1、机械CAD/CAM,第2章 CAD/CAM系统的硬件和软件,主要内容,CAD/CAM系统构成CAD/CAM系统类型,按计算机的连接方式划分,按计算机的类型划分,CAD/CAM的软件系统CAD/CAM软件选择的一些原则,系统软件,支撑软件,应用软件,CAD/CAM系统组成,CAD/CAM系统的体系结构,CAD/CAM系统由硬件和软件两大部分构成。硬件由计算机及外围设备组成，是CAD/CAM系统的物质基础。软件是指计算机程序及相关文档，是信息处理的载体。,图2-1 CAD/CAM系统体系结构,计算机类型,大型计算机,小型计算机,工程工作站,个人计算机,大型机CAD/CAM系统,小型机CAD/CAM
2、系统,工作站CAD/CAM系统,个人机CAD/CAM系统,CAD/CAM系统类型,2.1 CAD/CAM系统类型,1按使用的计算机类型划分(1) 大型机CAD/CAM系统该系统一般具有大容量的存储器，并以计算功能极强的大型通用计算机为主机，一台计算机可以连接几十至几百台图形终端和字符终端及其他图形输入和输出设备。 例如：honeywell,大型机CAD/CAM系统,主要用户：大型的飞机制造公司和船舶制造公司。主要厂家：IBM、CDC、Honeywell等；主要产品：CADAM、CATIA、CADDS等。,图2-2 大型机CAD/CAM系统,大型机CAD/CAM系统特点, 主要优点： 系统具有一
3、个大型的数据库，可对数据实行综合管理和维护； 计算速度快； 给企业的集成管理带来方便； 提高了企业在设计、制造方面的效率； 主要缺点： 安全性能低，如果主机出现故障，则整个系统都不能工作； 终端距离不能太大； 随着计算机总负荷的增加，系统的响应速度将降低。尤其在三维造型和进行有限元分析时。,(2) 小型机CAD/CAM系统,20世纪70年代末至80年代初，这类系统处于蓬勃发展时期。在此期间从国外购进的CAD/CAM系统大都属于这种类型。 特点：具有一定的局限性，如系统计算能力和扩充能力差，不同系统的数据存储格式不相同，不同系统之间很难进行数据交换。 20世界80年代中期，由于分布式工程工作站的
4、问世和异种机 之间联网技术的发展，促进了这种孤立系统向开放式系统发展，而系统使用的软件也逐渐向工业标准方向靠拢。 主要生产厂商：美国的CV、Intergraph、DEC、Calma、Unigraphics和法国的Euclid等。,图2-3 小型机CAD/CAM系统,CAD/CAM系统类型,(3) 工程工作站组成的CAD/CAM系统工作站是集计算、图形图像显示、多窗口、多进程管理为一体的计算机设备、它是介于个人机与小型机之间的一种计算机，通常具有较高的性能、良好的人机界面，还可支持高技术指标的外围设备及网络环境。工作站是20世纪90年代CAD/CAM系统的主要机器。 特点：一台工作站只能一个人使
5、用，并且具有较强的联网功能，其处理速度很快，一般都赶上或超过了过去的小型机的速度。这类工作站一般都以Unix为操作系统。 主要生产厂商： IBM、CDC、DEC、HP、Sun及SGI。,(4) PC微型机组成的CAD/CAM系统,随着微机性能的不断提高，价格的不断下降，以PC机组成的 CAD/CAM系统近年来增加很快，并逐渐成为主流。这类系统不 仅能够进行二维拼图和绘图，而且可以进行三维造型和复杂的分 析计算。由于网络技术的发展，现在的微机已能与大型机和小型 机及工作站联网，成为整个网络的一个节点，共享主机和工作站 资源。这样，大型机系统、工作站系统、PC机系统就不再相互割 裂，而成为一个有机
6、的整体，在网络中发挥各自的优点，使得原 来在小型机和工作站上运行的CAD/CAM软件直接在微机上运 行。目前，性能较好的CAD/CAM软件都有微机版。,CAD/CAM系统类型,图2-5 PC机系统,CAD/CAM系统类型,图2-4 工作站系统,CAD/CAM系统类型,2按计算机的连接方式划分在实际应用中，按照CAD/CAM系统的计算机连接方式可分 为：网络环境下的CAD/CAM系统和单机环境下的CAD/CAM系 统。 (1) 单机方式的CAD/CAM系统单机方式的CAD/CAM系统由一台计算机加上输入、输出设备组成，供单一用户使用。,图2-2 单机方式的CAD/CAM系统,CAD/CAM系统类
7、型,(2) 联机方式的CAD/CAM系统联机方式的CAD/CAM系统由一组连成网络的多台计算机组 成，网络内的计算机各司其职，一部分用于面向用户的数据处 理，一部分用于控制整个网络的通信。联机方式的CAD/CAM系统又分为集中式和分布式。 a) 集中式集中式采用一个集中式计算机与多个 用户(工作终端)相联，完成所有的数据 处理任务，相邻用户之间的通信都通过 集中式计算机进行。这种方式结构简单， 但若主机出现故障，系统将完全瘫痪， 因而要求主机具有极高的可靠性。,图2-7 集中式系统,CAD/CAM系统类型,b) 分布式分布式系统是利用计算机技术及通讯技术将不同种类的分布于各处的计算机以网络形式
8、联结起来，各计算机间的通信既可通过总线进行，也可按已知路径传输，而不需要控制主机加以集中管理。, 优点： 系统的软、硬件资源分布在各个结点上，系统中某计算机出现故障不会影响其他计算机工作，可靠性相对较高。 网络上的硬件如绘图仪、打印机等设备和软件可以共享。,CAD/CAM系统类型,图2-8 分布式系统,2.3 CAD/CAM系统的软件,整个计算机系统的工作过程和功能都是由软件来控制和实现的，软件的配置水平决定了CAD/CAM系统性能的优劣，它是实现系统各项功能技术的核心。随着CAD/CAM系统功能愈来愈复杂，软件成本所占的比重愈来愈大，软件在系统中所占的地位也越来越重。,CAD/CAM系统的软
9、件,1系统软件 是使用、管理、控制计算机运行的程序的集合，是用户与计算机硬件的连接纽带。 作用：为用户提供一个清晰、简洁、易于使用的友好界面；尽可能使计算机中的各种资源得到充分而合理的应用。 特点：通用性和基础性。 组成部分：管理和操作程序、维护程序和用户服务程序。 2. 支撑软件是CAD/CAM系统的核心。它不针对具体的设计对象，而是为用户提供工具或开发环境，不同的支撑软件依赖一定的操作系统，又是各类应用软件的基础。可从市场购买，也可自行开发，如绘图软件、几何建模软件、有限元分析软件等。,CAD/CAM系统的软件,3应用软件 应用软件是用户为解决实际问题而自行开发或委托开发的程序 系统。它是
10、在系统软件的基础上，或用高级语言编程，或基于某种 支撑软件，针对特定的问题设计研制，既可为一个用户使用，也可 为多个用户使用的一类软件。应用软件体现了CAD/CAM系统解决具体实际问题的功能，因 此，应用软件的水平、质量及可靠性往往是决定CAD/CAM系统生 产效益的关键因素。程序设计语言是开发应用软件的基本工具，在CAD/CAM系统 中应用较多的是高级语言，如Visual Basic、Visual C+等。例如：企业自行开发的齿轮泵设计软件、机床变速箱设计软件,2.4 CAD/CAM系统选择原则,1. CAD/CAM系统的硬件选择原则(1) 系统功能CPU的数据处理能力、运算速度；内、外存容
11、量；输入/输出性能；图形显示和处理能力；接口及通信功能。 (2) 系统的开放性和可移植性 开放性：独立于制造厂商、并遵循国际标准的应用环境；为各种应用软件、数据、信息提供交互操作和移植界面；新安装的系统应能与原安装的计算机环境进行交互操作。,CAD/CAM系统选择原则,可移植性：应用程序从一个平台移植到另一个平台上的方便程度。 (3) 系统升级扩展能力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，应注意欲购买产品的内在结构是否具有扩展和升级能力，能否向下兼容。 (4) 系统的可靠性，可维护性和服务质量可靠性：在给定时间内，系统运行不出错的概率。应注意了解欲购产品的平均年维修率、系统故
12、障率等指标。可维护性：排除故障以及满足新的要求的难易程度。,CAD/CAM系统选择原则,CAD/CAM系统的软件选择原则：(1) 软件性能价格比 运行稳定可靠、容错性好、人机界面友好，价格相对合理。(2) 与硬件匹配若软、硬件都需配置，应先选软件，再选硬件；若已有硬件，只配软件，则要考虑硬件能力，配备相应档次的软件。(3) 二次开发环境（C , LISP等)(4) 开放性(5) 软件商的综合能力,复习思考题,1. CAD/CAM系统的硬件组成，给出常用硬件的名称。 2. CAD/CAM系统的软件组成。 3. 根据CAD/CAM系统使用的计算机类型和计算机连接方式对CAD/CAM系统进行分类，并绘图表示。,
