李UG毕业设计

3 CAD/CAM集成技术

所谓计算机信息集成，是指不同计算机及其功能模块之间的信息自动交换与共享，其目的是最大限度地减少数据的反复人工输入与输出，减少失误，提高工作效率，保证信息的正确性和一致性。因此，集成化地使用计算机，实现信息共享，也是当代计算机应用的基本理念。

自20世纪60年代开始，CAD、CAPP、CAM技术就各自独立地发展，国内外研究开发了一批性能优良，相互独立的商品化的CAD、CAPP、CAM系统。这些独立的系统分别在产品设计自动化、工艺规程设计自动化和数控编程自动化方面起到了重要的作用。采用这些系统，无疑使企业生产提高了效率，缩短了产品的设计制造周期，使企业能够以比过去更快的速度更新自己的产品和响应市场的需求。然而，这些各自独立的系统不能实现系统之间信息的制动传递和交换。例如CAD系统的设计结果不能直接为CAPP所接受，在进行CAPP作业时，仍然需要设计者将CAD输出的图样文件转换成CAPP系统所需要的数据信息进行输入，这不仅影响了设计效率的提高，而且认为的转换免不了发生错误。因而，所着计算机辅助技术日益广泛的应用，人们很快地认识到，只有当CAD系统一次性输入的信息可为后续环节（如CAPP、CAM）直接应用，才能够获得最大的经济效益。为此人们提出了CAD/CAPP/CAM集成的概念，并首先致力于CAD、CAPP、和CAM系统之间数据自动传递与转换的研究，以便将其集成起来。目前，这一技术

已达到实用化水平。

CAD/CAM集成实质上是指在CAD、CAM各模块之间形成相关信息的自动传递与转换。

集成的CAD/CAM系统借助于公共的工程数据库、网络通讯技术以及标准格式的中性文件接口，把分散于机型各异的计算机中的CAD/CAM模块高效地集成起来，实现软、硬件资源共享，保证系统内信息的流动畅通无阻。

随着信息技术的不断发展，为使计算机辅助技术给企业带来更大的效益，人们又提出了要将企业内所分散的信息系统进行集成，不仅包含生产信息，还包括生产管理过程所需的全部信息，从而构成一个计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System，简称CIMS），而CAD/CAM集成技术则是计算机集成制造系统的一项核心技术。

计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）技术是设计人员和组织产品制造的工艺技术人员在计算机系统的辅助之下，根据产品的设计和制造程序进行设计和制造的一项新技术，是传统技术与计算机技术的结合。

设计人员通过人－机交互操作方式进行产品设计构思和论证，产品总体设计，技术设计，零部件设计，有关零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和零件加工信息（工程图纸或数控加工信息等）的输出，以及技术文档和有关技术报告的编制。

而工艺设计人员则可以根据CAD过程提供的信息和CAM系统的功

能，进行零部件加工工艺路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过程的信息。

CAD/CAM技术产生于20世纪50年代末、60年代初，高速发展于20世纪80-90年代。自80年代初以来，计算机的应用日益广泛，几乎深入到生产过程的全部领域，并形成了许多计算机辅助的分散系统。

仅在制造业的产品设计与制造过程中就出现了如下分散系统：CAD、CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程分析）、CAPP（Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺过程设计）、CAM、CAQ（Computer Aided Quality，计算机辅助质量管理）、CAFD（Computer Aided Fixture Design，计算机辅助夹具设计）等。

这些独立的分散系统分别在产品设计自动化、工艺过程设计自动化和数控编程自动化等方面起到了重要的作用。但是，采用这些各自独立的分散系统不能实现系统之间信息的自动传递和交换。

例如，一个分散的CAD系统设计的结果既不能直接为CAPP系统接受，有关几何建模的技术信息也无法直接传递给一个独立的CAM系统，从而降低了计算机在产品设计和制造过程中的使用效率。为此，提出了CAD/CAPP/CAM集成的概念，进而产生了一批基于CAD/CAPP/CAM集成化的计算机辅助设计与制造商品软件，其中以美国的Unigraphics（简称UG）软件最具代表性。目前UG软件已经在汽车、航空航天、机械制造等领域得到越来越广泛的应用。

利用数据传递和转换技术实现CAD与CAPP、CAM集成的基本工作

步骤如下：

① CAD设计产品结构、绘制产品图样，为CAPP、CAM过程准备数据；

② 经数据转换接口，将产品数据转换成中性文件(如IGES、STEP文件)；

③ CAPP系统读人中性文件，并将其转换为系统所需格式后生成零件工艺过程；

④ CAD、CAPP系统生成数控编程所需数据，并按一定标准转换成相应的中性文件；

⑤ CAM系统读人中件文件，并将其转换为本系统所需格式后生成树控程序。这样所形成的集成系统表达为CAD/CAPP/CAM，也可简写为CAD/CAM。

随着信息技术的不断发展，为使企业产生更大效益，又有人提出要把企业内所有的分散系统集成。这一设想不仅包括生产信息，也包括生产管理过程所需全部信息，从而构成一个计算机集成的制造系统(CIMS—Computer Integrated Manufacturing System)。计算机集成制造系统的核心技术是CAD／CAM技术。