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02 第二章 CADCAM系统.pptx

页数:41页文件大小:2.12 MB来源: CADCAM技术基础ppt课件

本课件讲解CAD/CAM系统的硬件与软件组成、按主机与软件规模的分类方式,说明输入、输出与存储设备的选型指标,归纳系统与软硬件选用原则,并逐一介绍Pro/Engineer、UG、SolidWorks、CATIA、AutoCAD、CAXA等典型软件。

第2章 CAD/CAM 系统章首页,标示本章围绕系统组成、典型硬件软件与设计原则展开
第2章内容导览页,列出组成与分类、典型硬件软件系统、设计原则与软件简介四项内容
CAD/CAM系统组成框图,展示硬件系统的输入输出存储计算设备与软件系统的支撑应用软件
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第1页:第2章CAD/CAM系统

第2章 CAD/CAM系统

第2页:第2章内容导览

第2章 CAD/CAM系统

  • 组成与分类
  • 系统的典型硬件
  • 软件系统
  • 系统的设计原则
  • 典型CAD/CAM软件系统简介

第3页:CAD/CAM系统的组成

1.1 CAD/CAM系统的组成

硬件系统
计算设备、输入设备、输出设备、存储设备、生产设备
软件系统
系统软件、支撑软件、应用软件

第4页:按主机类型的系统分类

2. CAD/CAM系统的分类:1. 根据计算机硬件及信息处理方式

  • a) 以大型计算机或小型计算机为主机的系统

第5页:工作站或微机为主机的系统

  • b) 由工程工作站或微型计算机为主机的系统:计算机系统外接显示终端、图文输出设备、外部存储设备、输入系统、生产设备控制接口与生产设备,由操作者进行操作

第6页:按软件规模与联网方式分类

2. 根据支撑软件规模的大小

  • a) CAD系统
  • b) CAM系统
  • c) CAD/CAM集成系统

3. 根据是否使用计算机网络

  • a) 单机系统
  • b) 网络化系统

第7页:CAD/CAM硬件系统构成

2. 硬件系统:由计算机系统主机连接输入设备、输出设备与生产设备构成。

第8页:计算机系统的性能指标

1. 计算机系统:速度与容量

  1. 基本配置
  2. 主频
  3. 内存大小与存取周期
  4. 外存大小与速度
  5. 显示器分辨率与色彩

第9页:CAD/CAM系统的输入设备

2.2 输入设备

  1. 键盘
  2. 鼠标(机械鼠标、光电鼠标)
  3. 数字化仪
  4. 扫描仪
  5. 数据手套

第10页:输出设备与绘图机指标

2.3 输出设备

  1. 打印机:针式、喷墨、激光、静电等
  2. 图形显示器
  3. 绘图机

自动绘图机的主要技术指标:

  • a) 速度:12~48 m/min
  • b) 步距:0.01~0.1 mm
  • c) 精度:静态精度、重复精度、零位精度
  • d) 幅面大小
  • e) 其它

第11页:立体显示器

立体显示器:用于呈现三维立体影像的图形显示输出设备。

第12页:软件系统总体构成

3. 软件系统:以操作系统(OS)为基础,由系统软件、支撑软件与应用软件构成。

第13页:系统软件的组成

3.1 系统软件:使用、管理、控制计算机运行的程序集合。

  • 操作系统:硬件资源管理、任务队列管理、定时分时系统、基本数学计算、例行事务管理与错误诊断纠正
  • 编程语言系统:源代码编辑、语法检查、编译、连接、运行、程序库与函数
  • 网络通讯与管理:网络协议管理、网络资源管理、网络任务管理、网络安全浏览工具

第14页:机械CAD/CAM支撑软件

3.2 机械CAD/CAM支撑软件:为某一应用领域的用户提供工具或开发环境。

机械CAD/CAM支撑软件分类与代表产品
类别代表软件
基本图形资源与自动绘图AutoCAD
几何造型Pro/E、Unigraphics、CATIA、SolidWorks
工程分析与计算ANSYS、NASTRAN、COSMOS
仿真与模拟DelCAM、TecnoMatrix
专用设备控制程序生成MasterCAM、EdgeCAM
集成与管理ORACLE、SYBASE

第15页:应用软件的类型

3.3 应用软件:为解决某类实际问题而开发的程序系统。

  • 专用计算与算法软件
  • 专用图形生成软件
  • 专用数据库
  • 专用设备接口与控制程序

第16页:系统设计的总体原则

4. 系统设计原则:系统硬件设备及系统软件和支撑软件的选择、匹配和相关的二次开发的制定等。

总体原则:

  • a) 实用化原则
  • b) 适度先进性原则
  • c) 系统性原则
  • d) 整体设计与分步实施原则

第17页:硬件设备的选用原则

4.2 硬件设备的选用原则

  • a) 系统功能与能力
  • b) 系统的开放性与可移植性
  • c) 系统升级扩展能力
  • d) 良好的性能价格比
  • e) 系统的可靠性、可维护性与服务质量

第18页:软件选用原则

4.3 软件选用原则

  • a) 系统功能与能力配置
  • b) 软件性能价格比
  • c) 与硬件匹配性
  • d) 二次开发能力与环境
  • e) 开放性
  • f) 可靠性

第19页:典型CAD/CAM软件一览

典型CAD/CAM软件系统与供应商
网址公司产品
http://www.PTC.comPTC(美)Pro/ENGINEER
http://www.SDRC.comSDRC(美)I-DEAS
http://www.catia.comDassault(法)CATIA
http://www.ug.eds.comEDS(美)UNIGRAPHICS
http://www.solidworks.comSolidWorks(美)SolidWorks
http://www.cimatron.comCimatron(以色列)Cimatron
http://www.mastercam.comCNC software(美)MasterCAM
http://www.autodesk.comAutodesk(美)AutoCAD

注:源文件公司名「SokidWorks」按标准名称修正为「SolidWorks」。

第20页:Pro/Engineer概述

5.1 Pro/Engineer:美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation,PTC)。

PTC 公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念,改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念,已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发的第三代产品 Pro/Engineer 能将设计至生产全过程集成到一起,让所有用户同时进行同一产品的设计制造工作,实现并行工程。

第21页:Pro/Engineer应用领域

该软件的应用领域主要针对产品的三维实体模型建立、三维实体零件的加工以及设计产品的有限元分析。

Pro/Engineer 2000i2 新增柔性工程技术:

  • 可视化检查(Visual Search)
  • 行为建模技术(Behavior Modeling)
  • 形状索引(Shape Indexing)
  • 特征灵活性(Feature Agility)
  • CDRE 渲染(CDRE Rendering)
  • 疲劳预测(Fatigue Prediction)

→ 优化设计及产品的创新 → 提高设计效率。

第22页:Pro/Engineer参数化造型

参数化特性造型是 Pro/Engineer 的主要功能,贯穿整个系统,包括特征、曲面、曲线以及线框模型等,并已应用到工程设计的各个模块,如绘图、工程分析、数控编程、布线设计和概念设计等。

第23页:Pro/Engineer功能模块

Pro/Engineer 功能模块
模块功能
Pro/Engineer系统基本部分
Pro/ASSEMBLY装配
Pro/CABLINGCAD 电缆布线功能
Pro/DEVELOP二次开发
Pro/DRAFT绘图
Pro/DETAIL生成工程图
Pro/DESIGN设计大型及复杂的顺序组件
Pro/MOLDESIGN设计模具部件和模板组装
Pro/MANUFACTURING刀具路径
Pro/NC-CHECK数控程序检查
Pro/SURFACE曲面造型
Pro/FEATURE特征造型

第24页:Pro/Engineer主要功能

主要功能

  1. 真正的全相关性,任何地方的修改都会自动反映到所有相关地方
  2. 真正管理并发进程、实现并行工程的能力
  3. 强大装配功能,能始终保持设计者的设计意图
  4. 容易使用,可以极大地提高设计效率

Pro/Engineer 系统用户界面简洁,概念清晰,符合工程人员的设计思想与习惯;整个系统建立在统一的数据库上,具有完整而统一的模型;系统建立在工作站上,独立于硬件,便于移植。

第25页:Pro/Engineer(配图页)

5.1 Pro/Engineer:本页源文件仅保留小节标题,配图(软件界面或应用实例)内容建议对照原课件图片补充。

第26页:Unigraphics概述

5.2 Unigraphics:美国 EDS 公司的拳头产品,首次突破传统CAD/CAM模式,为用户提供全面的产品建模系统。UG 中优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起,被大多数CAD/CAM软件厂商所采用。

  • UG 最早应用于美国麦道飞机公司,从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来
  • 90年代初,美国通用汽车公司选中UG作为全公司的CAD/CAE/CAM/CIM主导系统

第27页:UG的复合建模技术

UG 以 Parasolid 几何造型核心为基础,采用基于约束的特征建模技术和传统几何建模为一体的复合建模技术。三维实体造型时几何和尺寸约束在造型过程中被捕捉,生成的几何体总是完全约束的,约束类型是3D的,可用于控制参数曲面。

在基于约束的造型环境中支持布尔运算、扫描、曲面缝合等传统造型方法。

第28页:UG的数据库与数控加工

UG 具有统一的数据库,实现CAD、CAE、CAM之间无数据交换的自由转换,实现2~2.5轴、3~5轴联动的复杂曲面加工和镗铣加工,是业界最具代表性的数控软件,提供车、铣、线切割等完善的刀具轨迹生成方法。

  • 应用领域:工业设计、三维、二维、装配、模具、布线
  • 集成模块:NASTRAN、CAD、CAE、CAM、PDM(IMAN)

第29页:Unigraphics(配图页)

5.2 Unigraphics:本页源文件仅保留小节标题,配图(软件界面或应用实例)内容建议对照原课件图片补充。

第30页:SolidWorks概述

5.3 SolidWorks:美国 SolidWorks 公司基于 Windows 的机械设计软件,提倡“基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统”,以 Windows 为平台、以 SolidWorks 为核心集成结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等应用。

  • CAMWORKS 模块 → 数控加工的 G 代码、M 指令
  • COSMOS → 工程分析(SW2003、COSMOSXpress)

第31页:SolidWorks的功能特点

SolidWorks 是微机版参数化特征造型软件,具有功能相当强大的三维造型能力,用户界面更友好,运行环境更大众化。

  1. 十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图
  2. 支持各种运算功能,可进行实时的全相关性的参数化尺寸驱动
  3. 碰撞检查、智能装配、动态运动模拟

该软件可应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中,价位适中。

第32页:SolidWorks(配图页)

5.3 SolidWorks:本页源文件仅保留小节标题,配图(软件界面或应用实例)内容建议对照原课件图片补充。

第33页:Cimatron系统

5.4 Cimatron:以色列 Cimatron 公司的 CAD/CAM/PDM 产品,是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM全功能的系统,提供灵活的用户界面、优良的三维造型与工程绘图、全面的数控加工、通用与专用数据接口以及集成化的产品数据管理。

  • 自80年代进入市场以来,在国际模具制造业备受欢迎
  • 用户覆盖机械、铁路、科研、教育等领域

第34页:Cimatron(配图页)

5.4 Cimatron:本页源文件仅保留小节标题,配图(软件界面或应用实例)内容建议对照原课件图片补充。

第35页:AutoCAD与Autodesk

5.5 AutoCAD:Autodesk 公司的主导产品。目前该公司是CAD/CAE/CAM工业领域拥有全球用户量最多的软件供应商,也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。

产品广泛应用于机械设计、建筑设计、影视制作、视频游戏开发以及Web网的数据开发等领域。

第36页:AutoCAD的功能与二次开发

AutoCAD 是当今最流行的二维绘图软件,在二维绘图领域拥有广泛的用户群,具有强大的二维功能,如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等,同时有部分三维功能。

  • 二次开发工具:AutoLISP、ADS、ARX
  • 在机械、建筑、电子等领域,开发商已在AutoCAD基础上开发出许多符合实际应用的软件

第37页:CATIA系统特点

5.6 CATIA:法国 Dassault Systems 公司(后被 IBM 公司收购)的全面 CAD/CAM/CAE/PDM 应用系统。

  • 独特的装配草图生成工具,支持欠约束的装配草图绘制以及装配图中各零件之间的连接定义
  • 可进行快速的概念设计,支持参数化造型和布尔操作等造型手段
  • 支持绘图与数控加工的双向数据关联
  • 很强的曲面造型功能,可进行有限元分析
  • 能够进行四维空间的观察,模拟观察者进入零件内部观察零件、模拟真人装配

第38页:CATIA(配图页)

5.6 CATIA:本页源文件仅保留小节标题,配图(软件界面或应用实例)内容建议对照原课件图片补充。

第39页:CATIA(配图页续)

5.6 CATIA(续):本页源文件仅保留小节标题,配图(软件界面或应用实例)内容建议对照原课件图片补充。

第40页:CAXA系列软件

5.7 CAXA:系列化的 CAD、CAPP、CAM、DNC、PDM 等 PLM 软件产品和解决方案,覆盖制造业信息化设计、工艺、制造和管理四大领域,应用于制造装备、电子电器、汽车零部件、军工、教育等行业;荣获“中国制造业信息化工程十大优秀供应商”等荣誉。至2007年累计销售正版软件超过25万套。

产品方案:

  1. 设计制造CAD/CAM:电子图版、实体设计、制造工程师(CAM)、线切割
  2. 产品数据管理 PDM
  3. 工艺规划:工艺图表(CAPP)、工艺汇总表(BOM)
  4. 制造过程管理:生产计划和生产过程管理
  5. 网络 DNC

第41页:第2章思考题

思考题

  1. CAD/CAM系统的基本组成
  2. 设计CAD/CAM系统时,选择计算机主要考虑哪些性能指标?
  3. 简要分析CAD/CAM支撑软件的基本组成及其代表性软件
  4. 设计CAD/CAM系统时应考虑哪些问题?
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