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1、CAD/CAM技术引论,徐雷 1 March 2008,徐 雷 13060050587 85405303(O) QQ：529423486 E-MAIL：,CONTACT WAYS,Topics,主要内容 上课方式 课程要求 参考书目,“计算机辅助设计与制造”课程体系,参考书目,机械数字化设计新技术。阎楚良 杨云飞。机械工业出版社，2007年。 Computer Integrated manufacturing. James A.Regh &Henry W.Kraebber.机械工业出版社。2003 虚拟设计。陈定方，罗亚波。机械工业出版社。 21世纪制造，Paul Kenneth Wright
2、.清华大学出版社,主要内容,CAD/CAM发展历程与制造业信息化 产品开发与CAD/CAM技术 CAD/CAM的单元技术与集成 CAD/CAM系统工作过程 产品数据交换 发展概况与趋势,市场竞争的演变,产品复杂性不断增加 生命周期不断缩短 设计风险和各种不确定因素增加 产品设计更多考虑环境和设计需求,CAD/CAM技术的发展,20世纪50年代：准备和酝酿阶段 20世纪60年代：初步应用阶段 20世纪70年代：CAD/CAM技术广泛使用 20世纪80年代: CAD/CAM技术发展迅速 20世纪90年代：微机化、标准化、集成化发展,20世纪50年代：准备和酝酿阶段,关键问题：解决计算机中的图形显示
3、、编辑和输出问题 MIT的WhirlwindI图形显示器，calcomp的滚筒绘图仪等 CAM：数字控制进行机械加工的思想 John T. Parsons提出用脉冲信号控制坐标镗床 Parsons+MIT: APT, 三坐标铣床的改造 1953年， MIT推出APTI 1958年，我国第一台三坐标数控铣床研制成功 1958年， Keany & Trecker研制出加工中心。 1959年， 数控机床中采用晶体管和印刷电路板,20世纪60年代：初步应用阶段,CAD: 交互设计的思想 1962年，Ivan.E.Sutherland 的SketchPad-一个人机通信的图形系统。 60年代中期，MIT
4、 , GM, BELL, LOCKHEED- CADDAM， GRAPHICI CAM: APT技术研究 CAPP: 挪威的AUTOPROS 我国的数控技术 1965年，小规模集成电路-第三代数控 1967年，FMS,20世纪70年代：CAD/CAM技术广泛使用,CAD: 软硬件都进入了商品化 Turnkey system Intel- 微处理器 CAM: 基于小型机的第四代数控机床 微处理器为核心的第五代数控机床-CNC CIM概念的提出 CAM-I推出CAM-IS Automated process planning 1979 , IGES,20世纪80年代: CAD/CAM技术发展迅速,
5、CAD：pc和工作站 曲面造型与实体造型 1982年， Autocad 1988年， Pro/E CAM:我国数控产品商业化 研究重点：单元技术集成 STEP 1981年，AMRF 日本富士通提出FA (Factory Automation) 我国的863计划 87年，RPM,20世纪90年代：微机化、标准化、集成化发展,CAD: PC+WINDOWS, 工作站+unix CAM:全pc开放式体系结构的数控平台 1993年，CASA/SME（美国制造工程师协会/计算机与自动化专业学会）推出新的制造企业结构模型 国内CAD/CAM软件开发情况 “甩图版” Lehigh university 敏捷
6、制造 下一代制造和DM,什么是制造业信息化？,概念,制造业信息化是将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合并应用到企业产品生命周期（Life-Cycle）全过程和企业运行管理的各个环节，从而提高企业市场竞争能力的过程。,特征 制造依据数字化 制造过程数控化,产品开发周期,产品开发与CAD/CAM技术,产品开发的主要环节 产品构思 概念表达 结构设计 性能分析 工艺编制 设计结果 应用CAD/CAM技术的可能性 阶段性 复杂性 依存性,产品设计与CAD技术,CAD/CAM单元技术,CAD定义,CAD/CAM单元技术与集成,CAE: 以计算机强大的数字计算功能进行产品性能分析计算的学科，是产品设计
7、过程中的重要环节。CAE是以计算力学为基础，以计算机仿真模拟为手段的工程分析技术。人们通常将CAE归入广义的CAD功能中，作为实现产品性能分析与优化设计的主要支持模型。 有限元法FEM与网格自动生成。 优化设计，即研究用参数优化法进行方案优选。 三维运动机构的分析和仿真。,CAD/CAM单元技术与集成,CAPP,CAD/CAM单元技术与集成,CAM,CAD/CAM单元技术与集成,集成的必要性 ISLAND TECHNOLOGY 信息传递和转换 集成系统：统一界面风格、统一数据结构、统一操作方式的工程设计环境 集成目的 集成系统的发展,CAD/CAM系统的工作过程与主要任务,CAD/CAM系统的
8、工作过程与主要任务,主要任务 几何造型 计算分析 工程绘图 优化设计 工艺规划 数控功能 模拟仿真 机器人 MRPII, ERP,CAD/CAM系统的硬件与软件,系统结构 工作站 服务器：专门为所有工作站提供服务。 外设 数控机床和机器人,CAD/CAM系统的硬件与软件,硬件要求 计算速度 观察复杂模型 打开设计模型 更新复杂设计 有限元分析 机构运动模拟 文件交换 存储能力 图形图像加速能力、信息采集、网络通信等。,CAD/CAM系统的硬件与软件,软件 操作系统 支撑软件 应用软件,CAD/CAM系统的硬件与软件,常用软件 绘图软件：Autocad, Integraph, 开目CAD，中科院
9、PICAD，GHMDS，华中理工CADTool。 CAD支撑软件：Pro/e, I-Dears, UGII, SOLIDWORKS 有限元结构分析软件：NASTRAN, ANSYS, ADAMS. 其他应用软件：MRP-II软件，工程图纸设计与管理系统，模具设计，机器人模拟。,产品数据交换,必要性 根据操作环境的不同，数据交换类型 不同操作系统软件之间的交换 同种操作系统中不同软件的交换 同种软件之间的数据交换 数据性质不同，数据交换的类型 三维模型数据之间的交换 二维矢量图形之间的交换 光栅图像之间的交换,产品数据交换,不同操作系统之间的数据交换 中性的数据交换文件 ftp ftp.some
10、ftpserver User:loginname Password:* ftpbin ftpcd somedir ftpget somefile ftpbye,产品数据交换,三维数据模型之间的交换 IGES STEP SET ACIS(扩展名SAT) VRML,产品数据交换,二维矢量图形之间的交换 DWF DXF WMF PostScript(扩展名EPS) 光栅图像之间的交换,CAD/CAM技术应用成效,对于企业经济发展战略的作用, 步入市场经济大门 增盈扭亏 发展品种、质量、效益的科技生产力 企业信息化源头 . . . . . .,现代企业经营管理的基本要素,*M市场开拓 T时间周期 Q质
11、量保证 C成本效益 S维修服务 R企业再造,推广CAD/CAM 产生的效果,企业竞争力 产品开发能力 生产周期 工作质量 技术水平 节支增效 生产效率 标准化,CAD/CAM集成化系统,CAD产品设计 CAE工程分析 CAM生产制造 CIM集成管理,企业推广CAD/CAM功效图,* Market推动企业转向市场经济；Time缩短设计周期，提高新产品开发能力； Quality改进产品性能，提高产品质量；Cost降低成本，提高效率，提高增值能力； Service加强产品售前售后服务；Reengineering企业生产流程，组织结构和管理模式的变革。,CAD技术的发展趋势,发展趋势 集成化 网络化 智能化 标准化 虚拟化 综合化 面向产品全生命周期的数字化,
