计算机辅助设计与制造电子教案2

1、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。

2、工艺规程设计方法,1、派生式 2、创成式 3、综合式,派生式计算机辅助工艺规程设计原理,1、零件编码矩阵化 2、零件组特征的矩阵化 3、主样件设计 4、零件上各种形面的数字化 5、工序工步名称编码 6、综合加工工艺路线的数字化 7、工序工步内容矩阵,特征矩阵文件 综合工艺路线 工序、工步文件 工艺数据文件,从广义的角度讲，CAM指利用计算机辅助从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的活动，包括计算机辅助生产计划、计算机辅助工艺设计、计算机数控编程、计算机控制加工过程等内容。
而从狭义的角度讲，CAM仅指数控程序的编制，包括刀具路径的确定、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC代码的生成等,3、计算机辅助制造（CAM）,在市场上比较成熟的CAD/CAM系统有Pro/engineer系统和Master CAM系统。
前者是一体化的CAD/CAM系统，其内部是统一的数据格式，能直接调用CAD系统中的图形数据。
后者是CAD模块与CAM模块的无缝集成，其系统内部通过中性文件获取其它CAD系统的图形信息。
,数控编程的内容与步骤,应用计算机辅助制造技术，将数控机床、加工中心、物料自动储存传送装置和辅助控制。

3、提高生产效率 3）加强企业资源管理，提高资源利用率,10.1 概述,2、生产管理的基本内容 1）生产准备：包括技术、人力、物力等。
2）生产组织管理 3）生产的计划管理 4）生产控制管理 二、计算机辅助生产管理系统 Computer Aided Production Management System.计算机辅助生产管理系统针对生产管理的任务和目标，及时准确采集、存储、更新和管理有关部门的产品信息、制造信息和生产活动信息等。
,计算机辅助生产管理系统的基本过程见图10.1,1、计算机辅助生产管理系统的功能(图10.2)： 1)计划管理：生产计划、调度计划 2）资源管理：能力资源、工装资源、技术文档 3）生产控制： 4）统计分析管理：,2、计算机辅助生产管理系统的组成与工作原理(图10.3),三、生产系统的运行控制 生产系统的运行控制原理图（图10.4）生产系统的运行控制的主要功能见图10.5 1、调度 2、数据管理 3、协调管理 4、过程检测 5、运行统计分析 6、输入输出管理,柔性制造系统（FMS）系统功能与控制（图10.6）,10.2 物料需求计划 （MRP）管理,一、生产计划。

4、3）输入输出功能 （4）交互功能,第2章 CAD/CAM系统硬件和软件,CAD/CAM工作站的硬件设备,第2章 CAD/CAM系统硬件和软件,CAD/CAM系统的软件体系结构,系统软件UNIX Windows Macintosh,第2章 CAD/CAM系统硬件和软件,CAD/CAM系统的软件体系结构,支撑软件 图形核心系统（Graphics Kernel System，GKS）工程绘图系统（Drawing Systems）几何造型软件（Geometry Modeling）有限元分析软件优化方法软件数据库系统软件 系统运动学/动力学模拟仿真软件,第2章 CAD/CAM系统硬件和软件,CAD/CAM系统的软件体系结构,应用软件用户利用计算机所提供的各种系统软件、支撑软件编制的解决用户各种实际问题的程序称为应用软件。
目前，在模具设计、机械零件设计、机械传动设计、建筑设计、服装设计以及飞机和汽车的外形设计等领域都已开发出相应的应用软件，但都有一定的专用性。
应用软件种类繁多，适用范围不尽相同，但可以逐步将它们标准化、模块化，形成解决各种典型问题的应用程序。
这些程序的组合，就是软件包。

5、以及CAD系统的分类等。
,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。
,图2.1 CAD系统的基本硬件构成,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。
,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)。
,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。
,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。

6、只是一个辅助工具。
为了克服传统CAD的不足，人们开始研究新的CAD技术思想，引入人工智能的原理和方法，采用专家系统技术，将CAD发展为智能CAD技术，以适应创造性设计的要求。
,8.1.2 智能CAD的概念智能CAD是人工智能（AI）和CAD技术相结合的一门综合性研究领域，其英文名为Intelligent CAD，简写为ICAD。
迄今为止，虽然对ICAD有许多定义，但还没有一个大家公认的统一的定义。
本书给出其中的一个定义为：ICAD是一种由多个智能体（或称专家系统）与多种CAD功能模块有机集成的支持产品设计的复杂系统。
上述ICAD概念的表述强调了以下思想：(1) ICAD是传统CAD技术与专家系统技术的有机集成。
(2) ICAD中一般包含有多个专家系统，或称智能体，它们独自负责解决某个单一领域的设计问题，但它们又是分布式的。
(3) ICAD系统应该是为复杂产品的创新设计、革新设计或变型设计提供支持环境或工作平台，不应该是针对某类产品设计的专用系统。
(4) ICAD支持复杂产品设计的范围应包括产品需求分析、方案设计、结构设计、可制造性分析、工程分析、优化设计、可靠性设计、详细设计和运动仿。

7、盘。
,三输入设备输入设备是向计算机输入数据、信息的设备总称。
(1) 键盘(2) 鼠标器 (3) 数字化仪(4) 扫描仪(5) 数码相机 扫描仪的工作原理如图2.3所示。
图2.3 扫描仪工作原理图,CAD系统中常用的扫描仪，其输出的是矢量化的图形，即扫描仪扫描图纸时，得到一个光栅文件，接着进行矢量化处理，输出一种格式紧凑的二进制矢量文件。
对于不同的CAD 系统，还需对上述的二进制矢量文件进行格式转换，才能变成特定的CAD系统可接受的图形文件格式，如图2.4所示。
图2.4 采用扫描仪的图形输入系统,四输出设备(1) 打印机：撞击式打印机：24针点阵打印机打印机 激光打印机非撞击式打印机： 喷墨打印机(2) 绘图机：平板式绘图机笔式绘图机 绘图机 滚筒式绘图机喷墨绘图机非笔式绘图机 激光绘图机静电绘图机,五图形显示设备显示器件有阴极射线管（CRT）、液晶显示（LCD）、激光显示、等离子体显示等。
当前最常用的是阴极射线管显示器和液晶显示器。
显示器所显示的数字、字符和图像是由一个个象素组成的，象。