先進制造技術(shù)-CADCAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用.ppt

2020 1 9 1 采用CDA CAM的幾種不同設(shè)計過程 1 一個設(shè)計思想利用CAD系統(tǒng)進行設(shè)計 CAE進行分析 CAM和機床進行制造 2 有設(shè)計圖紙利用CAD系統(tǒng)進行設(shè)計 CAE進行分析 CAM和機床進行制造 3 在已有物體的基礎(chǔ)上進行再設(shè)計首先進行測量 分析現(xiàn)有的結(jié)構(gòu) 利用CAD系統(tǒng)進行設(shè)計 CAE進行分析 CAM和機床進行制造 CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 2 產(chǎn)品快速開發(fā)流程 2D圖形 實物掃描 點云 CAD實體建模 質(zhì)量檢測 加工中心 RPM 2020 1 9 3 1 產(chǎn)品開發(fā)周期顯著縮短 上市時間更快50年代 規(guī)模效益第一70年代 價格競爭第一80年代 質(zhì)量競爭第一90年代 市場速度第一 2 具備贏得競爭 提高市場占有率的四種基本能力 時間競爭能力 質(zhì)量競爭能力 價格競爭能力 創(chuàng)新競爭能力 當前制造業(yè)的主要特點 CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 4 3 柔性更加提高 4 全生命周期內(nèi)的質(zhì)量保證 5 企業(yè)的組織形式將是跨地區(qū) 跨國的虛擬公司或動態(tài)聯(lián)盟 6 生產(chǎn)過程更加精良 7 人員素質(zhì)更加提高 8 智能化程度更高 9 更加注重環(huán)境問題 10 分布 并行 集成并存 當前制造業(yè)的主要特點 CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 5 1 傳統(tǒng)的設(shè)計與加工方法不適合形勢的發(fā)展 要求采用CAD CAM技術(shù) 2 零件形狀復(fù)雜和精度的提高導(dǎo)致了必須采用CAD CAM技術(shù) 3 高質(zhì)量要求采用CAD CAM CAE技術(shù) 4 先進的管理手段也要求采用CAD CAM CAE技術(shù) 當前的制造業(yè)導(dǎo)致了 CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 6 CAD是信息技術(shù) IT 在工程與制造業(yè)中的應(yīng)用CAD是把人類的決策判斷 創(chuàng)造能力與計算機的高速運算 信息存儲處理等功能有機結(jié)合起來 從而達到縮短工程產(chǎn)品設(shè)計周期 提高設(shè)計質(zhì)量的目的 CAD的實質(zhì)在于 人機結(jié)合 各盡所長 人機交互結(jié)合 最佳設(shè)計效率 CAD與設(shè)計自動化 CAD技術(shù) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 7 CAD技術(shù)的優(yōu)點 減少繪圖勞動強度和工作量 減少各工序間的周轉(zhuǎn)時間 減少直接設(shè)計費用 提高精度 便于企業(yè)內(nèi)部的管理和對外聯(lián)系 便于修改設(shè)計 易于建立標準圖紙和標準件庫 易于廣泛應(yīng)用標準圖和標準設(shè)計 CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 8 CAD技術(shù)的缺點 但是利用CAD技術(shù)會遇到 初始投資規(guī)模較大 技術(shù)人員初期對CAD技術(shù)和系統(tǒng)不熟悉 已有的技術(shù)資料和經(jīng)驗數(shù)據(jù)與CAD系統(tǒng)尚未聯(lián)系起來 導(dǎo)致初期工作效率下降等問題 CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 9 CAD CAM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) CAD工程應(yīng)用軟件 CAD工具軟件 AutoCAD Solidedge UG CATIAPro E 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 TCP IP SPX IPX 硬件平臺 網(wǎng)絡(luò) 計算機 繪圖儀 打印機 CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) Oracle Sybase FoxPro 操作系統(tǒng) Windows9x 2000 NT UNIX 2020 1 9 10 常用的CAD CAM系統(tǒng) 軟件 1 以二維為主的CAD軟件Autodesk公司的AutoCAD CAXA電子圖板 高華CAD 開目 紫光 金銀花 機械工程師等 2 具有簡單3D功能的中端CAD軟件 DassaultSyatem公司的SolidWorks UGS公司的SolidEdge 制造工程師 Inventer MasterCAM等3 具有CAD CAM CAE功能的高端CAD軟件 DassaultSyatem公司的CATIA UGS公司的UGII和I DEAS PTC公司的PRO E DELCAM CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 11 二維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 12 AutoCAD系列軟件是Autodesk公司的產(chǎn)品 也是最早進入國內(nèi)市場的CAD軟件之一 從最早的2 0版到以后的R12 R13 R14 R2000直到如今的R2006版 AutoCAD的產(chǎn)品在國內(nèi)的市場上走過了十幾年的歷程了 從最早期的DOS操作命令到現(xiàn)在的Windows窗口式的操作界面 是大家所最熟悉的CAD軟件 AutoCAD軟件最早是針對二維設(shè)計繪圖而開發(fā)的 隨著其產(chǎn)品的日益成熟 在二維繪圖領(lǐng)域該軟件已經(jīng)比較的完善 而且隨著產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展需要 越來越多的產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)不再停留在二維的設(shè)計領(lǐng)域 正在越來越多的朝著三維的產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展 二維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 13 因此在AutoCADR12 R13的版本中已經(jīng)加入了三維設(shè)計的部分 而且隨著版本的不斷更新 三維設(shè)計的部分也在越來越多的發(fā)展 由于該軟件開發(fā)中的自身原因 使的該軟件存在一些的不足之處 比如 該軟件在二維設(shè)計中無法做到參數(shù)化的全相關(guān)的尺寸處理 三維設(shè)計中的實體造型能力不足 但是由于該軟件進入國內(nèi)市場較早 價格較便宜 對使用的微機要求較低 使用比較簡單 因此使用者還是比較多 該軟件為中國的CAD軟件發(fā)展還是起到了一定的貢獻 總的來說該軟件作為一套二維的繪圖軟件還是非常好用的 二維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 14 ParametricTechnologyCrop公司 PTC 的Pro Engineer以其參數(shù)化 基于特征 全相關(guān)等概念聞名于CAD界 該軟件的應(yīng)用領(lǐng)域主要是針對產(chǎn)品的三維實體模型建立 三維實體零件的加工 以及設(shè)計產(chǎn)品的有限元分析 該公司新推出的Pro Engineer2002是在原Pro E的產(chǎn)品上新增了柔性工程技術(shù) 包括 可視化檢查 VisualSearch 行為建模技術(shù) BehaviorModeling 形狀索引 ShapeIndexing 特征靈活性 FeatureAgility CDRE渲染 CDRERendering 疲勞預(yù)測 FatiguePnediction 這些針對用戶的人性化的設(shè)計技術(shù)可以使得設(shè)計人員把主要的精力集中到優(yōu)化設(shè)計及產(chǎn)品的創(chuàng)新上 從而提高設(shè)計效率 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 15 該軟件的參數(shù)化特性造型的功能是它的一個主要功能 它貫穿于整個系統(tǒng) 包括特征 曲面 曲線以及線框模型等 而且系統(tǒng)經(jīng)過多年的努力 已經(jīng)把參數(shù)化的造型技術(shù)應(yīng)用到工程設(shè)計的各個模塊 如繪圖 工程分析 數(shù)控編程 布線設(shè)計和概念設(shè)計等 但是由于它的系統(tǒng)不是基于Windows操作平臺開發(fā)的 因此該軟件并非窗口式的對話框 這樣一來就給學(xué)習(xí)者帶來了一定的麻煩 同時該軟件不支持布爾運算以及其它局部造型操作 限制了它的使用 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 16 UnigraphicsSolutions公司的UG本身起源于航空 汽車企業(yè) 美國麥道航空公司 它的應(yīng)用范圍基本和Pro E相似 它以Parasolid幾何造型核心為基礎(chǔ) 采用基于約束的特征建模技術(shù)和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù) 在三維實體造型時 由于幾何和尺寸約束在造型的過程中被捕捉 生成的幾何體總是完全約束的 約束類型是3D的 而且可用于控制參數(shù)曲面 在基于約束的造型環(huán)境中支持各種傳統(tǒng)的造型方法 如布爾運算 掃描 曲面縫合等 該軟件的主要缺點是不允許在零件之間定義約束 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 17 但UG具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫 實現(xiàn)了CAD CAE CAM之間無數(shù)據(jù)交換的自由轉(zhuǎn)換 實現(xiàn)了22 5軸 35軸聯(lián)動的復(fù)雜曲面加工和鏜銑加工 該軟件的功能也非常的強大 一般認為UG是業(yè)界最好 最具有代表性的數(shù)控軟件 它提供了功能強大的刀具軌跡生成方法 包括車 銑 線切割等完善的加工方法 它的銷售也和Pro E相似 采用分模塊銷售的辦法 目前我國很多的航空企業(yè)都在使用這種軟件 比如江西洪都航空集團公司 陜西飛機制造公司等 該軟件目前的最高版本為UGNX4 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 18 由法國DassaultSystems 達索 公司開發(fā) 后被美國IBM公司收購的CATIA是一個全面的CAD CAM CAE PDM應(yīng)用系統(tǒng) CATIA具有一個獨特的裝配草圖生成工具 支持欠約束的裝配草圖繪制以及裝配圖中各零件之間的連接定義 可以進行快速的概念設(shè)計 它支持參數(shù)化造型和布爾操作等造型手段 支持繪圖與數(shù)控加工的雙向數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián) 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 19 CATIA的外形設(shè)計和風(fēng)格設(shè)計為零件設(shè)計提供了集成工具 而且該軟件具有很強的曲面造型功能 集成開發(fā)環(huán)境也別具一格 同樣 CATIA也可進行有限元分析 特別的是 一般的三維造型軟件都是在三維空間內(nèi)觀察零件 但是CATIA能夠進行四維空間的觀察 也就是說該軟件能夠模擬觀察者的視野進入到零件的內(nèi)部去觀察零件 并且它還能夠模擬真人進行裝配 比如使用者只要輸入人的性別 身高等特征 就會出現(xiàn)一個虛擬裝配的工人 但遺憾的是這套軟件的價格不菲 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 20 SDRC公司的IDeasMasterSeries是高度集成化的CAD CAE CAM軟件系統(tǒng) 在單一數(shù)字模型中完成從產(chǎn)品設(shè)計 仿真分析 測量及數(shù)控加工的產(chǎn)品研發(fā)全過程 附加的CAM部分IDeasCamand可以方便地仿真刀具及機床的運動 可以從簡單的2軸 2 5軸加工到以7軸5聯(lián)動方式來加工極為復(fù)雜的工件 并可以對數(shù)控加工過程進行自動控制和優(yōu)化 采用VGX VaiationalGeometryExtended 即超變量化幾何 技術(shù) VGX技術(shù)擴展了變量化產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 允許用戶對一個完整的三維數(shù)字產(chǎn)品從幾何造 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 21 型 設(shè)計過程 特征到設(shè)計約束 都可以實時直接設(shè)計和修改 在全約束和非全約束的情況下均可順利地完成造型 它把直接幾何描述和歷史樹描述結(jié)合起來 從而提供了易學(xué)易用的特性 模型修改允許形狀幾何拓撲關(guān)系變化 操作簡便 并非象參數(shù)化技術(shù)那樣僅僅是尺寸驅(qū)動 所有操作均為 拖放 方式 它還支持動態(tài)導(dǎo)航 登陸 核對等功能 工程分析是它的特長 并具有多種解算器功能 解算器是IDeas集成軟件的一個重要組成部分 IdeasMasterSeries在技術(shù)上是先進的 它的出現(xiàn)引起了人們的重視 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 22 Cimatron公司的Cimatron是基于CAD CAM PDM的產(chǎn)品 這套軟件的針對性較強 被更多的應(yīng)用到模具開發(fā)設(shè)計中 該軟件能夠給應(yīng)用者提供一套全面的標準模架庫 方便于使用者進行模具設(shè)計中的分型面 抽芯等工作 而且在操作過程中都能進行動態(tài)的檢查 可以說該軟件在模具設(shè)計領(lǐng)域是非常出色的 國內(nèi)南方的一些模具企業(yè)都在使用這套軟件 但由于它針對的專業(yè)性強 因此Cimatron更多的被應(yīng)用于模具的生產(chǎn)制造業(yè) 而其他行業(yè)的使用者較少 另外該軟件的價格相對較貴 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 23 Mastercam軟件是美國CNCSoftware INC開發(fā)的CAD CAM系統(tǒng) 是最經(jīng)濟有效率的全方位的軟件系統(tǒng) 包括美國在內(nèi)的各工業(yè)大國皆一致采用本系統(tǒng) 作為設(shè)計 加工制造的標準 Mastercam為全球PC級CAM 全球銷售量第一名 是工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用的CAD CAM系統(tǒng) 以美國和加拿大教育單位來說 共計有2500多所高中 ?？拼髮W(xué)院校使用此來作為機械制造及NC程序制作 在中國大陸及臺灣 其業(yè)界及教育單位亦有領(lǐng)先地位 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 24 Solidwoks系列軟件是一套功能相當強大的三維造型軟件 三維造型是該軟件的主要優(yōu)勢 該軟件從最早的Solidwoks98版開始 就提出了功能強大 易學(xué)易用 技術(shù)創(chuàng)新這三大特點 該軟件完全采用Windows的窗口界面 操作非常簡單 支持各種運算功能 可以進行實時的全相關(guān)性的參數(shù)化尺寸驅(qū)動 比如 當設(shè)計人員修改了任意一個零件尺寸 就會使得裝配圖 工程圖中的尺寸均隨之變動 另外該軟件的界面友好 使用全中文的窗口式菜單操作 這樣一來就給使用者提供了學(xué)習(xí)便利 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用 2020 1 9 25 該軟件的最新版本是新近推出的Solidwoks2006 它除了碰撞檢查 智能裝配等 又有動態(tài)運動模擬 直觀的干涉檢查 照片級的產(chǎn)品處理效果 符合GB的二維圖紙等功能 使得該軟件的功能日益強大 由于很多的使用者不滿足與單純的產(chǎn)品設(shè)計而要求CAD與CAM的結(jié)合 自Solidwoks2001又開發(fā)了CAM模塊 CAMWORKS 使用該模塊能夠很快的將設(shè)計好的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為能夠進行數(shù)控加工的G代碼 M指令 使得CAD能和CAM有機的結(jié)合 該軟件的另外一大優(yōu)勢是價格便宜 因此使用的單位及個人較多 比如國內(nèi)的相當多的中小型企業(yè)都在使用Solidwoks軟件 總的來說 Solidwoks系列產(chǎn)品作為三維的造型 設(shè)計軟件還是相當?shù)姆奖沆`活好用的 三維CAD系統(tǒng) CAD CAM技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用