机械制造与控制专业教案：第7章 先进制造技术03.doc

《机械制造与控制专业教案：第7章 先进制造技术03.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、机械制造与控制专业教案：第7章先进制造技术037.3・1计算机辅助设计及制造（CAD/CAM）1.概述计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）技术是设计人员和组织产品制造的工艺技术人员在计算机系统的辅助之下，根据产品的设计和制造程序进行设计和制造的一项新技术，是传统技术与计算机技术的结合。设计人员通过人——机交互操作方式进行产品设计构思和论证，产品总体设计，技术设计，零部件设计，有关零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和零件加工信息（工程图纸或数控加工信息等）的输出，以及技术文档和有关技术报告的编制。而工艺设计人员则可以根据CAD过程提供的信息和CA

2、M系统的功能，进行零部件加工工艺路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过程的信息。2.CAD/CAM系统的基本组成与类型一般讲，一个CAD/CAM系统基本丄只适用于某-•类产品的设计和制造，如电子产品CAD/CAM只适用于设计制造印制板或集成电路，而机床的CAD/CAM只适用机床的设计和制造，这两个系统不仅基础和专业软件不一-样，rfuH硬件配置上也有差界。但就系统的逻辑功能和系统结构角度来看还是基本相同的。不管是用于何种产品设计和制造的CAD/CAM系统，从其逻辑功能角度来看，CAD/CAM系统基本丄是由计算机和一些外部设备（计算机和外部设备通常硬

3、件）及相应的软件组成（其屮包括系统软件、支撑软件及应用软件），如图7・10所示。但对于一个具体的CAD/CAM系统来讲，其硬件、软件相互的配置是需要进行周密考虑的，同时对硬软件的型号、性能以及厂家都需要进行全方位的考虑。①大型机CAD/CAM系统顾名思义，该系统一般一具有人容量的存储器和极强的计算功能的人型通用计算机为主机，一台计算机可以连接几十至几百台图形终端和字符终端及其他图形输入和输出设备。其主要优点有：系统具有一个大型的数据库，可以对整个系统的数据实行综合管理和维护；计算速度快；给企业的集成管理带来方便；提高了企业在设计、制造方面的效率，为企业的设计、

4、制造一体化提供了条件，为企业生产方式向国际先进水平靠拢奠定了基础。主要缺点有：安全性能低：如果主机出现故障，则整个系统都不能工作；但随着双机容错等先进技术的广泛使用，安全性能已经今非昔比；终端距离不能太大；但随着网络技术的发展，距离的限制是越来越小了；随着计算机的总负荷增加，系统的响应速度将降低。这种现象在三维造型和复杂有限元分析时尤为突出。%1小型机CAD/CAM系统70年代末至80年代初，这类系统处于蓬勃发展吋期。我国在此期间从国外购进的CAD/CAM系统大都属这种类型。生产、制造这类系统的厂商很多，如美国的CV、IntergraphDEC、Calma>A

5、utotrol>Unigraphics和法国的Euelid等。通过使用，人们逐渐发现了这类小型机系统有一定的局限性，如系统的计算能力和扩充能力差等，rfoM,不同系统之间数据是很难进行交换的，即不同系统的数据存贮格式不相同的。%1工程工作站组成的CAD/CAM系统80年代初，32位的工程工作站问世，以工作站组成CAD/CAM系统发展很快。它与小型机CAD/CAM系统不同，一台工作站只能一个人使用，并且具有较强的联网功能，其处理速度很快，一般都赶上或超过了过去的小型机的速度。这类工作站一般都采用RISC技术和开放系统的设计原则，且以UNIX为操作系统。这种类型的

6、工作站式90年代CAD/CAM系统的主要机器。%1PC微机组成的CAD/CAM系统随着微机性能的不断提高，价格的不断下降，以PC及组成的CAD/CAM系统近年来增加很快。过去以PC微机为主机的CAD/CAM系统--般只能进行二维拼图和绘图，而现在可以进行三维造型和复杂的分析计算。值得一提的是，由于网络技术的发展，现在的微机已能与大型机和小型机及工作站联网，成为整个网络的一个节点，共享主机和工作站资源。这样，大型系统、工作站系统、PC机系统就不再相互割裂，而成为一•个有机的整体，在网络屮发挥各自的优点，使得原来在小型机和工作战丄运行的CAD/CAM软件直接在微机

7、丄运行。因此，在我国用高档微机组成的CAD/CAM系统发展很快，在某些方面已接近低档工程工作站的能力。3.CAD/CAM系统的功能界定我们以制造业为例来说明一个CAD/CAM系统的功能界定。一个完整的制造企业CAD/CAM系统应包括如下几个由底层到高层的模块：（1）CNC系统及各种口动化加工设备，包括数控加工屮心等各种数控机床、三坐标数控测量机、PLC、监测设备等。（2）物料存储及运送系统（包括自动化仓库）。（3）分布式直接数控及设备控制系统，包括直接数控群控（DDNC）系统及其与自动仓库的互联系统、工业控制系统等。（4）物流控制与管理系统，其功能式对物料存储

8、及运送系统进行监测和控制，以服务于车间