CAD、CAM技术的发展与UG技术(DOC 25).docx

CAD/CAM技术的发展与UG技术1.1CAD/CAM技术概述1.1.1基本概念CAD/CAM是计算机辅助设计与制造（ComputerAidedDesignandComputerAidedManufacturing）的英文缩写是一项利用计算机软、硬件协助人完成产品的设计与制造的技术。CAD一般是指工程技术人员在计算机组成的系统中以计算机为辅助工具完成产品的设计、工程分析、绘图等工作并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低生产成本的目的。广义的CAM是指工程技术人员在计算机组成的系统中以计算机为辅助工具完成从准备到产品制造整个过程的活动包括工艺过程设计、工装设计、NC自动编程、生产作业计划、生产控制、质量控制等。狭义的CAM一般仅指NC程序编制包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成等。CAD/CAM技术产生于20世纪50年代末、60年代初高速发展于20世纪80至90年代。自20世纪80年代初以来计算机的应用日益广泛几乎深入到生产过程的全部领域并形成了许多计算机辅助的分散系统。仅在制造业的产品设计与制造过程中就出现了如下分散系统：CAD、CAE（ComputerAidedEngineering计算机辅助工程分析）、CAPP（ComputerAidedProcessPlanning计算机辅助工艺过程设计）、CAM、CAQ（ComputerAidedQuality计算机辅助质量管理）、CAFD（ComputerAidedFixtureDesign计算机辅助夹具设计）等。这些独立的分散系统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起到了重要的作用。但是采用这些各自独立的分散系统不能实现系统之间信息的自动传递和交换。例如一个分散的CAD系统设计的结果既不能直接为CAPP系统接受有关几何建模的技术信息也无法直接传递给一个独立的CAM系统从而降低了计算机在产品设计和制造过程中的使用效率。为此提出了CAD/CAPP/CAM集成的概念进而产生了一批基于CAD/CAPP/CAM集成化的计算机辅助设计与制造商用软件其中以美国的Unigraphics（简称UG）软件最具代表性。目前UG软件已经在汽车、航空航天、机械制造等领域得到越来越广泛的应用。所谓的CAD/CAM集成是指在CAD、CAPP和CAM各模块之间有关信息的自动传递和交换。集成化的CAD/CAM系统能够借助于公共的工程数据库、网络通信技术、以及标准格式的中性文件接口把分散于机型各异的计算机中的CAD/CAM模块高效地集中起来实现软、硬件资源共享保证系统内信息的流动畅通无阻。1.1.2CAD/CAM系统的组成通常一个完善的CAD/CAM系统应具备：快速数字计算及图形处理功能、几何建模功能、处理数控加工信息的功能、大量数据和知识的存储及快速检索与操作功能、人机交互通信的功能、输入和输出信息及图形功能、工程分析功能等。CAD/CAM系统应由人、硬件、软件三大部分组成其中硬件包括计算机及其外部设备广义上讲硬件还包括用于数控加工的机械设备和机床等。软件一般包括系统软件、支撑软件和应用软件三类。系统软件主要负责管理硬件资源及各种软件资源它面向所有用户是计算机的公共底层管理软件即系统开发平台；支撑软件运行在系统软件之上是实现CAD/CAM各种功能的通用性应用基础软件是CAD/CAM系统专业性应用软件的开发平台；专业性应用软件则是根据用户具体要求在支撑软件平台上进行二次开发的专用软件。计算机系统的硬件为系统工作提供物资基础而系统功能的实现由系统中的软件运行来完成。随着CAD/CAM系统功能的不断完善和提高软件成本在整个CAD/CAM系统中所占比重越来越大。目前国外引进的一些高档软件其价格已经远远高于系统硬件的价格。图1-1给出了CAD/CAM系统的基本组成。图1-1CAD/CAM系统的基本组成由于企业技术水平及生产能力不同在CAD/CAM技术的应用及其系统的构建上可以有不同的形式。由于CAD/CAM系统的投资相对较大如何科学、合理地选择适合本企业的系统必须经过充分的论证这也是当前我国在推广应用信息化技术改造和提升传统制造业企业技术水平的过程中需要重视的问题。随着软硬件技术和网络技术的发展CAD/CAM系统的总体趋势是向着集成化、智能化、标准化和网络化方向发展。1.1.3CAD/CAM系统的支撑技术CAD/CAM系统除了配置必要的软、硬件之外尚需要多种技术的支持如数据管理技术、网络技术、成组技术、工程分析技术、仿真技术等。特别是数据管理技术和网络技术随着CAD/CAM技术应用范围的不断扩大和深入将占据越来越重要的地位。1．数据管理技术机械CAD/CAM涉及的数据具有数量大、种类多、结构复杂的特点包括产品的物理特征