《工学cadcam》ppt课件

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CAD/CAM基础华中科技大学材料学院王义林\n第二章CAD/CAM系统组成1.CAD/CAM系统的硬件2.CAD/CAM系统的软件3.CAD/CAM对用户的要求4.配置CAD/CAM系统\n1.CAD/CAM系统的硬件硬件：计算机系统、常用外设、图形输入与输出设备计算机系统：计算机主机；外围设备：存储设备，网络设备；图形输入：键盘、鼠标、光笔、数字化仪，扫描仪、虚拟现实输入设备等；输出设备：显示器、绘图机、打印机、虚拟现实输出设备\n\n1）高性能的计算机(1)大中型计算机大中型计算机功能强大，通常采用一个主机连接多个终端，支持多个用户同时工作，目前，大中型计算机主要用于大型复杂的设计计算、图形仿真以及大型数据库的集中管理。(2)小型机在70年代末和80年代初，由于小型机的性能价格比较好，被用于CAD／CAM的主机，但是，随着图形工作站的出现，小型机在CAD／CAM系统中已经逐渐被淘汰。(3)图形工作站所谓图形工作站，是以个人计算机环境和分布式网络环境相结合的高性能价格比的小型机。与一般小型机相比，工作站具有较强的人机交互、图形显示和网络通信功能，是CAD／CAM系统较理想的主流硬件平台。(4)微机当前最流行和普及的CAD/CAM硬件平台-----因为微机的性价比极高，操作简单，应用软件非常丰富。高档微机的功能已经接近低档工作站的水平，许多原来只能在工作站上使用的CAD/CAM软件已经移植到微机平台上，由微机组成的CAD／CAM系统备受欢迎。\n2)大容量的存储器内存外存硬盘、软盘、光盘、磁带3)灵活的人机交互能力键盘鼠标扫描仪\n4)逼真的图形输出能力显示器和显示卡绘图机、打印机5)良好的通信网络功能\n2.CAD/CAM系统的软件\n2.1系统软件操作系统微机上流行Win98/2000/XP操作系统工作站上流行Unix操作系统编译系统系统开发和维护的工具软件图形接口及接口标准\n2.2支撑软件设备驱动程序Windows操作系统支持的设备驱动程序集ISO通过的标准程序库CGI(ComputerGraphicsInterface)窗口管理系统窗口系统中包含了丰富的图形用户接口（GUI）程序，多媒体用户接口程序（MUI）和网络用户接口程序（NOI）。CAD/CAM/CAE系统产品数据管理系统（ProductDataManagementSystem）数据库管理系统（DBMS）网络服务软件\n2.3专业应用软件专业应用软件是指针对用户具体要求而专门开发的软件。♦在通用的CAD／CAM软件基础上进行二次开发，增加一系列特殊功能；♦基于一些通用开发环境（如VC），开发全新的软件系统。由于专门应用软件和具体应用有关，形式不一，功能多样，应用领域较小，但数量巨大。\n流行软件介绍（国外篇）1．Unigraphics(UG)UG起源于美国麦道(MD)公司的产品，1991年11月并入美国通用汽车公司EDS分部。如今EDS是全世界最大的信息技术(IT)服务公司，UG由其独立子公司UnigraphicsSolutions开发。UG是一个集CAD、CAE和CAM于一体的机械工程辅助系统，适用于航空航天器、汽车、通用机械以及模具等的设计、分析及制造工程。该软件可在HP、Sun、SGI等工作站上运行，安装总数近3万台。UG采用基于特征的实体造型，具有尺寸驱动编辑功能和统一的数据库，实现了CAD、CAE、CAM之间无数据交换的自由切换，它具有很强的数控加工能力，可以进行2轴～2.5轴、3轴～5轴联动的复杂曲面加工和镗铣。UG还提供了二次开发工具GRIP、UG/OPEN，允许用户扩展UG的功能。最新版：UGNX3.0\n流行软件介绍（国外篇）2.CATIACATIA系统是法国达索(Dassault)飞机公司DassaultSystems工程部开发的产品。该系统是在CADAM系统(原由美国洛克希德公司开发，后并入美国IBM公司)基础上扩充开发的，在CAD方面购买原CADAM系统的源程序，在加工方面则购买了有名的APT系统的源程序，并经过几年的努力，形成了商品化的系统。CATIA系统如今已经发展为集成化的CAD/CAE/CAM系统，它具有统一的用户界面、数据管理以及兼容的数据库和应用程序接口，并拥有20多个独立计价的模块。该系统的工作环境是IBM主机以及RISC/6000工作站。如今CATIA系统在全世界30多个国家拥有近2000家用户，美国波音飞机公司的波音777飞机便是其杰作之一。\n流行软件介绍（国外篇）3.Pro/EngineerPro/Engineer系统是美国参数技术公司（ParametricTechnologyCorporation，简称PTC）的产品。1988年，率先推出了先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型系统。Pro/Engineer建立在工作站上，使系统独立于硬件，便于移植。该系统用户界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。Pro/Engineer整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型，能将整个设计至生产过程集成在一起，它一共有20多个模块供用户选择。90年代后期，PTC公司将Computervision（简称CV）公司收购于旗下，更加壮大了PTC的实力。\n流行软件介绍（国外篇）4.I-DEASI-DEAS是美国SDRC（StructuralDynamicsResearchCorporation）公司自1993年推出的新一代机械设计自动化软件，也是SDRC公司在CAD/CAE/CAM领域的旗舰产品，并以其高度一体化、功能强大、易学易用等特点而著称。其最大的突破在于VGX技术的面市，极大地改进了交互操作的直观性和可靠性。I-DEAS在CAD/CAE一体化技术方面一直雄居世界榜首，软件内含诸如结构分析、热力分析、优化设计、耐久性分析等真正提高产品性能的高级分析功能。I-DEASCAM是CAM行业的顶级产品。可以方便地仿真刀具及机床的运动，可以从简单的2轴、2.5轴加工到以5轴联动方式来加工极为复杂的工件表面，并可以对数控加工过程进行自动控制和优化。国外许多著名公司，如波音、索尼、三星、现代、福特等公司均是SDRC公司的大客户和合作伙伴。\n流行软件介绍（国外篇）5．SolidWorksSolidWorks是由美国SolidWorks公司于1995年11月研制开发的。solidworks是基于windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好，用户上手快。该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中。其价格仅为工作站CAD系统的四分之一。该软件于1996年8月由生信国际有限公司正式引入中国，由于其基于Windows平台，而且价格合理，在我国具有广阔的市场前景。\n流行软件介绍（国外篇）6．Solidedge1997年10月UGS公司与Intergraph公司签约，合并了后者的机械CAD产品，即Solidedge软件。Solidedge是真正的Windows软件。是充分利用windows基于组件对象模型（COM）的先进技术重写代码。Solidedge与MicrosoftOffice兼容，与Windows的OLE技术兼容，这使得设计师们在使用CAD系统时，能够进行Windows下字处理、电子报表、数据库操作等。Solidedge具有友好的用户界面，它采用一种称为SmartRibbon的界面技术，用户只要按下一个命令按钮，既可以在SmartRibbon上看到该命令的具体的内容和详细的步骤，同时在状态条上提示用户下一步该做什么。Solidedge是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统，它是为设计人员专门开发的，易于理解和操作的实体造型系统。\n流行软件介绍（国外篇）7．InventorAutodesk公司在PC平台上开发的三维CAD系统。使用户能透过直观的工作流、简化的用户界面和先进的帮助和支持系统，迅速提升生产力。此外，可提供更佳的设计可视化，自动化制图、更简便的设计修改以及缩短的工程周期时间。结合了2D和3D的功能，业界领先的DWG兼容性。卓越的大型部件性能。处理复杂部件的速度要比其他同类机械设计软件快。提供相关联的绘图和草图功能，提供完整的模型和绘图的双向联结。\n流行软件介绍（国外篇）8．CimatronCimatron是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品，是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。CimatronCAD/CAM系统自从80年代进入市场以来，在国际上的模具制造业备受欢迎。近年来，cimatron公司为了在设计制造领域发展，着力增加了许多适合设计的功能模块，每年都有新版本推出，市场销售份额增长很快。\n流行软件介绍（国内篇）1．高华CAD高华CAD是由北京高华计算机有限公司推出的CAD产品。该公司是以清华大学为技术依托，专门从事CAD/CAM/PDM/MIS集成系统的研究、开发、推广、应用、销售和服务的专业化高技术企业。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。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。\n流行软件介绍（国内篇）2．CAXACAXA软件的开发与销售单位是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）。该公司是从事CAD/CAE/CAM软件与工程服务的专业化公司。CAXA实体设计是最先将完全的可视化三维设计、图纸生成和动画制作融入微机的系统。本软件把具有突破性的全新系统结构同拖放实体造型法结合起来，形成目前推向市场的、对用户最友好的三维零件设计/二维绘图环境。同时，还提供了一些您在高成本的高档三维应用中期望得到的那些性能和兼容性。CAXA实体设计的三维文件叫做设计环境。设计环境由单个或多个零件或装配件构成，是利用ACIS或Parasolid内核生成的。\n流行软件介绍（国内篇）3．金银花系统金银花（Lonicera）系统是由广州红地技术有限公司开发的基于STEP标准的CAD/CAM系统。该系统是国家科委863/CIMS主题在“九五”期间科技攻关的最新研究成果。该软件起点高，以制造业最高国际标准ISO10303（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）。目前金银花系统的系列产品包括：机械设计平台MDA、数控编程系统NCP、产品数据管理PDS、工艺设计工具MPP。\n3.CAD/CAM对用户的要求(1)基础知识①计算机基础，主要包括系统软件和硬件的基本原理和应用基础；②专业基础，如机械制图、机械设计与制造、电路设计等；③外语基础。(2)实践知识必须有工程实践经验，必须不断地从事CAD／CAM技术的应用实践，从实践中加深对先进技术的掌握，并不断丰富实践经验。(3)不断学习和培训CAD/CAM技术是一个飞速发展的先进技术，要即时更新知识，始终掌握最前沿的软件和技术，才能发挥更大的作用。\n4.配置CAD/CAM系统4.1配置原则●硬件配置方面：①系统功能。主要包括CPU的数据处理能力，内外存容量，输入输出性能，图像显示和处理能力，与外部设备的接口能力，网络通信能力；②硬件系统要有良好的开放性且符合工业标准。可以用是否采用UNIX、Windows等操作系统、以太网、流行CPU芯片（如Intel公司的产品）来衡量，这样有利于系统进一步扩充、联网以及支持更多种类的外围设备；③经济性能。\n●软件配置方面：①用标准操作系统；②优良的几何造型及绘图功能；③功能丰富；④用户多；⑤运行可靠，维护简单，性能价格比高；⑥厂商信誉及售后服务好。\n4.2典型配置（1）单PC机或工作站CAD/CAM系统配置表1-1CAD/CAM硬件基本配置表内容PC模式工作站模式CPUPIII以上SGI、SUN、IBM等图形工作站内存256M以上512M以上硬盘6G以上15G以上，可配磁盘机光驱4速以上20速以上显示器及图形卡17in以上21in以上打印机激光打印机同左绘图机A0（或A1），视实际需求而定同左键盘和鼠标标准键盘，三键鼠标随机配置\n表1-2CAD/CAM软件配置表内容PC模式工作站模式系统软件Windows98/2K/XPUNIX,WindowsNT二维CAD（如AutoCAD,InteCAD）配可配2轴CAM（如MasterCAM）配可配三维低端CAD（如MDT）配可配3轴及多轴CAM（如MasterCAM,Cimatron）配可配中端CAD（如Solidedge,SolidWorks）配可配高端CAD/CAM集成系统（如UG,CATIA,ProE）可配配中型分析软件（如SAP,ANSIS,ModelFlow）可配配大型分析软件（如ADAMS,NASTRON）配\n（2）网络CAD/CAM系统配置主流模式是客户／服务器（C／S）模式。应用放在客户端上，而共享的数据放在服务器上，实现资源共亨。数据的分布处理以及数据的集中监控和管理，易于保证数据的安全性、一致性和完整性。开放型的结构。服务器可以是高性能的工作站或微机，客户机可以是微机或工作站；打印机、绘图机等资源可以共享。\nCAD设计图例概念设计\n工程绘图\n结构设计（详细设计）\n结构有限元分析\n机械系统动态分析（运动学分析、动力学分析）\n加工仿真\n生产过程仿真（数字化车间）\n\n\n谢谢！