1、1.2 CAD/CAM系统的硬件和软件,硬件 软件 人,系统的基础,系统的核心,信息存储 分析计算 图形与文字处理,系统的关键,系统组成,设计决策 逻辑控制 创造性思维,一、CAD/CAM系统的硬件,CAD/CAM系统对硬件的要求强大的图形处理。大的外存容量。方便的人机交互功能。良好的通信联网功能,CAD/CAM系统硬件组成,计算机主机 输入设备 输出设备 存储器 生产装备 计算机网络,硬件选用原则,1系统功能 2系统的开放性 3系统的升级扩展能力 4系统的可靠性、可维护性与服务质量 5良好的性能价格比,CPU的能力，内、外存容量，输入、输出性能，图形显示和处理能力，多种外部设备的接口，联网能
2、力。,开放性:独立于制造商,遵循国际标准的应用环境；为各种应用软件提供数据、信息，提供交互操作移植界面；新安装的系统能与原安装的计算机环境进行交互操作。,由于硬件的发展更新很快，为保护用户的投资不受或少受损失，应注意欲购产品的内在结构，是否具有随着应用规模的扩大而升级扩展的能力，能否向下兼容，在扩展系统中继续使用。,可靠性：在给定时间内，系统运行不出错的概率。 可维护性：排除系统故障以及满足新的要求的难易程度。 服务质量：考虑供应商的资产可信程度、信誉和发展趋势，售后服务能力，产品的市场占有率和已有用户的反映。,同样功能的设备，不同厂家生产的产品在性能价格方面有很大的差异，不同供货渠道，价格上
3、也有一定差异。因此，在产品型号的选定时，要进行系统的调研与比较，选择具有良好性能价格比的产品。,二、CAD/CAM系统的软件,根据在CAD/CAM 系统中执行的任务和服务的对象不同，可将CAD/CAM的软件分为三个层次， 其组成与相互关系如图。,用户,硬件及 外围设备,系统软件,其它应用软件,支撑软件,应用软件,CAD/CAM系统软件,系统软件是CAD系统软件中最低层次的软件，它为开发各类支撑软件和面向用户的应用软件提供了必要的基础和环境。主要包括：操作系统：计算机软件的核心，有CPU 管理、内存管理、I/O管理、文件管理等功能。常用操作系统有DOS、Windows、Unix等。语言编译系统：
4、如Basic、Fortran、LISP、C/C+等，将高级语言转换为机器语言。图形接口与标准：如GKS、PHIGS、GL/OpenGL等图形接口标准，独立于硬件设备和各种不同的计算机语言。,支撑软件是在系统软件基础上开发出来的满足CAD/CAM用户一些共同需要的通用性软件或工具软件。 具体分为：,CAD/CAM支撑软件,它以系统软件为基础，又是面向用户的应用软件的开发基础。,单一功能型支撑软件 综合集成支撑软件,典型CAD/CAM系统支撑软件,ProEngineer(简称Pro/E) UG I-DEAS SolidWorks AutoCAD、MDT及Inventor,CAD/CAM应用软件,应
5、用软件是在系统软件的基础上，用高级语言编程，或基于某种支撑软件，针对特定领域、特定工程设计问题、特定产品等开发专用的软件，即面向用户的应用软件。应用软件通常由用户结合当前设计工作需要自行或委托开发，既可为一个用户使用，也可为多个用户使用的软件。如模具设计软件，机械零件设计软件，组合机床设计软件、清华THCAD等均属于应用软件。 清华THCAD以AutoCAD为平台，有国标零件、特征设计、参数化设计等功能，为二次开发软件。,CAD/CAM软件选用原则,系统功能与能力配置 软件性能价格比 与硬件匹配性 二次开发能力与环境 开放性 可靠性,目前市场上的CAD/CAM软件大都采用了模块化结构和即插即用
6、的连接与安装方式。通过组装不同模块的软件构成不同功能和规模的系统。因此要根据系统的功能和规模要求确定选用模块的功能和规模。,选用软件时要进行系统调研与比较，选择满足要求、运行稳定可靠、容错性好、人机界面友好、具有良好性能价格比的产品。同时要注意选用软件的版本号、推出的日期及与前一版本比较的功能改进等方面。,不同软件往往要求不同的硬件环境支持。如软硬件都需配置应先选软件，它决定着系统功能。如已有硬件只配软件，则要考虑硬件的能力，配备相应档次的软件。多数软件分工作站和微机版，有的是跨平台的。,了解所选软件是否具备二次开发可能性、开放性程度、所提供的二次开发工具、二次开发所需环境和编程语言。有的软件
7、提供专用的二次开发语言，有的则采用通用的编程语言进行二次开发。,所选用的软件应与系统中的设备、其他软件和通用数据库具有良好的接口、数据格式转换和集成能力，具备驱动绘图机及打印机等设备的接口，具备升级能力，便于系统的应用和扩展。,所选软件应在遇到一些极限处理情况和某些操作时，能进行相应的处理而不产生系统死机和系统崩溃。,单一功能型支撑软件,1、交互式绘图软件 2、三维设计CAD系统 3、数控编程系统 4、工程分析软件 5、数据库管理软件,如AutoCAD；CAXA电子板、PICAD、大恒CAD等.,如： MDT、Solidworks、Solidedge等。,如： MasterCAM、SurfCA
8、M等。,如： ANSYS、SAP、 ASTRAN 、 ADINA等。,如： ORACLE、VFP、SYBASE等,综合集成支撑软件,CADCAECAM,几何造型 工程图绘制模块 装配模块,有限元分析模块 机构运动仿真模块 优化设计模块,数控加工编程模块 数控加工后置处理模块 切削加工检验模块,此外，还包括用户开发工具呢！,Pro/EPro/E（ProEngineer）是美国参数技术公司（PTCParametric Technology Corporation) 的机械设计自动化软件产品，最早实现了参数化设计功能，包含70多个专用功能模块，如特征造型、产品数据管理PDM、有限元分析、装配等，在C
9、AD/CAM领域中具有领先技术。它具有4个主要特征： 1）以3D实体模块进行设计，在电脑上呈现真实的模块，并可随时计算出对应的体积、质量等物理参数。 2）可随时由3D实体模型产生2D工程图，且可自动标注尺寸，采用单一资料库，提供了所谓双向关联性功能。 3）以特征作为设计单位，可实现以最自然的思考方式从事设计工作。并同时导入实际的制造观念。 4）设计中的所有尺寸均存于单一资料库中，可实现参数式设计，确保设计变更的一致性，使用者可以运用强大的数学运算方式，建立各尺寸参数间的关系式，使得模型可自动计算出应有的外型，避免了尺寸逐一修改的繁琐工序，并减少了错误发生。,UGUG(Unigraphics)系
10、统起源于美国麦道飞机公司，60年代起成为商业化软件，1991年并入美国EDS(Electronic Data System)电子资讯系统有限公司。UG系统汇集了美国航空航天与汽车工业的专业经验，为世界一流的集成化机械CADCAE/CAM软件系统，并被多家美国和世界著名公司选定为企业计算机辅助设计、分析和制造的标准。 主要功能： 实体和曲面造型及自动绘图； 机构设计： 零件设计与装配； 注塑模设计中的流场分析； 有限元分析计算中的前、后置处理； 三至五轴数控加工刀具轨迹计算和干涉检查等； 较好的二次开发环境和数据交换能力。,IDEASIDEAS （Integrated Engineering A
11、nalysis Software)是美国机械软件行业先驱SDRC公司开发的高度集成化的CADCAECAM一体化工具，在国内也有不少用户。近年推出的Master系列、在变量几何参数化功能方面、技术上有新的突破。主要功能： 三维几何造型模块。 二维图形设计和绘图模块。在三维造型符合要求后，利用此模块可以生成二维零部件图形，输出二维工程图纸。 有限元分析模块。 优化设计分析计算模块。 桁架结构分析模块。主要用于衍架的静、动力学分析计算。 数据处理模块。用于实验室试验数据采集分析与显示。 塑料模具设计流动分析模块。 数控加工模块。,SolidWorksSolidWorks是由美国SolidWorks公
12、司研制开发的基于特征的实体建模技术的CAD系统。该软件采用自顶向下的设计方法。可用来进行零件设计、装配设计和工程绘图。可动态模拟装配过程。具有中英文两种界面，其先进的特征树结构使操作简便和直观。 SolidWorks支持Visual Basic、 Visual C+或任何支持OLE的程序语言来做二次开发。,AutoCAD、MDT及InventorAutoCAD系统是美国Autodesk公司为微机开发的一个交互式绘图软件，它基本上是一个二维工程绘图软件，具有较强的绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及方便用户的二次开发功能，也具有部分的三维作图造型功能，是目前世界上应用最广的CAD软件。MD
13、T(Mechanical Desktop)是Autodesk公司在机械行业推出的基于参数化特征实体造型和曲面造型的微机CADCAM软件，它将三维造型和二维绘图集成到一个环境下，是介于大型CADCAM系统与二维绘图系统之间的一种产品，具有很强的设计功能。 Inventor是Autodesk公司最新的和最现代的基于Microsoft Windows的机械设计系统。除了支持现有通用的传统参数化设计方法外，使用的是基于参数化方法的叫做“自适应装配”的方法。它特有的以装配为中心的设计模型使用户可以智能地设计，比传统的参数化和变量化模型更加优越。,主机,主机是控制和指挥整个系统执行运算及逻辑分析的装置，是
14、系统的核心。 主机由中央处理器(Central Processing Unit，CPU)和主存储器(也称内存) 及其联接主板组成，用于指挥、控制整个系统完成运算、分析工作。主机的类型及性能很大程度上决定了CAD/CAM系统的使用性能。,存储器,软 盘,光盘,硬盘,输入设备,数字化仪,扫描仪,输出设备,CAD/CAM系统的基本功能,图形显示功能 输入输出功能 存储功能 交互功能（即人机接口）,随时保证用户能够观察、修改中间结果，实时编辑处理。用户的每一次操作，都能从显示器上及时得到反馈，直到取得最佳的设计结果。,将有关设计的要求、具体数据等输入计算机内，通过计算机的处理，能够输出系统处理的结果,CAD/CAM系统运行时，数据量很大，往往有很多算法生成大量的中间数据，尤其是对图形的操作、交互式的设计以及结构分析中网格划分等。,保证用户直接而有效地完成复杂设计的任务，除软件中界面设计外，还必须有交互设备实现人与计算机之间的不断通信。,
