以实现CAX系统之间数据的自动交换与共享。目前，

CAD/CAM集成技术还未形成统一的定义，一般认为：

CAD/CAM集成技术是指研究CAD、CAPP、CAM等各单元和系统之间信息的自动交换和共享的技术，通过集成技术的

研究，使这些系统有机地结合起来，形成一体化的CAD/CAM集成系统。

9.1.2CAD/CAM集成系统

CAD/CAM集成技术的发展，要求CAD和CAM系统中的不同功能模块都与统一的数据库相连接，使信息能够顺畅地进行传递和交换，以便把越来越多的CAD、CAPP、CAM等单元技术和功能融为一体，组成CAD/CAM集成系统。

从CAD/CAM技术的实际应用看，目前研究和开发的集成系统主要有三类：

第一类是将不同功能、不同开发商的单元系统集成到一

起，形成一个完整的CAD/CAM系统。这种应用系统的优点是单元系统配置灵活，选择余地大，可以选择单元技术最优秀的系统进行组合。另外，在系统升级换代时，可有选择地保留一些不太落后的单元来与新的系统集成。该类系统的应用范围较为广泛，但在系统集成后，在单元子系统之间很难做到“无缝连接”,这种缺陷有时对系统影响较大。

第二类集成系统是在系统设计一开始，就将系统未来

要用的功能都考虑周全，并将这些功能全都集成到一个系统中，特别是采用了统一的产品数据模型的共事机制，不会有任何连接的痕迹。这种系统更多地以狭义的

CAD/CAM系统的方式出现。目前市场上流行的著名

CAD/CAM集成系统如UGⅡ、CATIA、Pro/E等大多属于这类系统，它们可以在一个集成环境下完成从产品设计、工程分析到数控加工的过程。这种系统在一些行业和部门中的应用非常成功。

第三类系统是正在发展中的新一代CAD/CAM集成系统。

其基本出发点是着眼于产品的整个生命周期，寻求产品数据完全交换和共享的途径，以期实现更高程度和更宽范围的系统集成。图9.1所示为这类集成系统的一种体系结构。

图9.1CAD/CAM集成系统体系结构

几何造型

特征造型

设计分析

工装设计

数控编程

工艺设计

基本功能层

加工仿真

由图可见，整个系统分为三个层次。最底层为产品数

据管理层，它以STEP的产品定义模型为基础，提供了三种数据交换方式，即数据库、工作格式、STEP文件，这三种方式的数据存取分别用数据库管理系统、工作格式管理模块和系统转换器来实现。系统运行时，通过数据管理界面按选定的数据交换方式进行产品数据交换。系统中间一层为基本功能层，其中的功能模块在应用上具有通用性，即每一种功能都可为不同的应用系统所使用。

该层为CAD/CAM应用系统提供开发环境，应用系统

可以通过功能界面来调用这些功能。系统的顶层为应用系统层，它可以完成产品从设计、分析到加工、装配的全过程，这些功能通过用户界面提供给用户。

另外，从CAD/CAM集成技术的要求讲，除了硬件集

成、软件集成外，人在CAD/CAM集成系统中起着主导作用。人们通过人机交互或批处理方式控制和操作

CAD/CAM系统的工作过程，完成如计算、绘图、工艺设计、NC编程、模拟仿真等一系列CAD/CAM的任务。因此也有人讲，CAD/CAM集成系统是由人、硬件和软件三部分的有