CAD/CAM技术概述:从设计到制造的计算机辅助流程

1 下载量 164 浏览量 更新于2024-06-27 收藏 1.55MB PPT 举报
"第1章CADCAM概述(计算机辅助设计与制造)的PPT内容主要涵盖了CAD/CAM的基本术语、系统工作过程、发展历程、应用、集成技术以及新发展,同时也强调了CAPP和CIMS等相关技术,并指出CAD/CAM在现代制造中的重要角色和传统设计方法的局限性。" 在计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)领域,这一章首先介绍了CAD/CAM的基本概念。CAD(计算机辅助设计)是指设计师利用计算机进行产品设计,包括草图绘制、零件和装配设计以及工程分析,目的是提高设计质量、缩短开发周期并降低成本。CAPP(计算机辅助工艺过程设计)则涉及工艺人员使用计算机来制定加工方法和方案,如选择加工方式、确定工艺路线等。而CAM(计算机辅助制造)涵盖了从生产准备到产品制造的所有活动,如数控编程、生产计划、过程控制和质量检测。 本课程的特点在于其涵盖的学科广泛,需要大量的上机实践,尽管学时较少,但考核方式严格,包括考勤、上机练习和上机考试。对于学习者来说,需要掌握CAD/CAM的概念、基本术语、系统工作过程及其基本功能,并了解相关技术的发展概况和应用效益。此外,还应了解CAM技术、CAPP技术的发展,以及CAD/CAM的集成技术和新发展,如CIMS(计算机集成制造系统)的基础知识。 现代制造的理念已经扩展到产品全生命周期的管理,从设计、生产到废弃的每一个环节。传统手工设计方法的不足之处在于设计周期长、效率低下,难以找到最优解决方案,且设计质量不稳定。CAD/CAM系统的应用能够克服这些局限,通过数值计算、数据管理和图形绘制等功能,支持创新思维,实现高效、精确的设计和制造。 学习CAD/CAM技术,不仅需要理解其基本术语,还要熟悉相关技术支持,如数据结构、数据库技术、高级语言编程、计算机图形学、有限元分析、优化设计和数控技术。通过深入学习和实践,可以掌握如何在实际工作中运用这些技术,提高制造流程的效率和质量。同时,了解CAD/CAM技术对制造业的影响,如降低生产成本、提升产品质量、缩短市场响应时间,是理解这一领域价值的关键。
2023-05-26 上传
教学提示:CAD/CAM系统是以计算机硬件为基础,系统软件和支撑软件为主体,应用软件为核心组成的面向工程设计问题的信息处理系统。从广义上来讲,CAD/CAM相关的硬件、软件以及人都可以作为CAD/CAM系统的组成部分。CAD/CAM系统的组成主要讨论其软硬件组成、分类以及人在CAD/CAM系统中的地位和作用。 主要内容:CAD系统的硬件组成、CAD系统的软件组成以及CAD系统的分类等。 第1页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第1页。 2.1 硬件组成 硬件是CAD/CAM系统运行的物质基础。 主要包括: 计算机主机 输入设备 输出设备 存储器 生产设备以及计算机网络等 CAD系统的基本硬件构成如图2.1所示。 第2页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第2页。 图2.1 CAD系统的基本硬件构成 第3页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第3页。 2.1.1 计算机主机 计算机主机主要由中央处理器和内存储器组成。 1. 中央处理器 运算器和控制器集成在一块芯片上,合称中央处理机(Central Processing Unit,CPU)。CPU的性能决定着计算机的数据处理能力、运算精度和速度。 第4页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第4页。 2. 内存储器 内存储器,又称主存储器,用于存储CPU当前正在处理的部分程序和数据。根据存储信息的方式内存储器可以分为随机存储器 (Random Acces Memory,RAM)和只读存储器(Read only Memory,ROM)。 第5页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第5页。 2.1.2 外存储器 外存储器主要用来永久存储,并在计算机运行过程中存放一些暂时不用的数据和程序等。通常来说,外存储器的容量相对内存储器要大一些。外存储器可以是磁带、磁盘和光盘。 第6页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第6页。 1. 磁盘 常用的磁盘有软盘和硬盘等。 软盘:已经基本淘汰。 硬盘:普遍采用,大容量,随机存储。 移动硬盘和U盘发展很快。 2. 光盘 利用激光进行读写,大容量存储,信息保存时间长,成本低廉。 分为只读型光盘和可擦写型光盘两种。DVD格式容量巨大,可能成为发展主流方向。 第7页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第7页。 2.1.3 输入/输出设备 2.1.3 输入/输出设备 输入设备泛指用于向计算机输入信息的设备。输出设备是用于将计算机中的信息展示给用户的设备。结合CAD系统的特点,可把输入/输出设备分为图形输入设备、图形输出设备和图形显示设备。 第8页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第8页。 1. 图形输入设备 常见的输入设备包括鼠标、键盘、数字化仪、图形扫描仪等。 1) 键盘 键盘是最常用的输入设备,计算机通过不断的扫描键盘各节点的状态来判断按键的状态并据此进行相应处理。 2) 鼠标 鼠标是CAD作业中常用的图形输入设备之一,属于一种定位输入设备,可很方便的完成定位、拾取和选择功能。 第9页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第9页。 3) 数字化仪 数字化仪因制作原理不同而有多种类型,目前常用的是电磁感应式数字化仪。 4) 图形扫描仪 图形扫描仪是一种能将图纸及文件快速输入到计算机的高速输入设备,根据光学原理来获取被扫描图纸各点的信息,之后将所获得的信息进行处理,得到扫描的图形。其主要性能指标是扫描幅面、扫描分辨率和扫描速度。 第10页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第10页。 图2.2 图形扫描输入系统 扫描时,获得的扫描结果为点阵各点的明暗信息,随后经过矢量化处理,输出矢量图,之后进行系列后续处理,得到CAD系统可使用的图形格式,如图2.2所示。 第11页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第11页。 5) 数码相机 用光电转换器件(主要有CCD和CMOS)来感光、滤光并将光信号转化为电信号。 直接可得到图形文件。 6)其它 此外,语音输入是目前正在研究的图形方法,该方法利用人的自然语言通过输入图形特性参数及其属性参数实现图形输入,将是效率很高的一种图形输入方法。 第12页/共40页 CADCAM系统组成计算机辅助设计与制造全文共40页,当前为第12页。 2. 图形输出设备 为方便交流以及生产中的使用,CAD设计的结果经常需要反映在图纸上,用于这一用途的输出设备