第二章計算機(jī)輔助技術(shù)

1、 機(jī)械加工新技術(shù)機(jī)械加工新技術(shù)第二章第二章 計算機(jī)輔助技術(shù)計算機(jī)輔助技術(shù)濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院陳秀生陳秀生2013.112013.11蘇30奔馳S 600 PullmanF-16戰(zhàn)隼戰(zhàn)隼F-22猛禽猛禽計算機(jī)輔助制造（計算機(jī)輔助制造（CAM）計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃（CAPP） 一一 CAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計（計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）概述概述典型的典型的CAD/CAM系統(tǒng)支撐軟件系統(tǒng)支撐軟件介紹介紹一、概述一、概述1 1、 簡述簡述主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： CAXCAX技術(shù)技術(shù) 計算機(jī)輔助設(shè)計（計算機(jī)輔助設(shè)計（CADCAD）、計算機(jī)輔助制造（）、計算機(jī)輔

2、助制造（CAMCAM）、）、計算機(jī)輔助工藝設(shè)計（計算機(jī)輔助工藝設(shè)計（CAPPCAPP）、計算機(jī)輔助工程分析）、計算機(jī)輔助工程分析（CAECAE）、計算機(jī)輔助質(zhì)量控制（）、計算機(jī)輔助質(zhì)量控制（CAQCAQ），統(tǒng)稱為），統(tǒng)稱為CAXCAX（Computer Aided XComputer Aided X） 計算機(jī)輔助管理計算機(jī)輔助管理 1 1）管理信息系統(tǒng)）管理信息系統(tǒng)MIS( Management Information MIS( Management Information System)System)企業(yè)每項業(yè)務(wù)的管理。企業(yè)每項業(yè)務(wù)的管理。一、概述 2 2）制造資源計劃（）制造資源計劃（MR

3、PIIMRPII，Management Resource Management Resource PlanningPlanning）限于企業(yè)內(nèi)部制造資源（人、財、物供銷）限于企業(yè)內(nèi)部制造資源（人、財、物供銷）管理，以企業(yè)經(jīng)營、生產(chǎn)計劃與控制為主體的計算機(jī)生管理，以企業(yè)經(jīng)營、生產(chǎn)計劃與控制為主體的計算機(jī)生產(chǎn)管理系統(tǒng)統(tǒng)稱。產(chǎn)管理系統(tǒng)統(tǒng)稱。 3 3）分銷資源系統(tǒng)（）分銷資源系統(tǒng)（DRPDRP，Distribution Resource Distribution Resource PlanningPlanning）生產(chǎn)廠與分銷網(wǎng)絡(luò)的信息集成。）生產(chǎn)廠與分銷網(wǎng)絡(luò)的信息集成。 4 4）企業(yè)制造資源計劃（）

4、企業(yè)制造資源計劃（ERP, Enterprise Resource ERP, Enterprise Resource PlanningPlanning）全球化的企業(yè)，向供應(yīng)商、客戶兩方延伸，）全球化的企業(yè)，向供應(yīng)商、客戶兩方延伸，構(gòu)成企業(yè)的供應(yīng)鏈。現(xiàn)代生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)包含供應(yīng)鏈上構(gòu)成企業(yè)的供應(yīng)鏈?，F(xiàn)代生產(chǎn)管理系統(tǒng)應(yīng)包含供應(yīng)鏈上所有主導(dǎo)和支持功能，形成所有主導(dǎo)和支持功能，形成ERPERP，代表了現(xiàn)代企業(yè)的管，代表了現(xiàn)代企業(yè)的管理模式。理模式。一、概述 5 5）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDMPDM，Production Data Production Data ManagementManage

5、ment） CAXCAX單元技術(shù)之間的集成要通過集成單元技術(shù)之間的集成要通過集成工具、平臺、數(shù)據(jù)庫和借口，工具、平臺、數(shù)據(jù)庫和借口，PDMPDM是實現(xiàn)是實現(xiàn)CAXCAX單元技單元技術(shù)集成的平臺之一。術(shù)集成的平臺之一。CAXCAX、ERPERP、PDMPDM等是實現(xiàn)企業(yè)信息化的重要內(nèi)容，屬等是實現(xiàn)企業(yè)信息化的重要內(nèi)容，屬于大型應(yīng)用軟件的范疇，采用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)于大型應(yīng)用軟件的范疇，采用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的手段。業(yè)的手段。 1 1）國際市場需求很大，價格昂貴。）國際市場需求很大，價格昂貴。CAXCAX全球全球19971997年年為為43.3843.38億元，億元，20022002年達(dá)年達(dá)55

6、.555.5億元，億元，PDMPDM全球全球19971997年年為為11.011.0億元，億元，19981998年達(dá)年達(dá)1313億元，億元，20022002年達(dá)年達(dá)2525億元，億元，ERPERP全球全球19981998年為年為166166億元，預(yù)計億元，預(yù)計20032003年達(dá)年達(dá)660660億元。億元。一、概述 2 2）國內(nèi)）國內(nèi)19991999年年CAXCAX銷售收入銷售收入7 7億元左右，管理信息軟件約億元左右，管理信息軟件約占占CAXCAX的的73%73%，總計國內(nèi)這些軟件僅占應(yīng)用軟件的，總計國內(nèi)這些軟件僅占應(yīng)用軟件的1/31/3左左右，主要市場為國外所占領(lǐng)。國內(nèi)有右，主要市場為國外

7、所占領(lǐng)。國內(nèi)有100100萬家制造企業(yè)萬家制造企業(yè)的巨大市場需求。的巨大市場需求。2 2、 發(fā)展計算機(jī)輔助技術(shù)重要意義發(fā)展計算機(jī)輔助技術(shù)重要意義o 新經(jīng)濟(jì)時代的需求和重要特征新經(jīng)濟(jì)時代的需求和重要特征1 1）向網(wǎng)絡(luò)化制造和虛擬化技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)型制）向網(wǎng)絡(luò)化制造和虛擬化技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)，使傳統(tǒng)型制造業(yè)改造為智力型企業(yè)。造業(yè)改造為智力型企業(yè)。2 2）通過資源要素競爭逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詣?chuàng)新能力知本型為）通過資源要素競爭逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詣?chuàng)新能力知本型為焦點的競爭。焦點的競爭。一、概述o 現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的自身需要現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的自身需要1 1）可提高設(shè)計能力）可提高設(shè)計能力70%70%以上，縮短設(shè)計周期，快速占以上

8、，縮短設(shè)計周期，快速占領(lǐng)市場。領(lǐng)市場。2 2）降低庫存）降低庫存40%40%左右左右3 3）降低成本）降低成本15%15%左右，提高企業(yè)效益。左右，提高企業(yè)效益。o 國外發(fā)展迅速國外發(fā)展迅速1 1）CAXCAX不斷改進(jìn)和發(fā)展，不斷改進(jìn)和發(fā)展，PDMPDM已成為新的已成為新的ITIT市場；全市場；全新的新的“產(chǎn)品協(xié)作（產(chǎn)品協(xié)作（CPCCPC，Collaborative Product Collaborative Product CommerceCommerce）”正在正在ITIT市場崛起。市場崛起。2 2）企業(yè)管理正向動態(tài)管理模式發(fā)展。）企業(yè)管理正向動態(tài)管理模式發(fā)展。p 我國制造業(yè)信息化工程正在

9、大力推進(jìn)。我國制造業(yè)信息化工程正在大力推進(jìn)。一、概述3. 3. 國內(nèi)外計算機(jī)輔助技術(shù)產(chǎn)品市場的分析和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀國內(nèi)外計算機(jī)輔助技術(shù)產(chǎn)品市場的分析和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 1 1） 國外國外 （1 1）世界）世界CAXCAX市場分析及預(yù)測：市場分析及預(yù)測：全球全球CAXCAX市場將以市場將以181820%20%的度增長，重點主要集中于汽車制造的度增長，重點主要集中于汽車制造及其所需部件上，從二維轉(zhuǎn)向中、高檔實體建模。及其所需部件上，從二維轉(zhuǎn)向中、高檔實體建模。PDMPDM市場將以市場將以30%30%的速度增長。的速度增長。國際國際ERPERP市場強(qiáng)勁。市場強(qiáng)勁。世界世界CAXCAX產(chǎn)業(yè)狀況產(chǎn)業(yè)狀況CAXCAX發(fā)

10、展的三個檔次發(fā)展的三個檔次一、概述a) a) 高檔高檔CAXCAX系統(tǒng)系統(tǒng)工作站工作站CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng)b) b) 中檔中檔CAXCAX系統(tǒng)系統(tǒng)微機(jī)微機(jī)CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng)c) c) 低檔低檔CAXCAX系統(tǒng)系統(tǒng)微機(jī)二維微機(jī)二維CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng) PDMPDM技術(shù)市場現(xiàn)狀技術(shù)市場現(xiàn)狀 PDMPDM是市場發(fā)展最快的一種軟件產(chǎn)品。已有幾十種是市場發(fā)展最快的一種軟件產(chǎn)品。已有幾十種PDMPDM產(chǎn)品和產(chǎn)品和100100多家多家PDMPDM軟件銷售、實施和服務(wù)公司。軟件銷售、實施和服務(wù)公司。世界世界ERPERP現(xiàn)狀現(xiàn)狀 銷售廠商銷售廠商200-3002

11、00-300家，有的已在全球形成銷售網(wǎng)絡(luò)，成為跨國公司。家，有的已在全球形成銷售網(wǎng)絡(luò)，成為跨國公司。一、概述2 2）國內(nèi)）國內(nèi)（1) CAX1) CAX市場分析及預(yù)測市場分析及預(yù)測 CADCAD應(yīng)用工程和應(yīng)用工程和863/CIMS863/CIMS（Contemporary Integrated Contemporary Integrated Manufacturing SystemManufacturing System）應(yīng)用以來，形成了一批）應(yīng)用以來，形成了一批CAXCAX、PDMPDM產(chǎn)品，在市場上占了一席之地，總體處于起步和發(fā)展產(chǎn)品，在市場上占了一席之地，總體處于起步和發(fā)展階段。在機(jī)械、

12、建筑等領(lǐng)域銷售階段。在機(jī)械、建筑等領(lǐng)域銷售CAXCAX軟件約軟件約5 5億元（億元（1996-1996-20002000）。）。ERPERP推廣應(yīng)用推廣應(yīng)用2020多年，多年，19991999年有近千家企業(yè)（占年有近千家企業(yè)（占工業(yè)企業(yè)的萬分之一）不同程度的使用工業(yè)企業(yè)的萬分之一）不同程度的使用ERPERP系統(tǒng)（包括系統(tǒng)（包括MRPIIMRPII），總投資約），總投資約8080億元，億元，70-80%70-80%企業(yè)采用國外軟件，企業(yè)采用國外軟件，但成功率僅約但成功率僅約10-15%10-15%。國內(nèi)。國內(nèi)15%15%左右市場采用國產(chǎn)左右市場采用國產(chǎn)ERPERP軟軟件，國外軟件占件，國外軟件占

13、85%85%。ERPERP市場需求很大。市場需求很大。一、概述2) 2) 產(chǎn)業(yè)狀況產(chǎn)業(yè)狀況 中檔中檔CAXCAX微機(jī)三維微機(jī)三維CAXCAX 三維已進(jìn)入市場，幾個有競爭力的三維CAD系統(tǒng)有清華國家CAD工程中心的GEMS5.0；浙江大天公司的 GS-MCADII等八家自主開發(fā)軟件 b)b)低檔低檔CAXCAX微機(jī)二維微機(jī)二維CAXCAX 已在國內(nèi)占領(lǐng)一定份額，有凱達(dá)、開目等11家自主開發(fā)軟件 c)PDMc)PDM國內(nèi)已初步形成了市場，完全自主開發(fā)還有差距，國內(nèi)已初步形成了市場，完全自主開發(fā)還有差距，但已有但已有PDMPDM基本功能：圖檔管理、工作流程管理等。有基本功能：圖檔管理、工作流程管理等

14、。有武漢開目、華歌、清華同方等七家。武漢開目、華歌、清華同方等七家。 d)ERPd)ERP產(chǎn)業(yè)暫露頭角，有北京利瑪、北京開思和北京利產(chǎn)業(yè)暫露頭角，有北京利瑪、北京開思和北京利時簦家自主版權(quán)的時簦家自主版權(quán)的ERPERP，有用于離散制造企業(yè)的遵從，有用于離散制造企業(yè)的遵從MRPIIMRPII的邏輯開發(fā)（開思公司）、用于流程企業(yè)（連續(xù)的邏輯開發(fā)（開思公司）、用于流程企業(yè)（連續(xù)性）的（北京利時公司）、用于財務(wù)加上進(jìn)銷存形成性）的（北京利時公司）、用于財務(wù)加上進(jìn)銷存形成的企業(yè)管理軟件等三類的企業(yè)管理軟件等三類ERPERP軟件。軟件。二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）o 計算機(jī)輔助設(shè)計計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)

15、(CAD)的概念的概念 CADCAD是指工程技術(shù)人員在人和計算機(jī)組成的系統(tǒng)中以是指工程技術(shù)人員在人和計算機(jī)組成的系統(tǒng)中以計算機(jī)為輔助工具，完成產(chǎn)品的設(shè)計、分析和繪圖等工計算機(jī)為輔助工具，完成產(chǎn)品的設(shè)計、分析和繪圖等工作，并達(dá)到提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降作，并達(dá)到提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本的目的。低產(chǎn)品成本的目的。 簡單地講，簡單地講，CADCAD是工程技術(shù)人員利用計算機(jī)達(dá)到最佳是工程技術(shù)人員利用計算機(jī)達(dá)到最佳的設(shè)計目的。的設(shè)計目的。CADCAD概念的實質(zhì)在于：概念的實質(zhì)在于： 1 1）人機(jī)各盡所長；）人機(jī)各盡所長； 2 2）人機(jī)交互結(jié)合；）人機(jī)交互結(jié)合； 3

16、3）最佳設(shè)計效率。）最佳設(shè)計效率。二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）一般認(rèn)為，一般認(rèn)為，CADCAD系統(tǒng)的功能主要包括：系統(tǒng)的功能主要包括： 1 1）草圖設(shè)計）草圖設(shè)計 2 2）零件設(shè)計）零件設(shè)計 3 3）裝配設(shè)計）裝配設(shè)計 4 4）復(fù)雜曲面設(shè)計）復(fù)雜曲面設(shè)計 5 5）工程圖樣的繪制）工程圖樣的繪制 6 6）工程分析）工程分析 7 7）真實感的渲染）真實感的渲染 8 8）數(shù)據(jù)交換接口）數(shù)據(jù)交換接口 CADCAD技術(shù)的主要作用如下技術(shù)的主要作用如下: : 1 1）提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。）提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。 2 2）能夠充分發(fā)揮設(shè)計人員創(chuàng)造性。）能夠充分發(fā)揮設(shè)計人員創(chuàng)造性。 3 3）縮短產(chǎn)品的設(shè)

17、計周期。）縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期。二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD） CADCAD是計算機(jī)科學(xué)與工程設(shè)計學(xué)科相結(jié)合形成的新是計算機(jī)科學(xué)與工程設(shè)計學(xué)科相結(jié)合形成的新興技術(shù)，是計算機(jī)在工程中最有影響的應(yīng)用技術(shù)之一。興技術(shù)，是計算機(jī)在工程中最有影響的應(yīng)用技術(shù)之一。 CADCAD技術(shù)曾被美國國家工程科學(xué)院評為當(dāng)代十項最杰技術(shù)曾被美國國家工程科學(xué)院評為當(dāng)代十項最杰出的工程技術(shù)成就之一。出的工程技術(shù)成就之一。 無論是軍事工業(yè)還是民用工業(yè)，無論是建筑行業(yè)還無論是軍事工業(yè)還是民用工業(yè)，無論是建筑行業(yè)還是制造加工行業(yè)，無論是機(jī)械、電子、輕紡行業(yè)還是是制造加工行業(yè)，無論是機(jī)械、電子、輕紡行業(yè)還是文體、影視廣告行業(yè)等都離不開

18、文體、影視廣告行業(yè)等都離不開CADCAD技術(shù)。技術(shù)。CADCAD技術(shù)是技術(shù)是企業(yè)界爭奪市場份額和生存發(fā)展不可缺少的手段。企業(yè)界爭奪市場份額和生存發(fā)展不可缺少的手段。二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）1 1）在制造業(yè)中的應(yīng)用：如波音）在制造業(yè)中的應(yīng)用：如波音777777飛機(jī)是世界上第一架飛機(jī)是世界上第一架實現(xiàn)無紙設(shè)計與制造的飛機(jī)。實現(xiàn)無紙設(shè)計與制造的飛機(jī)。2 2）在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用：如建筑設(shè)計）在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用：如建筑設(shè)計CADCAD、電子沙盤；、電子沙盤；機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計CADCAD等。等。3 3）仿真模擬和動畫制作：在電影制作中的成功應(yīng)用，如）仿真模擬和動畫制作：在電影制作中的成功應(yīng)用，如“未來

19、世界未來世界”、“玩具總動員玩具總動員”、“侏羅記公園侏羅記公園”等等4 4）在輕工行業(yè)的應(yīng)用：如模具）在輕工行業(yè)的應(yīng)用：如模具CADCAD和服裝和服裝CADCAD等。等。5 5）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：）在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用： 計算機(jī)輔助手術(shù)規(guī)劃和手術(shù)模擬。計算機(jī)輔助手術(shù)規(guī)劃和手術(shù)模擬。6 6）在電子電路中的應(yīng)用：超大規(guī)模集成電路的設(shè)計制造）在電子電路中的應(yīng)用：超大規(guī)模集成電路的設(shè)計制造二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）CADCAD技術(shù)在我國工程和產(chǎn)品設(shè)計的一些應(yīng)用實例：技術(shù)在我國工程和產(chǎn)品設(shè)計的一些應(yīng)用實例：1 1） 沈陽變壓器廠用沈陽變壓器廠用CADCAD技術(shù)輸出三峽工程項目三維彩色技術(shù)輸出三峽工程項目三維

20、彩色產(chǎn)品設(shè)計圖和計算機(jī)分析的數(shù)據(jù)，從而贏得了三峽工產(chǎn)品設(shè)計圖和計算機(jī)分析的數(shù)據(jù)，從而贏得了三峽工程的招標(biāo)項目。程的招標(biāo)項目。2 2）滬東造船廠應(yīng)用）滬東造船廠應(yīng)用CADCAD技術(shù)后，生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備周期縮短技術(shù)后，生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備周期縮短1/31/3以上，造船的設(shè)計開發(fā)能力提高一倍。以上，造船的設(shè)計開發(fā)能力提高一倍。3 3）西北電力設(shè)計院用）西北電力設(shè)計院用CADCAD系統(tǒng)建渭河電廠主廠房三維模系統(tǒng)建渭河電廠主廠房三維模型，對該廠原設(shè)計方案自動校驗，共查出型，對該廠原設(shè)計方案自動校驗，共查出6 6處隱藏在處隱藏在圖紙中的錯誤，當(dāng)即進(jìn)行了修改。圖紙中的錯誤，當(dāng)即進(jìn)行了修改。4 4）寰球化工工程公司應(yīng)用）

21、寰球化工工程公司應(yīng)用CADCAD技術(shù)，在盤錦乙烯裝置工技術(shù)，在盤錦乙烯裝置工程中，進(jìn)行碰撞檢測后，使程中，進(jìn)行碰撞檢測后，使95%95%以上的錯誤得以糾正，以上的錯誤得以糾正，在總長在總長2020多萬米的管道設(shè)計中，施工結(jié)束后剩余鋼管多萬米的管道設(shè)計中，施工結(jié)束后剩余鋼管不到不到1010米。米。二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）CAD技術(shù)應(yīng)用實例圖示一些圖形網(wǎng)站如http:/ CADCAD技術(shù)隨著計算機(jī)及其外圍設(shè)備、圖形輸入輸出設(shè)技術(shù)隨著計算機(jī)及其外圍設(shè)備、圖形輸入輸出設(shè)備、軟件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。備、軟件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。1) 1) 準(zhǔn)備和誕生時期（準(zhǔn)備和誕生時期（2020世紀(jì)世紀(jì)50605060年

22、代）年代） 電子管計算機(jī)電子管計算機(jī) 1950 MIT 1950 MIT 能夠顯示簡單圖形的圖形顯示器能夠顯示簡單圖形的圖形顯示器 1958 Calcomp 1958 Calcomp 滾筒式繪圖機(jī)滾筒式繪圖機(jī) 2020世紀(jì)世紀(jì)5050年代末年代末 SAGESAGE戰(zhàn)術(shù)防空系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)防空系統(tǒng) 二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）2) 2) 蓬勃發(fā)展和進(jìn)入應(yīng)用的時期（蓬勃發(fā)展和進(jìn)入應(yīng)用的時期（ 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代）年代） 19621962，Ivan Sutherland Ivan Sutherland 研究出了研究出了SketchpadSketchpad交互式圖交互式圖形系統(tǒng)。形系統(tǒng)。 計算機(jī)及圖

23、形設(shè)備價格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。計算機(jī)及圖形設(shè)備價格昂貴，技術(shù)復(fù)雜。 計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，如計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，如CoonsCoons曲面曲面 。3) 3) 廣泛應(yīng)用時期（廣泛應(yīng)用時期（ 2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代）年代） 集成電路用于計算機(jī)，使計算機(jī)平臺的性能大為提集成電路用于計算機(jī)，使計算機(jī)平臺的性能大為提高。高。 出現(xiàn)了以小型計算機(jī)為平臺的出現(xiàn)了以小型計算機(jī)為平臺的CADCAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 圖形設(shè)備相繼推出并完善。圖形設(shè)備相繼推出并完善。 圖形軟件和圖形軟件和CADCAD應(yīng)用支撐軟件不斷得到充實與提高。應(yīng)用支撐軟件不斷得到充實與提高。二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）4)4)飛速發(fā)展時期（飛速發(fā)展

24、時期（ 2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代）年代） 出現(xiàn)了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，使微機(jī)進(jìn)入市場。出現(xiàn)了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，使微機(jī)進(jìn)入市場。 推出了以推出了以UNIXUNIX系統(tǒng)支撐的系統(tǒng)支撐的SUNSUN工作站。工作站。 圖形軟件更加成熟圖形軟件更加成熟 。5)5)日趨成熟的時期（日趨成熟的時期（ 2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代）年代） 出現(xiàn)基于出現(xiàn)基于PCPC平臺的價廉物美的平臺的價廉物美的CADCAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 CADCAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化：CGICGI、GKSGKS、GKS-3DGKS-3D、PHIGSPHIGS、OpenGLOpenGL、IGESIGES、STEPSTEP

25、。 智能化智能化CADCAD系統(tǒng)。系統(tǒng)。 集成化集成化 。 科學(xué)計算可視化、虛擬設(shè)計、虛擬制造科學(xué)計算可視化、虛擬設(shè)計、虛擬制造二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD） 以機(jī)械行業(yè)為例，說明以機(jī)械行業(yè)為例，說明CADCAD軟件技術(shù)的發(fā)展歷程。軟件技術(shù)的發(fā)展歷程。1)201)20世紀(jì)世紀(jì)6060年代，年代，CADCAD的主要技術(shù)特點是交互式二維繪圖和的主要技術(shù)特點是交互式二維繪圖和三維線框模型。三維線框模型。2)202)20世紀(jì)世紀(jì)7070年代，年代，CADCAD的主要技術(shù)特征是自由曲線曲面生成的主要技術(shù)特征是自由曲線曲面生成算法和表面造型理論，代表軟件算法和表面造型理論，代表軟件CATIACATIA。3)

26、203)20世紀(jì)世紀(jì)8080年代，年代，CADCAD的主要技術(shù)特征是實體造型理論和幾的主要技術(shù)特征是實體造型理論和幾何建模方法，何建模方法， 代表軟件代表軟件I-DEASI-DEAS。4)204)20世紀(jì)世紀(jì)9090年代，年代，CADCAD技術(shù)基礎(chǔ)理論主要是以技術(shù)基礎(chǔ)理論主要是以PTCPTC的的Pro/EngineerPro/Engineer為代表的參數(shù)化造型理論和以為代表的參數(shù)化造型理論和以SDRCSDRC的的I-I-DEASDEAS為代表的變量化造型理論，形成了基于特征的實體為代表的變量化造型理論，形成了基于特征的實體建模技術(shù)。建模技術(shù)。二、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD） 微機(jī)化、集成化、智能化

27、、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、并行微機(jī)化、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、并行化、標(biāo)準(zhǔn)化化、標(biāo)準(zhǔn)化 。三、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAM）計算機(jī)輔助制造計算機(jī)輔助制造(Computer aided manufacturing,CAM)(Computer aided manufacturing,CAM)有廣義和狹義兩種定義。有廣義和狹義兩種定義。1) 1) 廣義概念廣義概念一般是指利用計算機(jī)輔助完成從生產(chǎn)準(zhǔn)備到產(chǎn)品制造整一般是指利用計算機(jī)輔助完成從生產(chǎn)準(zhǔn)備到產(chǎn)品制造整個過程的活動，包括工藝過程設(shè)計、工裝設(shè)計、個過程的活動，包括工藝過程設(shè)計、工裝設(shè)計、NCNC自動自動編程、生產(chǎn)作業(yè)計劃、生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制等。編程、生

28、產(chǎn)作業(yè)計劃、生產(chǎn)控制、質(zhì)量控制等。2) 2) 狹義狹義CAMCAM通常是指通常是指NCNC程序編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生程序編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真及成、刀具軌跡仿真及NCNC代碼生成等。代碼生成等。三、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAM）1)1)直接應(yīng)用：計算機(jī)通過接口直接與物流系統(tǒng)連接，用直接應(yīng)用：計算機(jī)通過接口直接與物流系統(tǒng)連接，用以控制、監(jiān)視、協(xié)調(diào)物流過程。以控制、監(jiān)視、協(xié)調(diào)物流過程。o 物流運行控制：根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計劃和生產(chǎn)進(jìn)度信息控制物流運行控制：根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)計劃和生產(chǎn)進(jìn)度信息控制物流流動。物流流動。o 生產(chǎn)控制：隨時收集和記錄物流過程的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)工生產(chǎn)控制：

29、隨時收集和記錄物流過程的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)工況（如完工的數(shù)量、時間等）偏離作業(yè)計劃時，即予以況（如完工的數(shù)量、時間等）偏離作業(yè)計劃時，即予以協(xié)調(diào)與控制協(xié)調(diào)與控制o 質(zhì)量控制質(zhì)量控制 通過現(xiàn)場檢測，隨時記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏離或即通過現(xiàn)場檢測，隨時記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏離或即將偏離預(yù)定質(zhì)量指標(biāo)時，向工序作業(yè)級發(fā)出命令，予以將偏離預(yù)定質(zhì)量指標(biāo)時，向工序作業(yè)級發(fā)出命令，予以校正。校正。三、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAM）2) 2) 間接應(yīng)用間接應(yīng)用o 計算機(jī)輔助工藝過程規(guī)劃計算機(jī)輔助工藝過程規(guī)劃CAPPCAPPo 計算機(jī)輔助數(shù)控加工程序編制計算機(jī)輔助數(shù)控加工程序編制CANCPCANCPo 計算機(jī)輔助工裝設(shè)計計算機(jī)

30、輔助工裝設(shè)計CATCATo 計算機(jī)輔助作業(yè)計劃編制計算機(jī)輔助作業(yè)計劃編制四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP） o 工藝過程設(shè)計是指按零件設(shè)計要求，安排或規(guī)劃出從工藝過程設(shè)計是指按零件設(shè)計要求，安排或規(guī)劃出從原材料到加工出成品所需的一系列加工步驟和設(shè)備、原材料到加工出成品所需的一系列加工步驟和設(shè)備、工裝需求說明的過程。工裝需求說明的過程。o CAPPCAPP的廣義概念：即的廣義概念：即CAPPCAPP的一頭向生產(chǎn)規(guī)劃最佳化從的一頭向生產(chǎn)規(guī)劃最佳化從作業(yè)計劃最佳化發(fā)展，作為作業(yè)計劃最佳化發(fā)展，作為MRPIIMRPII的一個重要組成部的一個重要組成部分；分；CAPPCAPP向另一頭擴(kuò)展能夠生成向另一頭

31、擴(kuò)展能夠生成NCNC指令指令。 CAPPCAPP狹義概念：是完成工藝過程設(shè)計，輸出工藝規(guī)程。狹義概念：是完成工藝過程設(shè)計，輸出工藝規(guī)程。o CAPPCAPP確定產(chǎn)品制造過程及制造所需的制造資源、制造確定產(chǎn)品制造過程及制造所需的制造資源、制造時間等，是完成產(chǎn)品設(shè)計信息向制造信息轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時間等，是完成產(chǎn)品設(shè)計信息向制造信息轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。性環(huán)節(jié)。四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP）o 國外國外CAPPCAPP的發(fā)展概況的發(fā)展概況 1 1）挪威于）挪威于19691969年正式發(fā)表了年正式發(fā)表了AUTOPROSAUTOPROS系統(tǒng)，這是第一系統(tǒng)，這是第一CAPPCAPP系統(tǒng)；系統(tǒng)； ）美國的）美國的

32、CAM-CAM-公司也研制出自己的公司也研制出自己的CAPPCAPP系統(tǒng)。系統(tǒng)。 o 國內(nèi)國內(nèi)CAPPCAPP的發(fā)展概況的發(fā)展概況 ）最早進(jìn)行此項研究工作的是同濟(jì)大學(xué)，他們于）最早進(jìn)行此項研究工作的是同濟(jì)大學(xué)，他們于19821982年研制成功年研制成功TOJICAPPTOJICAPP系統(tǒng)；系統(tǒng)； ）隨后北京理工大學(xué)也研制出用于回轉(zhuǎn)體零件的）隨后北京理工大學(xué)也研制出用于回轉(zhuǎn)體零件的BITCAPPBITCAPP系統(tǒng)；北京航空航天大學(xué)發(fā)表了系統(tǒng)；北京航空航天大學(xué)發(fā)表了BHCAPPBHCAPP系統(tǒng)。系統(tǒng)。四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP）1)1)設(shè)計對象的變化、涉及的工藝范圍、系統(tǒng)功能由設(shè)計對象的變化

33、、涉及的工藝范圍、系統(tǒng)功能由“孤孤島島”到到“集成集成”、系統(tǒng)設(shè)計上。、系統(tǒng)設(shè)計上。2)2)系統(tǒng)開發(fā)上：系統(tǒng)開發(fā)上：CAPPCAPP的研究開始注重工藝基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究開始注重工藝基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及基本設(shè)計功能，開發(fā)重點從注重工藝過程的自動生及基本設(shè)計功能，開發(fā)重點從注重工藝過程的自動生成，轉(zhuǎn)向從整個產(chǎn)品工藝設(shè)計的角度，為工藝設(shè)計人成，轉(zhuǎn)向從整個產(chǎn)品工藝設(shè)計的角度，為工藝設(shè)計人員提供輔助工具，同時為企業(yè)的信息化建設(shè)服務(wù)。這員提供輔助工具，同時為企業(yè)的信息化建設(shè)服務(wù)。這直接導(dǎo)致了直接導(dǎo)致了CAPPCAPP軟件產(chǎn)品的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了人機(jī)交軟件產(chǎn)品的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了人機(jī)交互為主的新一代互為主的新一代CA

34、PPCAPP工具系統(tǒng)，并在企業(yè)實際應(yīng)用中工具系統(tǒng)，并在企業(yè)實際應(yīng)用中取得了良好的成效取得了良好的成效四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP） 雖然經(jīng)過了二十年的發(fā)展歷程，但至今仍是計算機(jī)雖然經(jīng)過了二十年的發(fā)展歷程，但至今仍是計算機(jī)輔助技術(shù)領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)和企業(yè)實施推廣輔助技術(shù)領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)和企業(yè)實施推廣CIMSCIMS的瓶頸所的瓶頸所在。成功應(yīng)用在。成功應(yīng)用CAPPCAPP的企業(yè)還不多見的企業(yè)還不多見 基本原因：傳統(tǒng)基本原因：傳統(tǒng)CAPPCAPP過分強(qiáng)調(diào)對零件信息的自動獲過分強(qiáng)調(diào)對零件信息的自動獲取，過份強(qiáng)調(diào)工藝決策的自動化。取，過份強(qiáng)調(diào)工藝決策的自動化。四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP） 1)1)檢

35、索標(biāo)準(zhǔn)工藝文件；檢索標(biāo)準(zhǔn)工藝文件； 2)2)選擇加工方法；選擇加工方法； 安排工藝路線；安排工藝路線； 3)3)選擇機(jī)床、刀具、夾具；選擇機(jī)床、刀具、夾具； 4)4)選擇切削用量；選擇切削用量； 計算切削參數(shù)、加工時間和加工費計算切削參數(shù)、加工時間和加工費用；用； 5)5)確定工序尺寸和公差、選擇毛坯；確定工序尺寸和公差、選擇毛坯； 6)6)繪制工序圖；繪制工序圖； 7)7)給出刀具軌跡，自動進(jìn)行給出刀具軌跡，自動進(jìn)行NCNC編程編程 ；進(jìn)行加工過程的；進(jìn)行加工過程的模擬。模擬。 并非所有并非所有CAPPCAPP系統(tǒng)都具備上述功能，現(xiàn)在也只有少數(shù)系統(tǒng)都具備上述功能，現(xiàn)在也只有少數(shù)CAPPCAP

36、P系統(tǒng)能和系統(tǒng)能和CADCAD、CAMCAM系統(tǒng)連接。系統(tǒng)連接。四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP）四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP） 1)1)控制模塊控制模塊 協(xié)調(diào)各模塊的運行，實現(xiàn)人機(jī)之間的信息交流，控制零協(xié)調(diào)各模塊的運行，實現(xiàn)人機(jī)之間的信息交流，控制零件信息獲取方式。件信息獲取方式。 2)2)零件信息獲取模塊零件信息獲取模塊 零件信息輸入可以有下列兩種方式：人工交互零件信息輸入可以有下列兩種方式：人工交互輸入，或從輸入，或從CADCAD系統(tǒng)直接獲取或來自集成環(huán)境下統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模系統(tǒng)直接獲取或來自集成環(huán)境下統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型。型。3)3)工藝過程設(shè)計模塊工藝過程設(shè)計模塊 進(jìn)行加工工藝流程的

37、決策生成工藝過程卡。進(jìn)行加工工藝流程的決策生成工藝過程卡。4)4)工序決策模塊工序決策模塊 生成工序卡。生成工序卡。5)5)工步?jīng)Q策模塊工步?jīng)Q策模塊 生成工步卡及提供形成生成工步卡及提供形成NCNC指令所需的刀位文件。指令所需的刀位文件。6)NC6)NC加工指令生成模塊加工指令生成模塊 根據(jù)刀位文件生成控制數(shù)據(jù)機(jī)床的根據(jù)刀位文件生成控制數(shù)據(jù)機(jī)床的NCNC加工加工指令。指令。7)7)輸出模塊輸出模塊 可輸出：工藝過程卡、工序和工步卡、工序圖等各類文可輸出：工藝過程卡、工序和工步卡、工序圖等各類文檔，并可利用編輯工具對現(xiàn)有文件進(jìn)行修改后得到所需的工藝文檔，并可利用編輯工具對現(xiàn)有文件進(jìn)行修改后得到所

38、需的工藝文件。件。8)8)加工過程動態(tài)仿真加工過程動態(tài)仿真 可檢查工藝過程及可檢查工藝過程及NCNC指令的正確性。指令的正確性。四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP）1)1)成組技術(shù)成組技術(shù)2)2)零件信息的描述與獲取零件信息的描述與獲取 3)3)工藝設(shè)計決策機(jī)制工藝設(shè)計決策機(jī)制其核心為特征迎面加工方法的選擇，工件加工工序及工其核心為特征迎面加工方法的選擇，工件加工工序及工步的安排及組合，其主要決策內(nèi)容如下：工藝流程的決步的安排及組合，其主要決策內(nèi)容如下：工藝流程的決策；工序決策；工步?jīng)Q策；工藝參數(shù)決策。策；工序決策；工步?jīng)Q策；工藝參數(shù)決策。 為保證工藝設(shè)計達(dá)到全局最優(yōu)化，系統(tǒng)把這些內(nèi)容集為保證工

39、藝設(shè)計達(dá)到全局最優(yōu)化，系統(tǒng)把這些內(nèi)容集成在一起，進(jìn)行綜合分析，動態(tài)優(yōu)化交叉設(shè)計。成在一起，進(jìn)行綜合分析，動態(tài)優(yōu)化交叉設(shè)計。4)4)工藝知識的獲取及表示工藝知識的獲取及表示5)5)工序圖及其它文檔的自動生成。工序圖及其它文檔的自動生成。6)NC6)NC加工指令的自動生成及加工過程動態(tài)仿真。加工指令的自動生成及加工過程動態(tài)仿真。7)7)工藝數(shù)據(jù)庫的建立。工藝數(shù)據(jù)庫的建立。四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP） 交互式交互式CAPPCAPP系統(tǒng)采用人機(jī)對話的方式基于標(biāo)準(zhǔn)工步、系統(tǒng)采用人機(jī)對話的方式基于標(biāo)準(zhǔn)工步、典型工序進(jìn)行工藝設(shè)計，工藝規(guī)程的設(shè)計質(zhì)量對人的依典型工序進(jìn)行工藝設(shè)計，工藝規(guī)程的設(shè)計質(zhì)量對人的

40、依賴性很大。賴性很大。 利用成組技術(shù)將工藝設(shè)計對象按其相似性（例如，零利用成組技術(shù)將工藝設(shè)計對象按其相似性（例如，零件按其幾何形狀及工藝過程相似性；部件按其結(jié)構(gòu)功能件按其幾何形狀及工藝過程相似性；部件按其結(jié)構(gòu)功能和裝配工藝相似性等）分類成組（簇），為每一組（簇）和裝配工藝相似性等）分類成組（簇），為每一組（簇）對象設(shè)計典型工藝，并建立典型工藝庫。當(dāng)為具體對象對象設(shè)計典型工藝，并建立典型工藝庫。當(dāng)為具體對象設(shè)計工藝時，設(shè)計工藝時，CAPPCAPP系統(tǒng)按零件（部件或產(chǎn)品）信息和分系統(tǒng)按零件（部件或產(chǎn)品）信息和分類編碼檢索相應(yīng)的典型工藝，并根據(jù)具體對象的結(jié)構(gòu)和類編碼檢索相應(yīng)的典型工藝，并根據(jù)具體對象

41、的結(jié)構(gòu)和工藝要求，修改典型工藝，直至滿足實際生產(chǎn)的需要。工藝要求，修改典型工藝，直至滿足實際生產(chǎn)的需要。四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP） 是根據(jù)工藝決策邏輯與算法進(jìn)行工藝過程設(shè)計的，它是根據(jù)工藝決策邏輯與算法進(jìn)行工藝過程設(shè)計的，它是從無到有自動生成具體對象的工藝規(guī)程。是從無到有自動生成具體對象的工藝規(guī)程。 創(chuàng)成式創(chuàng)成式CAPPCAPP系統(tǒng)工藝決策時不需人工干預(yù)，因此易系統(tǒng)工藝決策時不需人工干預(yù)，因此易于保證工藝規(guī)程的一致性。但是，由于工藝決策隨制造于保證工藝規(guī)程的一致性。但是，由于工藝決策隨制造環(huán)境變化的多變性及復(fù)雜性等因素，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多環(huán)境變化的多變性及復(fù)雜性等因素，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多樣

42、的零件，實現(xiàn)創(chuàng)成式樣的零件，實現(xiàn)創(chuàng)成式CAPPCAPP系統(tǒng)非常困難。系統(tǒng)非常困難。 綜合式綜合式CAPPCAPP是將派生式、創(chuàng)成式和交互式是將派生式、創(chuàng)成式和交互式CAPPCAPP的優(yōu)點的優(yōu)點集為一體的系統(tǒng)。目前，國內(nèi)很多集為一體的系統(tǒng)。目前，國內(nèi)很多CAPPCAPP系統(tǒng)采用這類模系統(tǒng)采用這類模式。式。 CAPPCAPP專家系統(tǒng)是一種基于人工智能技術(shù)的專家系統(tǒng)是一種基于人工智能技術(shù)的CAPPCAPP系統(tǒng)，系統(tǒng)，也稱智能型也稱智能型CAPPCAPP系統(tǒng)。系統(tǒng)。 專家系統(tǒng)和創(chuàng)成式專家系統(tǒng)和創(chuàng)成式CAPPCAPP系統(tǒng)都以自動方式生成工藝系統(tǒng)都以自動方式生成工藝規(guī)程，其中創(chuàng)成式規(guī)程，其中創(chuàng)成式CAPP

43、CAPP系統(tǒng)是以邏輯算法加決策表為特系統(tǒng)是以邏輯算法加決策表為特征的，而專家系統(tǒng)則以知識庫加推理機(jī)為特征的征的，而專家系統(tǒng)則以知識庫加推理機(jī)為特征的四、計算機(jī)工藝過程設(shè)計（CAPP） CAPP CAPP 類型和設(shè)計方法很多，但從國內(nèi)的普遍情況來類型和設(shè)計方法很多，但從國內(nèi)的普遍情況來看，以派生式為基礎(chǔ)的看，以派生式為基礎(chǔ)的CAPPCAPP設(shè)計方法較為適用，其主要設(shè)計方法較為適用，其主要原因是正在開展或準(zhǔn)備推行原因是正在開展或準(zhǔn)備推行CAPPCAPP的工廠大都為幾十年以的工廠大都為幾十年以上的老廠，產(chǎn)品種類比較固定，發(fā)展方向明確，并在多上的老廠，產(chǎn)品種類比較固定，發(fā)展方向明確，并在多年的生產(chǎn)中積

44、累了一定數(shù)量的切實可行的、穩(wěn)定的產(chǎn)品年的生產(chǎn)中積累了一定數(shù)量的切實可行的、穩(wěn)定的產(chǎn)品工藝，在此基礎(chǔ)上，通過整理和完善，可制定出派生式工藝，在此基礎(chǔ)上，通過整理和完善，可制定出派生式CAPPCAPP系統(tǒng)需要的產(chǎn)品典型工藝和確定各工藝要素的規(guī)則系統(tǒng)需要的產(chǎn)品典型工藝和確定各工藝要素的規(guī)則知識。知識。 一味追求創(chuàng)成或?qū)＜蚁到y(tǒng)的方法，對企業(yè)積累的大一味追求創(chuàng)成或?qū)＜蚁到y(tǒng)的方法，對企業(yè)積累的大量的行之有效的工藝方案棄之不用，在系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)、量的行之有效的工藝方案棄之不用，在系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)、開發(fā)費用及系統(tǒng)開發(fā)的耗費時間等諸方面將會出現(xiàn)極大開發(fā)費用及系統(tǒng)開發(fā)的耗費時間等諸方面將會出現(xiàn)極大的困難，使的困難，

45、使CAPPCAPP系統(tǒng)難以見效、普及和推行，更難以實系統(tǒng)難以見效、普及和推行，更難以實現(xiàn)現(xiàn)CAPPCAPP系統(tǒng)軟件的商品化。系統(tǒng)軟件的商品化。五、CAD/CAM系統(tǒng)o 集成步驟集成步驟利用數(shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)利用數(shù)據(jù)傳遞和轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)CADCAD與與CAPPCAPP、CAMCAM集成的基集成的基本工作步驟如下：本工作步驟如下：1 1）CADCAD設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，繪制產(chǎn)品圖樣，為設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，繪制產(chǎn)品圖樣，為CAPPCAPP、CAMCAM過程過程準(zhǔn)備數(shù)據(jù)；準(zhǔn)備數(shù)據(jù)；2 2）經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成中性文件）經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成中性文件( (如如IGESIGES、STEPSTE

46、P文件文件) )3 3）CAPPCAPP系統(tǒng)讀入中性文件，并將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需格式系統(tǒng)讀入中性文件，并將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需格式后生成零件工藝過程；后生成零件工藝過程；4 4）CADCAD、CAPPCAPP系統(tǒng)生成數(shù)控編程所需數(shù)據(jù)，并按一定標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)生成數(shù)控編程所需數(shù)據(jù)，并按一定標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的中性文件；轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的中性文件；5 5）CAMCAM系統(tǒng)讀入個性文件，并將其轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)所需格式系統(tǒng)讀入個性文件，并將其轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)所需格式后生成數(shù)控程序。后生成數(shù)控程序。 這樣所形成的集成系統(tǒng)表達(dá)為這樣所形成的集成系統(tǒng)表達(dá)為CADCADCAPPCAPPCAMCAM，也可簡，也可簡寫為寫為CADCADCAMC

47、AM。五、CAD/CAM系統(tǒng) 系統(tǒng)是指為一個共同目標(biāo)組織在一起的相互聯(lián)系部分的組系統(tǒng)是指為一個共同目標(biāo)組織在一起的相互聯(lián)系部分的組合。合。一個完善的一個完善的CADCADCAMCAM系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能：系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能：1 1）快速數(shù)字計算及圖形處理能力；）快速數(shù)字計算及圖形處理能力；2 2）大量數(shù)據(jù)、知識的存儲及快速檢索、操作能力；）大量數(shù)據(jù)、知識的存儲及快速檢索、操作能力；3 3）人機(jī)交互通信的功能；）人機(jī)交互通信的功能；4 4）輸入、輸出信息及圖形的能力。）輸入、輸出信息及圖形的能力。 為實現(xiàn)這些功能，為實現(xiàn)這些功能，CADCAM系統(tǒng)應(yīng)由人、硬件、系統(tǒng)應(yīng)由人、硬件、軟件三大部分組成其中

48、電子計算機(jī)及其外圍設(shè)備稱為軟件三大部分組成其中電子計算機(jī)及其外圍設(shè)備稱為CADCAM系統(tǒng)的硬件；操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)序、應(yīng)用軟系統(tǒng)的硬件；操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)序、應(yīng)用軟件稱作件稱作CAD系統(tǒng)的軟件；不言而喻，人在系統(tǒng)的軟件；不言而喻，人在CADCAM系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用。五、CAD/CAM系統(tǒng)五、CAD/CAM系統(tǒng) CADCADCAMCAM系統(tǒng)的集成有信息集成、過程集成、功能集成，系統(tǒng)的集成有信息集成、過程集成、功能集成，目前的目前的CAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)大多都停留在信息集成基礎(chǔ)上。因系統(tǒng)大多都停留在信息集成基礎(chǔ)上。因此一般的此一般的CAD/CAMCAD/CAM集成指的是把集成指的

49、是把CADCAD、CAECAE、CAPPCAPP、CAFDCAFD、CAM CAM 等各種功能軟件有機(jī)結(jié)合在一起，用統(tǒng)一的執(zhí)行程等各種功能軟件有機(jī)結(jié)合在一起，用統(tǒng)一的執(zhí)行程序來控制和組織各功能軟件信息的提取、轉(zhuǎn)換和共享，序來控制和組織各功能軟件信息的提取、轉(zhuǎn)換和共享，從而達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)情息的暢通和系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行的目的。從而達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)情息的暢通和系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行的目的。 CADCADCAMCAM系統(tǒng)集成的關(guān)鍵是信息的交換和共享，根據(jù)信系統(tǒng)集成的關(guān)鍵是信息的交換和共享，根據(jù)信息交換方式和共享程度的不同，息交換方式和共享程度的不同，CADCADCAMCAM系統(tǒng)的集成系統(tǒng)的集成方案主要有以下方案主要有以下4 4

50、種：種：五、CAD/CAM系統(tǒng) 這是一種初級的文件傳輸?shù)募煞绞?。利用這種方這是一種初級的文件傳輸?shù)募煞绞?。利用這種方式實現(xiàn)集成時，各子系統(tǒng)都是在各自獨立的數(shù)據(jù)模式實現(xiàn)集成時，各子系統(tǒng)都是在各自獨立的數(shù)據(jù)模式下工作。式下工作。 如圖所示。當(dāng)如圖所示。當(dāng)A A系統(tǒng)需要系統(tǒng)需要B B系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時，需要系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時，需要設(shè)計一個專用的接口文件將設(shè)計一個專用的接口文件將B B系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式直接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式直接轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成A A系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，反之亦然。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，反之亦然。優(yōu)缺點：優(yōu)缺點： o 這種集成方式原理簡單，運行效率較高，這種集成方式原理簡單，運行效率較高，o 開發(fā)的專用數(shù)據(jù)接口無通用

51、性，不同的開發(fā)的專用數(shù)據(jù)接口無通用性，不同的CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)要開發(fā)不同的接口。當(dāng)其中一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)系統(tǒng)要開發(fā)不同的接口。當(dāng)其中一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，與之相關(guān)的所有接口程序都要修改。生變化時，與之相關(guān)的所有接口程序都要修改。五、CAD/CAM系統(tǒng) 這種集成方式的思路是建立一個與各子系統(tǒng)無關(guān)這種集成方式的思路是建立一個與各子系統(tǒng)無關(guān)的公共接口文件的公共接口文件( (見下圖見下圖) )，當(dāng)某一系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生，當(dāng)某一系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時只需修改此系統(tǒng)的前、后置處理程序即可。這變化時只需修改此系統(tǒng)的前、后置處理程序即可。這種集成的關(guān)鍵是建立公共的標(biāo)準(zhǔn)格式文件，日前世界種集成的關(guān)鍵是建立

52、公共的標(biāo)準(zhǔn)格式文件，日前世界上已研制出多種公共標(biāo)準(zhǔn)格式，其中典型的有上已研制出多種公共標(biāo)準(zhǔn)格式，其中典型的有IGESIGES、STEPSTEP等等 一般一般CADCADCAMCAM商用軟件都提供了它們符合標(biāo)商用軟件都提供了它們符合標(biāo)準(zhǔn)格式的前、后置處理器，故用戶不必自行開發(fā)。準(zhǔn)格式的前、后置處理器，故用戶不必自行開發(fā)。五、CAD/CAM系統(tǒng) 這是一種將這是一種將CADCAD、CAPPCAPP、CAMCAM作為一個整體來規(guī)劃和開發(fā)從而實作為一個整體來規(guī)劃和開發(fā)從而實現(xiàn)系統(tǒng)高度集成和共享的方案。下圖為現(xiàn)系統(tǒng)高度集成和共享的方案。下圖為CADCADCAPPCAPPCAMCAM集成系統(tǒng)集成系統(tǒng)框架圖。

53、從下圖可見框架圖。從下圖可見集成產(chǎn)品模型集成產(chǎn)品模型是實現(xiàn)集成的核心，統(tǒng)一是實現(xiàn)集成的核心，統(tǒng)一工工程數(shù)據(jù)庫程數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)集成的基礎(chǔ)。各功能模塊通過公共數(shù)據(jù)庫及統(tǒng)一是實現(xiàn)集成的基礎(chǔ)。各功能模塊通過公共數(shù)據(jù)庫及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換與共享，從而避免了數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換與共享，從而避免了數(shù)據(jù)文件格式的轉(zhuǎn)化，消除了數(shù)據(jù)冗余，保證了數(shù)據(jù)一致性、安全性和可格式的轉(zhuǎn)化，消除了數(shù)據(jù)冗余，保證了數(shù)據(jù)一致性、安全性和可靠性?？啃?。五、CAD/CAM系統(tǒng) PDMPDM技術(shù)是以產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理為核心，通過計算機(jī)網(wǎng)技術(shù)是以產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理為核心，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過程中

54、所有與產(chǎn)品相關(guān)的絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，把企業(yè)生產(chǎn)過程中所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程集成管理的技術(shù)；與產(chǎn)品相關(guān)的信息包括開信息和過程集成管理的技術(shù)；與產(chǎn)品相關(guān)的信息包括開發(fā)計劃、產(chǎn)品模型、工程圖樣、技術(shù)規(guī)范、工藝文件、發(fā)計劃、產(chǎn)品模型、工程圖樣、技術(shù)規(guī)范、工藝文件、數(shù)控代碼等，與產(chǎn)品相關(guān)的過程包括設(shè)計、加工制造、數(shù)控代碼等，與產(chǎn)品相關(guān)的過程包括設(shè)計、加工制造、計劃調(diào)度、裝配、檢測等工作流程及過程處理程序。計劃調(diào)度、裝配、檢測等工作流程及過程處理程序。 基于基于PDMPDM的系統(tǒng)集成是指集數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)通信能的系統(tǒng)集成是指集數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)通信能力和過程控制能力于一體，將多種功能軟件集成在一個力和過程控

55、制能力于一體，將多種功能軟件集成在一個統(tǒng)一平臺上，它不僅能實現(xiàn)分布式環(huán)境中產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)統(tǒng)一平臺上，它不僅能實現(xiàn)分布式環(huán)境中產(chǎn)品數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，同時還能為人與系統(tǒng)的集成及并行工程的實施一管理，同時還能為人與系統(tǒng)的集成及并行工程的實施提供支持環(huán)境，它可以保證正確的信息，在正確的時刻提供支持環(huán)境，它可以保證正確的信息，在正確的時刻傳遞給正確的人。傳遞給正確的人。五、CAD/CAM系統(tǒng)五、CAD/CAM系統(tǒng) 上圖為基于上圖為基于PDMPDM的集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。其中系統(tǒng)集成的集成系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。其中系統(tǒng)集成層即層即PDMPDM核心層向上提供核心層向上提供CADCADCAPPCAPPCAMCAM的集成平臺，

56、的集成平臺，把與產(chǎn)品有關(guān)的信息集成管理起來；向下提供對異構(gòu)網(wǎng)把與產(chǎn)品有關(guān)的信息集成管理起來；向下提供對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨平臺信輸與分布處絡(luò)和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨平臺信輸與分布處理。理。 由上圖可見，由上圖可見，PDMPDM可在更大程度和范圍內(nèi)實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)可在更大程度和范圍內(nèi)實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)信息共享。信息共享。五、CAD/CAM系統(tǒng)oCAD/CAMCAD/CAM系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 CADCADCAMCAM系統(tǒng)由一系列的系統(tǒng)由一系列的硬件硬件和和軟件軟件組成。組成。 硬件硬件主要指計算機(jī)及各種配套設(shè)備，如各種檔次的主要指計算機(jī)及各種配套設(shè)備，如各種檔次的計算機(jī)、打印機(jī)、計算機(jī)

57、、打印機(jī)、繪圖機(jī)繪圖機(jī)等，廣義上說，硬件還應(yīng)包括用于數(shù)控加工的各種機(jī)械設(shè)等，廣義上說，硬件還應(yīng)包括用于數(shù)控加工的各種機(jī)械設(shè)備等。備等。 軟件軟件一般包括一般包括系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件等。下圖即為等。下圖即為CADCADCAMCAM系統(tǒng)組成簡圖系統(tǒng)組成簡圖。五、CAD/CAM系統(tǒng)o CADCADCAMCAM系統(tǒng)的基本功能系統(tǒng)的基本功能 比較完善的比較完善的CADCADCAMCAM系統(tǒng)，應(yīng)該能夠基本完成從產(chǎn)系統(tǒng)，應(yīng)該能夠基本完成從產(chǎn)品設(shè)計到制造全過程中的各項工作一般來說品設(shè)計到制造全過程中的各項工作一般來說CADCADCAMCAM系統(tǒng)應(yīng)具有如下主要功能；系統(tǒng)應(yīng)具有

58、如下主要功能； 1 1） 交互圖形輸入及輸出功能交互圖形輸入及輸出功能 用于基本的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)用于基本的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計等任務(wù)。設(shè)計等任務(wù)。 2 2）幾何建模功能幾何建模功能 包括實體建模、線框建模及自由包括實體建模、線框建模及自由曲面建模等，它是曲面建模等，它是CADCADCAMCAM系統(tǒng)幾何處理的核心，提系統(tǒng)幾何處理的核心，提供有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計的各種數(shù)據(jù)，是后續(xù)作業(yè)處理的基礎(chǔ)。供有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計的各種數(shù)據(jù)，是后續(xù)作業(yè)處理的基礎(chǔ)。 3) 3) 物性計算及工程分析功能物性計算及工程分析功能 根據(jù)幾何建模的基本參根據(jù)幾何建模的基本參數(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行工程分析和數(shù)值計算其中最常用的是數(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行工程分析和數(shù)值計算其

59、中最常用的是有限元分析和優(yōu)化處理功能。有限元分析和優(yōu)化處理功能。 4)4)處理數(shù)控加工信息的功能處理數(shù)控加工信息的功能 用于自動編程、動態(tài)仿真用于自動編程、動態(tài)仿真及多坐標(biāo)數(shù)控加工控制等。及多坐標(biāo)數(shù)控加工控制等。 5)5)數(shù)據(jù)管理功能數(shù)據(jù)管理功能 用于處理產(chǎn)品設(shè)計過程中的全部信息，用于處理產(chǎn)品設(shè)計過程中的全部信息，實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)信息的共享。實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)信息的共享。五、CAD/CAM系統(tǒng) 由于由于CADCADCAMCAM系統(tǒng)投資相對較大，如何科學(xué)、合理系統(tǒng)投資相對較大，如何科學(xué)、合理地選擇適合本企業(yè)的系統(tǒng)，必須經(jīng)過詳細(xì)的考查與分析。地選擇適合本企業(yè)的系統(tǒng)，必須經(jīng)過詳細(xì)的考查與分析。一般要考慮的問題

60、如下：一般要考慮的問題如下： 1)1)根據(jù)本企業(yè)的特點、規(guī)模、追求目標(biāo)及發(fā)展趨勢根據(jù)本企業(yè)的特點、規(guī)模、追求目標(biāo)及發(fā)展趨勢等因素，確定應(yīng)具有的系統(tǒng)功能。等因素，確定應(yīng)具有的系統(tǒng)功能。 2)2)從整個產(chǎn)品設(shè)計周期中各個進(jìn)程的工作要求出從整個產(chǎn)品設(shè)計周期中各個進(jìn)程的工作要求出發(fā)考核擬選用的系統(tǒng)各模塊的功能，包括具開放性和發(fā)考核擬選用的系統(tǒng)各模塊的功能，包括具開放性和集成性等待特點。然后根據(jù)性能價格比選擇合適的硬件集成性等待特點。然后根據(jù)性能價格比選擇合適的硬件環(huán)境與軟件環(huán)境。環(huán)境與軟件環(huán)境。 3)3)考慮如何使用、管理該系統(tǒng)，使其發(fā)揮應(yīng)有的作考慮如何使用、管理該系統(tǒng)，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，真正為企業(yè)創(chuàng)造良好的效益。