第一次課-制造業(yè)信息化及CAD技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

1、2013年年10月月 l課程時(shí)間安排：第課程時(shí)間安排：第7周到周到16周周 l考核方式：考試?？己朔绞剑嚎荚?。 平時(shí)成績(jī)（作業(yè)、出勤，平時(shí)成績(jī)（作業(yè)、出勤，40%）+筆試考試成績(jī)（筆試考試成績(jī)（60%） 重點(diǎn)考查對(duì)本課程所講述的關(guān)鍵技術(shù)的理解和掌握程重點(diǎn)考查對(duì)本課程所講述的關(guān)鍵技術(shù)的理解和掌握程 度。度。 l上課要求上課要求 技術(shù)基本理論：關(guān)閉計(jì)算機(jī)，記筆記；技術(shù)基本理論：關(guān)閉計(jì)算機(jī)，記筆記； 授課課件：授課課件： 密碼：密碼：666666 作業(yè)發(fā)至：作業(yè)發(fā)至： 基本技能：上機(jī)與授課教師同步；基本技能：上機(jī)與授課教師同步； 課后要有一定時(shí)間的練習(xí)。課后要有一定時(shí)間的練習(xí)。 l參考書（遼寧工業(yè)大

2、學(xué)圖書館）參考書（遼寧工業(yè)大學(xué)圖書館） l應(yīng)學(xué)習(xí)并熟悉的軟件 1.二維CAD軟件：AUTOCAD，CAXA；（之一） 2.三維CAD軟件： UG，Pre/E，SolidWorks，CATIA等（之一）； 3.數(shù)據(jù)庫(kù)軟件：ACCESS； 4.高級(jí)語(yǔ)言：VB，VB.Net，VC+，C#等（之一）。 1.CAD/CAM技術(shù)的概念技術(shù)的概念 CAD（Computer Aided Design）計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)，指以計(jì)算機(jī)作為輔助手段來(lái)完成整 個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)。 CAM（Computer Aided Manufacturing） 計(jì)算機(jī)輔助制造，指利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò) 計(jì)算機(jī)與生產(chǎn)設(shè)備直接或間接聯(lián)系，進(jìn)

3、行規(guī) 劃、設(shè)計(jì)、管理和控制產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程。 相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) lCAE技術(shù) CAE是計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering）的首字母縮寫，又譯為計(jì)算機(jī) 輔助分析。CAE是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工 程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動(dòng) 力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等 力學(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè) 計(jì)等問(wèn)題的一種近似數(shù)值分析方法。 相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) CAPP技術(shù) CAPP是計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（Computer Aided Process Planning），就是向計(jì)算機(jī)輸入 被加工零件的幾何信息和加工工藝信息（材 料、熱處理、批量等）后，由計(jì)算機(jī)

4、自動(dòng)輸 出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件， 換言之，也就是利用計(jì)算機(jī)來(lái)定制零件的加 工工藝過(guò)程，以便把毛坯加工成符合工程圖 樣要求的零件。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝 人員設(shè)計(jì)零件從毛坯到成品的制造方法，是 將企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)的 一種技術(shù)。 相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) lPDM技術(shù) lPDM的中文名稱為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management），PDM是一門用來(lái)管理所有與產(chǎn)品相 關(guān)信息（包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、 結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等）和所有與產(chǎn)品相關(guān)過(guò)程、更改流 程等的技術(shù)。它能有效地將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從概念設(shè)計(jì)、計(jì) 算分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)、過(guò)程設(shè)計(jì)、加工制造、試驗(yàn)驗(yàn)證

5、、 銷售維護(hù)直至產(chǎn)品消亡的整個(gè)生命周期內(nèi)及其各個(gè)階 段的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照一定的數(shù)學(xué)模型加以定義、組織 和管理，使產(chǎn)品數(shù)據(jù)在其整個(gè)生命周期內(nèi)一致、最新、 共享和安全。它提供產(chǎn)品生命周期的信息管理，在企 業(yè)為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造建立了一個(gè)并行化的協(xié)作環(huán)境。 相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) lDFx技術(shù) lDFx技術(shù)是并行工程的支持工具之一。它在設(shè)計(jì)階段 盡可能早地考慮產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、可制造性、可裝 配性、可測(cè)試性、產(chǎn)品服務(wù)和價(jià)格等因素，對(duì)產(chǎn)品進(jìn) 行優(yōu)化設(shè)計(jì)或再設(shè)計(jì)。最常見的DFx技術(shù)有：面向裝 配的設(shè)計(jì)（Design for Assembly，DFA）和面向制造 的設(shè)計(jì)（Design for Maintainabi

6、lity，DFM）、面向性 能的設(shè)計(jì)（Design for Compatibility，DFC）、面向耐 用性的設(shè)計(jì)（Design for Serviceability，DFS）、面向 互換的設(shè)計(jì)（Design for Interchangeability，DFI）、 面向回收的設(shè)計(jì)（Design for Recyclability，DFR）、 面向方案的設(shè)計(jì)（Design for Variety，DFV）、綠色 設(shè)計(jì)（Design for Green，DFG）和后勤設(shè)計(jì)（Design for Logistics，DFL）等。 相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) lERP技術(shù) l企業(yè)資源計(jì)劃（Enterpris

7、e Resources Planning， ERP），可以從管理思想、軟件產(chǎn)品、管理系統(tǒng)三個(gè) 層次給出它的定義：1）是由美國(guó)著名的計(jì)算機(jī)技術(shù) 咨詢和評(píng)估集團(tuán)Garter Group Inc提出了一整套企業(yè)管 理系統(tǒng)體系標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)質(zhì)是在MRPII（Manufacturing Resources Planning，“制造資源計(jì)劃”）基礎(chǔ)上進(jìn) 一步發(fā)展而成的面向供應(yīng)鏈（Supply Chain）的管理 思想；2）是綜合應(yīng)用了客戶機(jī)/服務(wù)器體系、關(guān)系數(shù) 據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、圖形用戶界面、第四代語(yǔ) 言（4GL）、網(wǎng)絡(luò)通訊等信息產(chǎn)業(yè)成果，以ERP管理 思想為靈魂的軟件產(chǎn)品；3）是整合了企業(yè)管理理念、

8、業(yè)務(wù)流程、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、人力物力、計(jì)算機(jī)硬件和軟件 于一體的企業(yè)資源管理系統(tǒng)。 相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù) 以上技術(shù)常用4C/P/E技術(shù)簡(jiǎn)稱。 CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP CAD/CAM系統(tǒng)的集成系統(tǒng)的集成:把CAD、CAM、CAE、 CAPP、NCP（數(shù)控編程）、PPC（生產(chǎn)計(jì)劃與 控制）等各種功能不同的軟件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)， 用統(tǒng)一的執(zhí)行機(jī)制來(lái)組織各種信息的提取、交 換、共享和處理，以保證系統(tǒng)信息的暢通。即 產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制等有機(jī)地集成 在一起的技術(shù)。 CAD/CAM集成是機(jī)械制造邁向CIMS的基礎(chǔ)。 目前重點(diǎn)研究CAD/CAPP/CAE/CAM/PDM集成 技術(shù)，簡(jiǎn)稱“

9、4C/P”技術(shù)。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAD/CAM)技術(shù)是設(shè)計(jì)人技術(shù)是設(shè)計(jì)人 員和組織產(chǎn)品制造的工藝技術(shù)人員在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助之下，根員和組織產(chǎn)品制造的工藝技術(shù)人員在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助之下，根 據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的一項(xiàng)新技術(shù)，是傳統(tǒng)據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的一項(xiàng)新技術(shù)，是傳統(tǒng) 技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合。技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合。 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn)，大大地促進(jìn)了設(shè)計(jì)和制造能力的提由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn)，大大地促進(jìn)了設(shè)計(jì)和制造能力的提 高，其體現(xiàn)在工作效率和工作質(zhì)量和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的高，其體現(xiàn)在工作效率和工作質(zhì)量和先進(jìn)的

10、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的 工作方式工作方式 的促進(jìn)和變革方面。的促進(jìn)和變革方面。 但要指出，但要指出，CAD/CAM技術(shù)不能代替人們的設(shè)計(jì)和制造行為，技術(shù)不能代替人們的設(shè)計(jì)和制造行為， 而只是實(shí)現(xiàn)這些行為的先進(jìn)手段和工具，而人們的設(shè)計(jì)和制造行而只是實(shí)現(xiàn)這些行為的先進(jìn)手段和工具，而人們的設(shè)計(jì)和制造行 為，則由專業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)造能力和工作經(jīng)驗(yàn)，以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方為，則由專業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)造能力和工作經(jīng)驗(yàn)，以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方 法等提供的科學(xué)思維方法和實(shí)施辦法來(lái)確定。法等提供的科學(xué)思維方法和實(shí)施辦法來(lái)確定。 一個(gè)一個(gè)CAD/CAM系統(tǒng)基本上只適用于某一類產(chǎn)系統(tǒng)基本上只適用于某一類產(chǎn) 品的設(shè)計(jì)和制造，如電子產(chǎn)品品的設(shè)計(jì)

11、和制造，如電子產(chǎn)品CAD/CAM只適用于只適用于 設(shè)計(jì)制造印制板或集成電路，而機(jī)床的設(shè)計(jì)制造印制板或集成電路，而機(jī)床的CAD/CAM 只適用機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造，這兩個(gè)系統(tǒng)不僅基礎(chǔ)和只適用機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造，這兩個(gè)系統(tǒng)不僅基礎(chǔ)和 專業(yè)軟件不一樣，而且硬件配置上也有差異。但就專業(yè)軟件不一樣，而且硬件配置上也有差異。但就 系統(tǒng)的邏輯功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度來(lái)看還是基本相同系統(tǒng)的邏輯功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度來(lái)看還是基本相同 的。的。 不管是用于何種產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的不管是用于何種產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的CAD/CAM 系統(tǒng)，從其邏輯功能角度來(lái)看，系統(tǒng)，從其邏輯功能角度來(lái)看， CAD/CAM系統(tǒng)基系統(tǒng)基 本上是由計(jì)算機(jī)和一些外部

12、設(shè)備（計(jì)算機(jī)和外部設(shè)本上是由計(jì)算機(jī)和一些外部設(shè)備（計(jì)算機(jī)和外部設(shè) 備通常硬件）及相應(yīng)的軟件組成（其中包括系統(tǒng)軟備通常硬件）及相應(yīng)的軟件組成（其中包括系統(tǒng)軟 件、支撐軟件及應(yīng)用軟件），如圖所示。件、支撐軟件及應(yīng)用軟件），如圖所示。 圖11 CADCAM系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 但對(duì)于一個(gè)具體的CAD/CAM系統(tǒng)來(lái)講， 其硬 件、軟件相互的配置是需要進(jìn)行周密考慮的，同時(shí) 對(duì)硬軟件的型號(hào)、性能以及廠家都需要進(jìn)行全方位 的考慮。 CAD/CAM系統(tǒng)的類型可按系統(tǒng)的功能分，也可以系統(tǒng)的類型可按系統(tǒng)的功能分，也可以 按系統(tǒng)中使用的計(jì)算機(jī)類型分。按系統(tǒng)功能一般分為：按系統(tǒng)中使用的計(jì)算機(jī)類型分。按系統(tǒng)功能一般分為： 通

13、用通用CAD/CAM系統(tǒng)和專用系統(tǒng)和專用CAD/CAM系統(tǒng)。通用的系統(tǒng)。通用的 CAD/CAM系統(tǒng)使用范圍廣，其硬件和軟件的配置也系統(tǒng)使用范圍廣，其硬件和軟件的配置也 比較豐富。而專用的比較豐富。而專用的CAD/CAM系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)某種系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)某種 專門產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)，其硬件配置比較簡(jiǎn)單，軟件也專門產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)，其硬件配置比較簡(jiǎn)單，軟件也 比較單一。比較單一。 當(dāng)前各單位對(duì)當(dāng)前各單位對(duì)CAD/CAM系統(tǒng)的要求不盡系統(tǒng)的要求不盡 相同，所需的硬件和軟件性能不同，即應(yīng)用是多層次相同，所需的硬件和軟件性能不同，即應(yīng)用是多層次 的。根據(jù)計(jì)算機(jī)的性能和類型，傳統(tǒng)的分類是將的。根據(jù)計(jì)算機(jī)的性能和類

14、型，傳統(tǒng)的分類是將 CAD/CAM系統(tǒng)分為系統(tǒng)分為4種類型。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，種類型。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 正在或已經(jīng)在不斷的變化。下面按組成正在或已經(jīng)在不斷的變化。下面按組成CAD/CAM系系 統(tǒng)所用的計(jì)算機(jī)，按照傳統(tǒng)的分類方式來(lái)討論統(tǒng)所用的計(jì)算機(jī)，按照傳統(tǒng)的分類方式來(lái)討論 CAD/CAM系統(tǒng)的基本類型。系統(tǒng)的基本類型。 1）大型機(jī)）大型機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng) 顧名思義，該系統(tǒng)一般一具有大容 量的存儲(chǔ)器和極強(qiáng)的計(jì)算功能的大型通 用計(jì)算機(jī)為主機(jī)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以連接 幾十至幾百臺(tái)圖形終端和字符終端及其 他圖形輸入和輸出設(shè)備。 大型機(jī)大型機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)： （1

15、）系統(tǒng)）系統(tǒng) 具有一個(gè)大型的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)具有一個(gè)大型的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)實(shí)行綜合管理和維護(hù)；據(jù)實(shí)行綜合管理和維護(hù)； （2）計(jì)算速度快；）計(jì)算速度快； （3）給企業(yè)的集成管理帶來(lái)方便；）給企業(yè)的集成管理帶來(lái)方便； （4）提高）提高 了企業(yè)在設(shè)計(jì)、制造方面的效率，為企業(yè)的設(shè)了企業(yè)在設(shè)計(jì)、制造方面的效率，為企業(yè)的設(shè) 計(jì)、制造一體化提供了條件，為企業(yè)生產(chǎn)方式計(jì)、制造一體化提供了條件，為企業(yè)生產(chǎn)方式 向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏奠定了基礎(chǔ)。向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏奠定了基礎(chǔ)。 主要缺點(diǎn)有主要缺點(diǎn)有： （1）安全性能低：如果主機(jī)出現(xiàn)故障，則整）安全性能低：如果主機(jī)出現(xiàn)故障，則整 個(gè)系統(tǒng)都不能工作

16、；但隨著雙機(jī)容錯(cuò)等先進(jìn)技個(gè)系統(tǒng)都不能工作；但隨著雙機(jī)容錯(cuò)等先進(jìn)技 術(shù)的廣泛使用，安全性能已經(jīng)今非昔比；術(shù)的廣泛使用，安全性能已經(jīng)今非昔比； （3） 終端距離不能太大；但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，終端距離不能太大；但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， 距離的限制是越來(lái)越小了；距離的限制是越來(lái)越小了； （4）隨著計(jì)算機(jī)）隨著計(jì)算機(jī) 的總負(fù)荷增加，系統(tǒng)的響應(yīng)速度將降低。這種的總負(fù)荷增加，系統(tǒng)的響應(yīng)速度將降低。這種 現(xiàn)象在三維造型和復(fù)雜有限元分析時(shí)尤為突出現(xiàn)象在三維造型和復(fù)雜有限元分析時(shí)尤為突出. 2）小型機(jī)）小型機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng) 70年代末至80年代初，這類系統(tǒng)處 于蓬勃發(fā)展時(shí)期。我國(guó)在此期間從國(guó)外 購(gòu)進(jìn)的CA

17、D/CAM系統(tǒng)大都屬這種類型。 通過(guò)使用，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了這類小型機(jī) 系統(tǒng)有一定的局限性，如系統(tǒng)的計(jì)算能 力和擴(kuò)充能力差等，而且，不同系統(tǒng)之 間數(shù)據(jù)是很難進(jìn)行交換的，即不同系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)存貯格式式不相同的。 3）工程工作站組成的）工程工作站組成的CAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng) 80年代初，32位的工程工作站問(wèn)世，以工 作站組成CAD/CAM系統(tǒng)發(fā)展很快。它與小型 機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)不同，一臺(tái)工作站只能一個(gè) 人使用，并且具有較強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)功能，其處理速 度很快，一般都趕上或超過(guò)了過(guò)去的小型機(jī)的 速度。這類工作站一般都采用RISC技術(shù)和開 放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，且以UNIX為操作系統(tǒng)。 這種類型的工作站式90年代C

18、AD/CAM系統(tǒng)的 主要機(jī)器。 4）PC微機(jī)組成的微機(jī)組成的CAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng) 隨著微機(jī)性能的不斷提高，價(jià)格的不 斷下降，以PC及組成的CAD/CAM系統(tǒng)近 年來(lái)增加很快。過(guò)去以PC微機(jī)為主機(jī)的 CAD/CAM系統(tǒng)一般只能進(jìn)行二維拼圖和繪 圖，而現(xiàn)在可以進(jìn)行三維造型和復(fù)雜的分 析計(jì)算。 值得一提的是，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的 發(fā)展，現(xiàn)在的微機(jī)已能與大型機(jī)和小型機(jī) 及工作站聯(lián)網(wǎng)，成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)， 共享主機(jī)和工作站資源。 另外，在實(shí)際應(yīng)用中，目前往往大致按照 CAD系統(tǒng)的大小分類：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的CAD/CAM 系統(tǒng)和單機(jī)環(huán)境下的CAD/CAM系統(tǒng)。在過(guò)去幾 年里，基于微機(jī)的單機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)給

19、小型企 業(yè)、個(gè)人以及教學(xué)使用帶來(lái)了方便，并且這也是 CAD/CAM技術(shù)普及的必由之路。但是，隨著企 業(yè)集成化管理和生產(chǎn)能力進(jìn)一步提高的需要，網(wǎng) 絡(luò)化是必然的趨勢(shì)，現(xiàn)代企業(yè)在CAD/CAM的建 設(shè)過(guò)程中，必須要考慮到和CAPP、PDM、MIS 等系統(tǒng)的集成問(wèn)題。根據(jù)企業(yè)的發(fā)展來(lái)確定 CAD/CAM系統(tǒng)的建設(shè)。 常規(guī)設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)與CAD 常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程特點(diǎn)： （1） 圖紙：它是企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)決策、設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì) 思想描述、工藝師制定工藝規(guī)程以及工人的加工 裝配的必要工具。 （2） 各種技術(shù)文檔資料需要妥善保管，便于設(shè)計(jì) 人員的設(shè)計(jì)（借用和參閱）。 （3） 需要大量查閱技術(shù)文獻(xiàn)和手冊(cè)。 （4） 需要憑經(jīng)驗(yàn)

20、對(duì)重要設(shè)計(jì)方案進(jìn)行理論分析和 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)開銷大，有時(shí)無(wú)法進(jìn)行。 其絕大部分時(shí)間沒(méi)有用到創(chuàng)造性設(shè)計(jì)上。 l檢索型CAD系統(tǒng) l自動(dòng)型CAD系統(tǒng) l交互型CAD系統(tǒng) l智能型CAD系統(tǒng) 智能CAD系統(tǒng)由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、解 釋系統(tǒng)、知識(shí)獲取系統(tǒng)和人機(jī)接口等組 成。 lCAD系統(tǒng)的支撐環(huán)境包括： l1）硬件：計(jì)算機(jī)、圖形輸入、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備等。 l2）系統(tǒng)軟件:操作系統(tǒng)、主語(yǔ)言 l3）支撐軟件：圖形驅(qū)動(dòng)、窗口管理、圖形 文件管理、圖形處理系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理系統(tǒng)、系統(tǒng)接口、網(wǎng)絡(luò)通 訊、漢字處理、知識(shí)庫(kù)、三維幾何造型系 統(tǒng)等。 1.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與CAD系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的

21、組成 按其作用范圍分: 廣域網(wǎng):（WAN，Wide Area Network）：其作用范 圍為幾十到幾千公里； 城域網(wǎng): (MAN，Metropolitan Area Network)：作用 在一個(gè)城市內(nèi)，其作用范圍為5到50公里； 局域網(wǎng): (LAN，Locat Area Network)：作用在一棟 樓或一個(gè)單位內(nèi)，其作用范圍為1到5公里。 CAD網(wǎng)絡(luò)的作用與特點(diǎn)： 1.每個(gè)工作站即獨(dú)立又可資源共 享； 2.投資風(fēng)險(xiǎn)低； 3.高速數(shù)據(jù)傳輸； 4.保證數(shù)據(jù)一致性； 5.進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)處理。 CAD技術(shù)經(jīng)歷了二維平面圖形設(shè)計(jì)、 交互式圖形設(shè)計(jì)、三維線框模型設(shè)計(jì)、 三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)、自由曲面造型

22、設(shè)計(jì)、 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征造型設(shè)計(jì)等發(fā)展過(guò)程， 近幾年又出現(xiàn)了一些新技術(shù)，其發(fā)展趨 勢(shì)如下： l1） 變量化設(shè)計(jì)技術(shù)（VGX） 由SDRC公司推出的一種CAD核心技術(shù)， 為用戶提供了一種交互三維環(huán)境，設(shè)計(jì) 人員在零部件上定義關(guān)系時(shí)，不用關(guān)心 二維信息如何變成三維，從而簡(jiǎn)化了設(shè) 計(jì)建模的過(guò)程。 l2）虛擬產(chǎn)品建模技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR)目前已在CAD技術(shù)中 應(yīng)用，設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以進(jìn)行各種 有“沉浸感”的可視化模擬，以驗(yàn)證設(shè) 計(jì)的正確性和可行性。 虛擬制造技術(shù)（VM）可實(shí)現(xiàn)實(shí)際制造過(guò) 程在計(jì)算機(jī)上本質(zhì)實(shí)現(xiàn)。 l3 CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM集成技術(shù) 即C4P技術(shù)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中 C

23、AD用于產(chǎn)品設(shè)計(jì) CAE用于對(duì)產(chǎn)品分析 CAPP用于對(duì)加工工藝進(jìn)行規(guī)劃 CAM用于產(chǎn)品的制造 為了保證產(chǎn)品的有效、完整、唯一和最新性，以 上技術(shù)的集成是一個(gè)很好的解決方案。 l4 智能CAD技術(shù) 引入人工智能技術(shù)，產(chǎn)生智能CAD系統(tǒng)。 智能CAD系統(tǒng)由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、解釋系 統(tǒng)、知識(shí)獲取系統(tǒng)和人機(jī)接口等組成。 l5 協(xié)同技術(shù)（并行工程） l6 基于網(wǎng)絡(luò)的CAD技術(shù) CADCAM真正得到蓬勃發(fā)展的是80年 代以后。小型機(jī)及微機(jī)性能價(jià)格比的進(jìn)一步 提高。為CADCAM技術(shù)迅猛發(fā)展提供了必 要的物質(zhì)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備如彩色高分 辨圖形顯示器、大型數(shù)字化儀、自動(dòng)繪圖機(jī) 等系列產(chǎn)品質(zhì)量的不斷完善，價(jià)格

24、不斷下降， 使之成為CADCAM的一般配置，為推動(dòng) CADCAM的發(fā)展和普及提供了必要條件。 另外，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)不斷發(fā)展，新的功能 更強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)不斷推出，使成熟的商品化軟 件層出不窮。這些都有力地促進(jìn)了CAD CAM技術(shù)的向前發(fā)展。 CADCAM硬件系統(tǒng)主要包括主機(jī)、 外存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備及其它通信接 口 1主機(jī)主機(jī) 計(jì)算機(jī)的主體，由CPU、內(nèi)存和主 板組成。它是CADCAM系統(tǒng)的中心。 目前主機(jī)一般采用小型機(jī)或超級(jí)小型機(jī)， 超級(jí)微機(jī)和個(gè)人微機(jī)三個(gè)檔次。選用何 種機(jī)型，要視產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模，復(fù)雜程 度，設(shè)計(jì)工作量大小等情況而定。 小型機(jī)或超級(jí)小型機(jī)系統(tǒng)：這種系統(tǒng)采用小型 機(jī)式超級(jí)小型機(jī)為主機(jī)

25、，利用分時(shí)處理原理， 一臺(tái)主機(jī)帶幾個(gè)至幾十個(gè)圖形終端的CAD CAM系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是資源共享較多；缺點(diǎn) 是投資大，主機(jī)壞了則整個(gè)系統(tǒng)就處于癱瘋 狀態(tài)等。一般適用于大、中型設(shè)計(jì)部門。這 類系統(tǒng)在70年末和80年初發(fā)展較快，現(xiàn)在市 場(chǎng)占有量不斷減少。 以超級(jí)微機(jī)組成的工程工作站：這是一種 介于個(gè)人微機(jī)和超級(jí)小型機(jī)之間的系統(tǒng)， 它的基礎(chǔ)是高性能超級(jí)微機(jī)。由于采用 了分布式超級(jí)微機(jī)網(wǎng)絡(luò)，使它的總體性 能達(dá)到超級(jí)小型機(jī)CADCAM系統(tǒng)，但 它的價(jià)格卻比后者低得多。同時(shí)它為工 程技術(shù)人員提供一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使工程 技術(shù)人員能高效、方便地從事工程設(shè)計(jì) 和計(jì)算、程序編制、文件書寫、交互繪 圖、信息存放、合作通信

26、、資源共享等。 工程工作站中精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī) （RISC）將成為主流體系，專用圖形工 作站采用多處理結(jié)構(gòu)即采用多個(gè)CPU并 行工作，系統(tǒng)日趨開放等特點(diǎn)，使它將 成為未來(lái)CADCAM系統(tǒng)的主流，市場(chǎng) 占有率不斷上升。它也是我國(guó)許多企業(yè) 主要選擇方案。 個(gè)人微機(jī)系統(tǒng)：由于個(gè)人微機(jī)發(fā)展異常迅速， 使目前采用個(gè)人微機(jī)進(jìn)行CADCAM不僅成 為可能而且發(fā)展較快，很有潛力。這套系統(tǒng) 一般采用高檔個(gè)人微機(jī)，配置高分辨率 （12801024）圖形顯示器、鼠標(biāo)器、打印 機(jī)、繪圖機(jī)等，組成一個(gè)微機(jī)CADCAM工 作站；并采用局域網(wǎng)將多臺(tái)微機(jī)聯(lián)接起來(lái)， 以實(shí)現(xiàn)部分硬、軟件資源共享。 2外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器 由于CADC

27、AM要處理的信息量特別多， 因此大容量外存儲(chǔ)器顯得特別重要。主機(jī)要處 理的大量信息：如各種軟件、圖形庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù) 等都存放于外存儲(chǔ)器，通過(guò)主機(jī)調(diào)入內(nèi)存接受 CPU處理。目前外存儲(chǔ)器主要有硬磁盤、軟磁 盤、磁帶機(jī)、光盤、磁光盤（M）及最新推出 的DVD光盤。光盤、DVD光盤以它容量大，保 存時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)將在CADCAM中發(fā)揮獨(dú)特 的作用。 3輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備 CADCAM系統(tǒng)因?yàn)樗?dú)有的特點(diǎn) 要求輸入輸出設(shè)備精度高、速度快等。 輸入設(shè)備有數(shù)字化儀、圖形輸入板、圖 形掃描輸入儀及鍵盤等；輸出設(shè)備有繪 圖機(jī)、打印機(jī)、筆繪儀、硬拷貝機(jī)等。 光學(xué)圖形掃描輸入儀有取代數(shù)字化儀的 趨勢(shì)，因光學(xué)圖形掃描

28、輸入儀精度高、 速度快、掃描進(jìn)去的圖經(jīng)矢量化后可作 編輯處理等。 l4. 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 1）傳輸介質(zhì)）傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)是指在網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息的載體，常用的傳輸介 質(zhì)分為有線傳輸介質(zhì)和無(wú)線傳輸介質(zhì)兩大類。 有線傳輸介質(zhì)是指在兩個(gè)通信設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)的物理連接部 分，它能將信號(hào)從一方傳輸?shù)搅硪环剑芯€傳輸介質(zhì)主要有 雙絞線、同軸電纜和光纖。雙絞線和同軸電纜傳輸電信號(hào)， 光纖傳輸光信號(hào) 。 無(wú)線傳輸介質(zhì)指我們周圍的自由空間。我們利用無(wú)線電波在 自由空間的傳播可以實(shí)現(xiàn)多種無(wú)線通信。在自由空間傳輸?shù)?電磁波根據(jù)頻譜可將其分為無(wú)線電波、微波、紅外線、激光 等，信息被加載在電磁波上進(jìn)行傳輸 。 4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)

29、備 CADCAM系統(tǒng)硬件在不斷發(fā)展的同時(shí)， 與之配套的軟件技術(shù)也得到了長(zhǎng)足進(jìn)展。今天 的CADCAM軟件已成了一個(gè)完整的體系， 這個(gè)軟件系統(tǒng)可分為三個(gè)層次：系統(tǒng)軟件、支 撐軟件和應(yīng)用軟件。 有些應(yīng)用軟件可直接在系統(tǒng)軟件下開發(fā)和 運(yùn)行，而有些應(yīng)用軟件需要有特殊的支撐軟件 環(huán)境。 1系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 它主要用于計(jì)算機(jī)的管理、維護(hù)、 控制及運(yùn)行，以及計(jì)算機(jī)程序的翻譯、 裝入及運(yùn)行。它包括以下幾類： 操作系統(tǒng)：用于小型機(jī)（PDP系列）的VWS， 超級(jí)小型機(jī)（如SUN、VAX等）的UNIX和 XENIX。用于微機(jī)的操作系統(tǒng)比較多：常用的有 MSDOS，Windows、PS2、Os2、UNIX、 XENI

30、X等。UNIX原是小型機(jī)上的操作系統(tǒng)，現(xiàn)移 植到了微機(jī)上，為微機(jī)實(shí)現(xiàn)多用戶、多任務(wù)以及方 便進(jìn)行軟件移植、開發(fā)、運(yùn)行起到了很好的作用。 也大大豐富了微機(jī)CADCAM系統(tǒng)內(nèi)容。 語(yǔ)言編譯系統(tǒng)：用于將高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序 翻譯成計(jì)算機(jī)能夠直接執(zhí)行的機(jī)器指令。目 前CADCAM系統(tǒng)應(yīng)用得最多的是：JAVA、 VISUAL BASIC、VB.NET、VISUAL C+、 LISP、C#等。 2支撐軟件支撐軟件 它是CAD軟件系統(tǒng)中的核心，是為 滿足CADCAM工作中一些用戶共同需 要而開發(fā)的通用軟件。由于計(jì)算機(jī)應(yīng)用 領(lǐng)域迅速擴(kuò)大，支撐軟件開發(fā)研制有很 大的進(jìn)展，商品化支撐軟件層出不窮。 其中通用的可分為

31、下列幾類： 計(jì)算機(jī)分析軟件：主要用于工程設(shè)計(jì)中各種數(shù)值計(jì) 算問(wèn)題。其中較流行的有ANSYS、NASTRAN以 及大型動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS等。 圖形支撐軟件系統(tǒng)：它又可分為圖形處理語(yǔ) 言及交互式繪圖軟件。前者是一種語(yǔ)言，它提供 的繪圖子程序供高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言調(diào)用。后者可 用人機(jī)交互形式生成圖形，編輯（增刪、縮放、 平移等）標(biāo)尺及拼裝等圖形處理工作，這些不需 要編程形式來(lái)完成。這些軟件比較多，僅用于微 機(jī)上的就有AutoCAD、CADKEY等，它們都具有 二維及三維繪圖功能。此外還有三維實(shí)體建模軟 件如UG、CATIA、PRO/E、IDEAS等也屬此列。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：在CADCAM系統(tǒng)上，

32、幾 乎所有應(yīng)用軟件都離不開數(shù)據(jù)庫(kù)。提高CAD CAM系統(tǒng)的集成化程序主要取決于數(shù)據(jù)庫(kù)的水 平。所以選擇合適的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)CAD CAM影響很大。目前比較流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系 統(tǒng)有：FOXBASE、FOXPRO、ORACLE、 SYBASE等。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作軟件：網(wǎng)絡(luò)工作站CAD CAM系統(tǒng)將成為未來(lái)主要環(huán)境之一，因此具有 較強(qiáng)功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件是必不可少的。最典 型的網(wǎng)絡(luò)軟件有NOVELL公司的NETWARE。 3應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件、支撐軟件基礎(chǔ) 上，針對(duì)某一個(gè)專門應(yīng)用領(lǐng)域而研制的軟件。 因此這類軟件類型多，內(nèi)容豐富，也是企業(yè) 在CADCAM系統(tǒng)建設(shè)中研究開發(fā)應(yīng)用投入

33、最多的方面，由于它的針對(duì)性特別強(qiáng)，因此， 商品化的軟件不多，而且價(jià)格特別昂貴。此 項(xiàng)工作也稱為“二次開發(fā)”。 CAD/CAM應(yīng)用軟件的選型要素 應(yīng)用軟件是應(yīng)用軟件是CAD系統(tǒng)的主體，其功能和配置與系統(tǒng)的主體，其功能和配置與 用戶需求密切相關(guān)，因此用戶需求密切相關(guān)，因此CAD選型首要的是應(yīng)用軟選型首要的是應(yīng)用軟 件的選型。件的選型。CAD/CAM系統(tǒng)的應(yīng)用軟件特別是圖形系統(tǒng)的應(yīng)用軟件特別是圖形 軟件對(duì)系統(tǒng)的性能影響很大，而且現(xiàn)在軟件市場(chǎng)上軟件對(duì)系統(tǒng)的性能影響很大，而且現(xiàn)在軟件市場(chǎng)上 有各種各樣的軟件，它們的水平和功能也不盡相同，有各種各樣的軟件，它們的水平和功能也不盡相同， 在組建在組建CAD/

34、CAM系統(tǒng)時(shí)，如何根據(jù)當(dāng)前的需要，系統(tǒng)時(shí)，如何根據(jù)當(dāng)前的需要， 而又考慮今后的技術(shù)發(fā)展恰當(dāng)選擇合適的軟件，對(duì)而又考慮今后的技術(shù)發(fā)展恰當(dāng)選擇合適的軟件，對(duì) 用戶來(lái)講是至關(guān)重要的。一般來(lái)講，選擇用戶來(lái)講是至關(guān)重要的。一般來(lái)講，選擇 CAD/CAM應(yīng)用軟件時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：應(yīng)用軟件時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素： 一）設(shè)計(jì)考題一）設(shè)計(jì)考題 選擇CAD/CAM軟件的有效方法之一，是出一 些考題，這樣就可以做到有的放矢。這些考題應(yīng)當(dāng) 具有適當(dāng)?shù)碾y度，能夠代表用戶所需的只要功能， 能夠全面的考察軟件的性能，必要時(shí)可以邀請(qǐng)專業(yè) 領(lǐng)域內(nèi)的專家設(shè)計(jì)這些考題。 考題分兩種類型，一 種驗(yàn)證軟件的操作性能，即計(jì)算、響應(yīng)是否

35、迅速， 圖形操作是否簡(jiǎn)捷快速，輸入輸出是否方便簡(jiǎn)單， 各種應(yīng)用功能是否好用等。這類考題相對(duì)簡(jiǎn)單，主 要是考查軟件總體功能。另一種是考察軟件對(duì)復(fù)雜 問(wèn)題的解決能力。這種考題具有一定的難度，一般 要通過(guò)用戶的典型零件來(lái)進(jìn)行。 用戶應(yīng)當(dāng)避免把考 察軟件變成考核軟件工程師，不能盲從軟件商的宣 傳和解釋，因?yàn)檫@樣往往會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。 二）軟件的功能二）軟件的功能 根據(jù)CAD/CAM系統(tǒng)總的要求，應(yīng)考慮各 種產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用軟件 的功能要求，即需考慮在完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作內(nèi) 容時(shí)，應(yīng)用軟件的圖形處理和分析計(jì)算的支持 能力。一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)好的CAD/CAM軟件應(yīng) 是在工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)

36、上，集各種應(yīng)用 （如二維工程繪圖、三維實(shí)體造型、數(shù)控加工、 有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析等）于一體化的綜 合應(yīng)用軟件系統(tǒng)。用戶在選擇軟件時(shí)，應(yīng)當(dāng)注 意綜合性能的對(duì)比，除了軟件功能要齊全、商 品化程度要高外，特別應(yīng)當(dāng)注意功能是否能夠 滿足自己的需求。 選型可以從以下幾方面找到所關(guān)心的條目， 進(jìn)一步深入考察軟件的功能： 1）通用（基本）建模能力 3D建模：草圖設(shè)計(jì)、實(shí)體建模、特征建模、曲面 造型、系列化設(shè)計(jì)、工程更改 工程制圖：自動(dòng)生成圖紙,各種剖視、尺寸與 符號(hào)標(biāo)注、中文輸入、符合國(guó)標(biāo) 裝配設(shè)計(jì)：裝配工具、配對(duì)操作、爆炸操作、裝 配管理、生成裝配明細(xì) 2）系統(tǒng)輔助特性 界面與操作、圖形顯示能力 、二

37、次開發(fā)工具、標(biāo) 準(zhǔn)件庫(kù)與建庫(kù)工具 、版本兼容、圖形數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù) 管理 3）專業(yè)過(guò)程工具 鈑金、模具 4）工程分析 有限元分析：有限元前后置處理、有限 元計(jì)算器 機(jī)構(gòu)分析：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué) 分析 5）數(shù)控加工 數(shù)控編程：銑削編程、車削編程、線切割 機(jī)編程、沖床編程，復(fù)雜編程 數(shù)控系統(tǒng)后置處理 加工模擬仿真 6）高級(jí)建模能力 現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、方法、工具 三）軟件是否是以工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)三）軟件是否是以工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ) 當(dāng)今市場(chǎng)上幾乎所有的CAD/CAM軟件都 自稱是以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的，而事實(shí)上很 多軟件是以文件管理為基礎(chǔ)的。相對(duì)于以數(shù) 據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，以文件管理為基礎(chǔ)的

38、CAD/CAM軟件存在許多弱點(diǎn)，如：數(shù)據(jù)冗余 度大，占用存貯空間大，缺乏數(shù)據(jù)安全保護(hù) 措施，不利于工程管理、不利于企業(yè)全面信 息系統(tǒng)的集成、妨礙信息化建設(shè)的進(jìn)一步發(fā) 展等。 4 典型商品化軟件的簡(jiǎn)介典型商品化軟件的簡(jiǎn)介 1）AutoCAD 提及CAD軟件絕大多數(shù)的人都會(huì)想到AutoCAD， AutoCAD系列軟件是Autodesk公司的產(chǎn)品，也是 最早進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的CAD軟件之一，從最早的2.0 版到以后的R13、R14、2000直到如今的2013版， AutoCAD的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)上走過(guò)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

39、CAD軟件。 2) Pro/Engineer PTC公司的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(duì)產(chǎn)品的三維 實(shí)體模型建立、三維實(shí)體零件的加工、以 及設(shè)計(jì)產(chǎn)品的有限元分析。 3)UG UG本身起源于航空、汽車企業(yè)（美國(guó)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)。 一般認(rèn)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(qiáng)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，

40、采用分模塊銷售的辦法，目前我國(guó)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(tuán) 公司，陜西飛機(jī)制造公司等。 4)CATIA 由法國(guó)達(dá)索公司開發(fā)，后被美國(guó)IBM公司收購(gòu) 的CATIA是一個(gè)全面的CAD/CAM/CAE/PDM應(yīng)用 系統(tǒng)，CATIA具有一個(gè)獨(dú)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(jìn)行快速得概念設(shè)計(jì)。同 樣，CATIA也可進(jìn)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(jìn)行四維空間的觀察，也就是說(shuō)該 軟件能夠模擬觀察者的視野進(jìn)入到零件的內(nèi)部去 觀察零件，并且它還能夠模擬真人進(jìn)行裝配，比

41、如使用者只要輸入人的性別、身高等特征，就會(huì) 出現(xiàn)一個(gè)虛擬裝配的工人。 5)IDEAS 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(jì)、仿真分析、測(cè)量直置數(shù)控加工的產(chǎn)品研發(fā)全過(guò) 程，附加的CAM部分IDeasCamand可以方便地仿真刀具 及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，可以從簡(jiǎn)單的2軸，2.5軸加工到以7軸5 聯(lián)動(dòng)方式來(lái)加工極為復(fù)雜的工件，并可以對(duì)數(shù)控加工過(guò) 程進(jìn)行自動(dòng)控制和優(yōu)化，它還支持動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、登陸、核 對(duì)等功能。 6)SolidWorks SolidWoks公司的公司的SolidWoks系列軟件是一套功能相當(dāng)強(qiáng)系列軟件是一套

42、功能相當(dāng)強(qiáng) 大的三維造型軟件，三維造型是該軟件的主要優(yōu)勢(shì)，該軟件大的三維造型軟件，三維造型是該軟件的主要優(yōu)勢(shì)，該軟件 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用、技術(shù)創(chuàng)新這三大特點(diǎn)，該軟件完全采功能強(qiáng)大、易學(xué)易用、技術(shù)創(chuàng)新這三大特點(diǎn)，該軟件完全采 用用Windows的窗口界面，操作非常簡(jiǎn)單，支持各種運(yùn)算功能，的窗口界面，操作非常簡(jiǎn)單，支持各種運(yùn)算功能， 可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的全相關(guān)性的參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)，比如，當(dāng)設(shè)計(jì)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的全相關(guān)性的參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)，比如，當(dāng)設(shè)計(jì) 人員修改了任意一個(gè)零件尺寸，就會(huì)使得裝配圖、工程圖中人員修改了任意一個(gè)零件尺寸，就會(huì)使得裝配圖、工程圖中 的尺寸均隨之變動(dòng)。另外該軟件的界面友好，使用全中文的的尺

43、寸均隨之變動(dòng)。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(lái)就給使用者提供了學(xué)習(xí)便利?？偞翱谑讲藛尾僮鳎@樣一來(lái)就給使用者提供了學(xué)習(xí)便利?？?的來(lái)說(shuō)，的來(lái)說(shuō)，SolidWoks系列產(chǎn)品作為三維的造型、設(shè)計(jì)軟件還是系列產(chǎn)品作為三維的造型、設(shè)計(jì)軟件還是 相當(dāng)?shù)姆奖沆`活好用的。相當(dāng)?shù)姆奖沆`活好用的。 7)國(guó)內(nèi)CAD/CAM軟件簡(jiǎn)介 國(guó)內(nèi)的CAD/CAM系統(tǒng)是進(jìn)幾年才起步的，主 要依靠于高等院校的開發(fā)研制，這一類的軟件種類 較多，如高華CAD；具有三維功能并與有限元分析、 數(shù)控加工集成的浙江大學(xué)開發(fā)的GSCAD；具有 參數(shù)化功能和裝配設(shè)計(jì)功能的華中理工大學(xué)開發(fā)的 開目CAD，該軟件也是C

44、AD/CAM/CAPP結(jié)合的軟 件，目前在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)中使用也較多；北航海爾的 CAXA系統(tǒng)是基于STEP的CAD/CAM集成制造系統(tǒng)， 在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中出現(xiàn)較早，其功能也相對(duì)比較強(qiáng)大， 在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也較為廣泛。 CADCAM技術(shù)從興起到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一 門新興產(chǎn)業(yè)，在一些先進(jìn)國(guó)家已形成從研究開發(fā)、 生產(chǎn)制造、推廣應(yīng)用到銷售服務(wù)的完整高科技產(chǎn)業(yè)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)的CADCAM市場(chǎng)總額在最近十幾年 的年平均增長(zhǎng)率在15以上，明顯地高于其他產(chǎn)業(yè) 的增長(zhǎng)率。1989年，美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院對(duì)人類25 年間（1965年1989年）10項(xiàng)最杰出工程技術(shù)成就 進(jìn)行評(píng)比結(jié)果顯示，CADCAM技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用 排在第

45、四位。在我國(guó)，2015年，主要行業(yè)應(yīng)用CAD 技術(shù)普及率和覆蓋率均達(dá)到90以上，這樣必須培 養(yǎng)CAD技術(shù)研究開發(fā)人才20萬(wàn)人以上，操作應(yīng)用人 才80萬(wàn)以上，普及型人才達(dá)300萬(wàn)以上。 初始界面 參數(shù)化繪圖模塊主界面 三維圖形庫(kù) 參數(shù)化繪圖 實(shí)體裝配 利用三維利用三維CAD軟件和軟件和MasterCAM軟軟 件，零件件，零件旋鈕旋鈕的整個(gè)的整個(gè)CAD/CAM過(guò)程。過(guò)程。 l設(shè)計(jì)對(duì)象圖旋鈕 lCAD過(guò)程過(guò)程 在CAD軟件中實(shí)現(xiàn)3D建模 l旋鈕的旋鈕的CAM l模型導(dǎo)入 l實(shí)體模型轉(zhuǎn)化為線框模型 MasterCam不能加工實(shí)體模型，如果畫 的是實(shí)體模型的話,必須把實(shí)體模型的面轉(zhuǎn)化 為沒(méi)有厚度的曲面，

46、不然是無(wú)法加工的。 如下圖： l完成分模面 l完成刀具路徑 l刀庫(kù)里選擇 l主軸轉(zhuǎn)速調(diào)為：1000 rpm l參數(shù)是由精度、材料、加工方式等因數(shù) 決定的。要有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)才能比較正確設(shè) 置的。 l完成參數(shù)設(shè)置就可以自動(dòng)生成加工的路 徑： l模擬加工 看看是不是有干涉 l如模擬加工滿足要求，完成；如模擬加 工發(fā)生干涉，修改刀具路徑規(guī)劃，繼續(xù) 模擬加工。 l工件上數(shù)控機(jī)床加工。 國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃國(guó)家攻關(guān)計(jì)劃 q 突破一批重大關(guān)鍵技術(shù)，形成一批具有突破一批重大關(guān)鍵技術(shù)，形成一批具有 自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的制造業(yè)信自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的制造業(yè)信 息化關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品；息化關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品； q 實(shí)施一批制造業(yè)

47、信息化應(yīng)用的示范企業(yè)、實(shí)施一批制造業(yè)信息化應(yīng)用的示范企業(yè)、 示范行業(yè)、示范區(qū)域和示范省市，并通示范行業(yè)、示范區(qū)域和示范省市，并通 過(guò)輻射和擴(kuò)散效應(yīng)，提升我國(guó)制造業(yè)的過(guò)輻射和擴(kuò)散效應(yīng)，提升我國(guó)制造業(yè)的 核心競(jìng)爭(zhēng)力；核心競(jìng)爭(zhēng)力； q 培育制造業(yè)信息化軟硬件產(chǎn)業(yè)、中介及培育制造業(yè)信息化軟硬件產(chǎn)業(yè)、中介及 咨詢服務(wù)業(yè)，形成一批制造業(yè)信息化專咨詢服務(wù)業(yè)，形成一批制造業(yè)信息化專 業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化的服務(wù)公司；業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化的服務(wù)公司； q 培養(yǎng)一批人才，形成一支推進(jìn)制造業(yè)信培養(yǎng)一批人才，形成一支推進(jìn)制造業(yè)信 息化的專業(yè)隊(duì)伍。息化的專業(yè)隊(duì)伍。 管理數(shù)字化管理數(shù)字化 設(shè)計(jì)數(shù)字化設(shè)計(jì)數(shù)字化 生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化

48、 制造裝備數(shù)字化制造裝備數(shù)字化 制造業(yè)信息化工程制造業(yè)信息化工程 技術(shù)創(chuàng)新體系技術(shù)創(chuàng)新體系 推廣應(yīng)用體系推廣應(yīng)用體系 營(yíng)造制造業(yè)信息化工程的社會(huì)氛圍營(yíng)造制造業(yè)信息化工程的社會(huì)氛圍 技術(shù)技術(shù) 服務(wù)服務(wù) 支撐支撐 企業(yè)企業(yè) 應(yīng)用應(yīng)用 示范示范 應(yīng)用應(yīng)用 技術(shù)技術(shù) 攻關(guān)攻關(guān) ?。ㄊ校┲圃鞓I(yè)?。ㄊ校┲圃鞓I(yè) 信息化工程建設(shè)信息化工程建設(shè) q 以制造業(yè)信息化技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用推進(jìn)制造企業(yè)的以制造業(yè)信息化技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用推進(jìn)制造企業(yè)的 信息化工程，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。信息化工程，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 （1 1）中小企業(yè)制）中小企業(yè)制 造業(yè)信息化造業(yè)信息化 CAD、ERP等 制造

49、業(yè)信息化單元 技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施。 （2 2）集成技術(shù)應(yīng)用）集成技術(shù)應(yīng)用 深化制造業(yè)信息化 技術(shù)的推廣應(yīng)用， 實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化。 q 以制造業(yè)信息化技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用推進(jìn)制造企業(yè)的以制造業(yè)信息化技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用推進(jìn)制造企業(yè)的 信息化工程，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。信息化工程，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 （3 3）重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用）重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用： 針對(duì)支柱行業(yè)，結(jié)合重大工程 和任務(wù)，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈/供應(yīng)鏈， 實(shí)施企業(yè)間的集成、協(xié)同和資 源共享。 q 以制造業(yè)信息化技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用推進(jìn)制造企業(yè)的以制造業(yè)信息化技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用推進(jìn)制造企業(yè)的 信息化工程，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。信

50、息化工程，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 （4 4）區(qū)域網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)應(yīng)用）區(qū)域網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)應(yīng)用 積極開展中小企業(yè)集群、區(qū)域性企業(yè)集 群和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)群制造業(yè)信息化技術(shù) 應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)社會(huì)資源、區(qū)域制造資源的 集成和共享。 q 以制造業(yè)信息化技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用推進(jìn)制造企業(yè)的以制造業(yè)信息化技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用推進(jìn)制造企業(yè)的 信息化工程，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。信息化工程，提高企業(yè)的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 企業(yè)需求企業(yè)需求企業(yè)應(yīng)用企業(yè)應(yīng)用解決方案解決方案 產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是企業(yè)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是企業(yè)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵 制造企業(yè)在新的歷史階段制造企業(yè)在新的歷史階段 對(duì)產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)品C

51、AD技術(shù)的強(qiáng)烈需要技術(shù)的強(qiáng)烈需要 C A D 創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 制造大國(guó)制造大國(guó) 缺乏競(jìng)爭(zhēng)力缺乏競(jìng)爭(zhēng)力 制造制造 強(qiáng)國(guó)強(qiáng)國(guó)制造制造 大國(guó)大國(guó) 以以“數(shù)字樣機(jī)數(shù)字樣機(jī)”為核心的產(chǎn)品為核心的產(chǎn)品CAD技術(shù)技術(shù) 是中國(guó)制造業(yè)跨越式發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力是中國(guó)制造業(yè)跨越式發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力 提高產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力提高產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力目標(biāo)目標(biāo) 圖形為基礎(chǔ)圖形為基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)為核心數(shù)據(jù)為核心 設(shè)計(jì)為主體設(shè)計(jì)為主體 路線路線 CBADAE幾何引擎幾何引擎 特征特征 重構(gòu)重構(gòu) CBA2dCBA3d 離散事件離散事件 并發(fā)控制器并發(fā)控制器 多體動(dòng)力多體動(dòng)力 分析、優(yōu)化分析、優(yōu)化 有限元分析有限元分析 拓?fù)渫負(fù)?優(yōu)化優(yōu)化 曲面曲面

52、 重構(gòu)重構(gòu) 知識(shí)工程知識(shí)工程 數(shù)控?cái)?shù)控 仿真仿真 嵌套式嵌套式 建模技術(shù)建模技術(shù) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 2D,3D,2D,3D,裝配，反求裝配，反求 數(shù)字化樣機(jī)數(shù)字化樣機(jī) CAPPCAPP 數(shù)字化加工數(shù)字化加工 數(shù)字化車間數(shù)字化車間 數(shù)字化工廠數(shù)字化工廠 其他其他 水工建筑三維配筋設(shè)計(jì)系統(tǒng)水工建筑三維配筋設(shè)計(jì)系統(tǒng) 工程設(shè)計(jì)從三維開始工程設(shè)計(jì)從三維開始 水工建筑三維配筋設(shè)計(jì)系統(tǒng)水工建筑三維配筋設(shè)計(jì)系統(tǒng) 工程設(shè)計(jì)從三維開始工程設(shè)計(jì)從三維開始 三峽永久船閘閥門井配筋設(shè)計(jì)三峽永久船閘閥門井配筋設(shè)計(jì) 數(shù)字樣機(jī)數(shù)字樣機(jī) 產(chǎn)品產(chǎn)品CAD的突破口的突破口 工作臺(tái)與立柱裝置工作臺(tái)與立柱裝置 橫梁、車刀架與刀庫(kù)裝配橫梁、車刀架與刀庫(kù)裝配 = 堆本體及其各部件、燃堆本體及其各部件、燃 料組件的三維立體造型料組件的三維立體造型 、可視化、可視化 =