基于并行工程的CAD/CAPP系统集成与优化
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当今世界已进入信息时代,并迈向知识经济时代。
以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持,并推进着制造业的变革与发展,现代集成制造系统(Contemporary Integrated Manufacturing Systems,简称CIMS)技术的应用及其产业化是其中最重要的组成部分。
CIMS—现代集成制造系统,是基于CIM理念的集成优化的制造系统。
将信息技术、现代管理技术和制造技术相结合,并应用于企业产品全生命周期(从市场需求分析到最终报废处理)的各个阶段。
通过信息集成、过程优化及资源优化,实现物流、信息流、价值流的集成和优化运行,达到人(组织、管理)、经营和技术三要素的集成。
以加强企业新产品开发的时间(T)、质量(Q)、成本(C)、服务(S)、环境(E),从而提高企业的市场应变能力和竞争能力。
一、CIMS的总体结构CIMS建设的目标是在统一的数据库和网络支持下,建立生产经营管理分系统和工程技术(CAD/CAM/CAPP/PDM)分系统,实现企业信息的全面集成。
为实现这个总体目标,CIMS 由两个功能分系统和两个支撑分系统组成。
两个功能分系统为生产经营管理分系统和工程技术分系统;两个支撑分系统为计算机网络和数据库分系统。
整个系统将以关系型数据库为核心,并由各应用系统通过INTERNET/INTRANET/EXTRANET访问数据库,这样就使得几个服务器上的数据在逻辑上成为一个整体,以保证整个系统的数据共享和数据的唯一性。
CIMS的总体结构如图1.2-1所示。
图1 CIMS的总体结构二、CIMS的技术构成工程技术分系统:可简称为TIS分系统,即技术信息系统。
通常包括CAD、CAPP、CAM 和PDM等部分。
CAD(计算机辅助设计)包括产品的结构设计、变形设计及模块化产品设计。
可以实现计算机绘图、产品数字建模及真实图形显示、动态分析与仿真、生成材料清单(BOM)。
CAPP(计算机辅助工艺计划)通过计算机进行工艺路线制定、工序设计、加工方法选择、工时定额计算,包括工装、夹具设计、刀具和切削用量选择等,且能生成必要的工艺卡和工艺文件。
⼯程机械CAD_CAM课后习题答案第⼀章概述1.简述产品设计制造的⼀般过程。
答:CAD/CAM系统是设计、制造过程中的信息处理系统,它主要研究对象描述、系统分析、⽅案优化、计算分析、⼯艺设计、仿真模拟、NC编程以及图形处理等理论和⼯程⽅法,输⼊的是产品设计要求,输出的是零件的制造加⼯信息。
2.简述CAD/CAM技术的概念、狭义和⼴义CAD/CAM技术的区别与联系。
答:CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础,综合计算机科学与⼯程、计算机⼏何、机械设计、机械加⼯⼯艺、⼈机⼯程、控制理论、电⼦技术等学科知识,以⼯程应⽤为对象,实现包括⼆维绘图设计、三维⼏何造型设计、⼯程计算分析与优化设计、数控加⼯编程、仿真模拟、信息存贮与管理等相关功能。
区别:⼴义的CAD/CAM技术,是指利⽤计算机辅助技术进⾏产品设计与制造的整个过程,及与之直接和间接相关的活动;狭义的CAD/CAM技术,是指利⽤CAD/CAM系统进⾏产品的造型、计算分析和数控程序的编制联系:⼴义的CAD/CAM技术包容狭义的CAD/CAM技术3.传统的设计制造过程与应⽤CAD/CAM技术进⾏设计制造的过程有何区别与联系?答:区别:传统的设计与制造⽅式是以技术⼈员为中⼼展开的,,产品及其零件在加⼯过程中所处的状态,设计、⼯艺、制造、设备等环节的延续与保持等,都是由⼈⼯进⾏检测并反馈,所有的信息均交汇到技术和管理⼈员处,由技术⼈员进⾏对象的相关处理。
以CAD/CAM技术为核⼼的先进制造技术,将以⼈员为中⼼的运作模式改变为以计算机为中⼼的运作模式,利⽤计算机存贮量⼤、运⾏速度快、可⽆限期利⽤已有信息等优势,将各个设计制造阶段及过程的信息汇集在⼀起,使整个设计制造过程在时间上缩短、在空间上拓展,与各个环节的联系与控制均由计算机直接处理,技术⼈员通过计算机这⼀媒介实现整个过程的有序化和并⾏化。
联系:制造过程的各个环节基本相同。
4.简述我国CAD/CAM技术发展的过程与特点。
Cam集成技术及其发展目前,很多企业在生产中其计算机的应用还是相互孤立存在的,CAD、CAE、CAPP和CAM是作为相对独立的系统,被分别用来完成产品设计、产品性能分析、工艺过程设计和产品制造。
设计与制造之间的信息传递,通常用图纸和文档作为工具的方式进行。
数控编程人员往往要对由CAD产生的大量数据重新进行处理,再输入计算机。
这种分离的系统不仅效率和可靠性低,更为严重的是在产品设计过程中不能及早考虑制造过程的问题,造成设计与制造的脱节,使得产品开发周期加长。
再加上各项目的开发缺乏总体规划,在内容供需上不配套,在数据格式上不规范,导致各环节之间的信息交换较难通过计算机通讯网络实现信息传输,使得虽然在其局部范围内取得一定的收益,但不能从整体上提高企业的技术素质,达到整体上的优化效果。
为了得到一种高效能的设计、制造整体系统,系统的集成技术要实现系统中各应用程序所需要的产生的信息进行存储和交流,软件资源和信息共享,每个系统之间数据自动传递和转换。
(一)CAD/CAM系统的集成CAD/CAM系统的集成内容包括硬件集成和软件集成。
1、硬件集成硬件系统的组成与配置,可以选择以主机系统为中心的配置,也可以选择工作站或微机系统的分布式配置。
一般来讲,为了充分发挥资源共享、并行作业,以提高系统的工作效率,选用分布式配置为好。
2、软件集成软件集成包括应用程序的集成和信息集成两个方面。
为了便于软件的集成,通常采用系统核心。
它是将CAD/CAM软件系统对环境的依赖集中于一体,为应用程序提供各种帮助,包括数据的统一管理、程序管理、数据接口和运行控制等。
一般CAD/CAM 集成系统的核心主要有:工程数据库、通用数据接口、程序管理、统一的用户界面程序和执行控制程序等。
CAD/CAM系统的集成方案主要有以下四种:(1)通过专用数据接口实现集成这种方式对于相同的开发和应用环境,可在各系统之间协调数据格式,从文件层次上实现系统间的互联;而在不同的开发应用环境下,则需要在各系统与专用数据文件之间开发专用的转换接口进行前置或后置处理,如图所示,当A系统需要B系统的数据时,需要设计一个专用的数据接口文件,将B 系统的数据格式直接转换成A系统的数据格式,反之亦然。
CAD/CAPP/CAM集成的关键技术1.产品的建模技术为了实现信息的高度集成,产品的建模是非常重要的。
一个完善的产品设计模型是CAD/CAPP/CAM系统进行信息集成的基础,也是CAD/CAPP/CAM系统中共享数据的核心,传统的基础基于实体造型的CAD系统仅仅是几何形状的描述、难以在模型中表达特征及公差、精度、表面粗糙度和材料热处理等工艺信息,从而导致CAD/CAPP/CAM系统集成的困难,基于特征的产品定义模型不仅能支持设计与制造各阶段所需的产品定义(几何信息、工艺和加工信息),而且还提供符合人们思维方式的高层次工程描述语—特征,是目前被认为最适合于CAD/CAPP/CAM集成系统的产品描述方法。
因此,产品的特征建模技术已成为集成过程中必须研究和解决的一项关键技术。
2.存储和处理公用信息的工程数据库技术目前在商业领域广泛应用的数据克管理系统大多是用于处理商用事务数据的,对于处理数量大、形式多样、结构烦琐、关系复杂、活动规律差、动态的CAD/CAM过程中的工程数据,还不能满足要求。
而已有的CAD/CAM集成系统,主要是通过文件来实现CAD与CAM之间的数据交换的。
不同子系统的文件之间要通过数据接口转换,传输效率不高。
为了提高数据传输效率和系统的集成化程度,保证各子系统之间数据的一致性、可靠性和数据共享,尽量避免数据文件和格式转化,消除数据冗余,应努力建立能处理复杂工程数据的数据管理环境。
因此,研究和采用工程数据库管理方法将成为开发新一代CAD/CAPP/CAM—体化系统的又一关键,也是系统集成的核心。
3.进行数据交换的借口技术数据交换的任务是,在不同的计算机之间,不同的操作系统之间,不同的数据库之间和不同的应用软件之间进行数据通信。
由于历史上各种CAD、CAM系统,甚至同一系统中的各功能模块在最初开发过程中的”孤岛”现象,导致可它们的机内数据表示格式不统一,使不同系统间、不同模块间的数据交换难以进行,影响了用户应用软件效益的发挥。
(单选题)1: 设计者采用具有某些使用功能和能够加工的功能要素进行组合和拼接构造出来的三维模型称为()。
A: 特征模型B: 实体模型C: 线框模型D: 表面模型正确答案:(单选题)2: 在二维图形的旋转变换中,其旋转中心()。
A: 只能位于图形边界内B: 只能位于图形边界外C: 只能位于坐标原点D: 可位于任意点正确答案:(单选题)3: 通过定义基本体素,利用体素的集合运算或基本变形操作实现,能够定义三维物体的内部结构形状的模型称为()。
A: 特征模型B: 实体模型C: 线框模型D: 表面模型正确答案:(单选题)4: 在多品种、小批量的零件生产中,宜采用( )。
A: 数控机床B: 专用机床C: 特殊机床D: 通用机床正确答案:(单选题)5: CIMS中的核心技术是()。
A: CAD/CAM集成B: CADC: CAMD: CAPP正确答案:(单选题)6: 在几何体素构造法中,实体模型是由许多具有一定形状的基本体素通过集合运算来表示的,下列哪个选项不属于该集合运算( )。
A: 并B: 交C: 差D: 乘正确答案:(单选题)7: ()是基于统一产品信息模型的CAD/CAM/CAPP集成系统的基础条件。
A: 三维线框建模技术B: 表面建模技术C: 实体建模技术D: 特征建模技术正确答案:(单选题)8: CIMS系统集成的核心是()A: 物料流B: 控制流C: 信息流D: 计算机控制技术正确答案:(单选题)9: 所谓数控编程一般是指( )程序的编制。
A: 零件B: 数控系统C: 检测系统D: 刀具正确答案:(单选题)10: 以下属于不同CAD系统之间信息交换标准的是()。
A: IGESB: GKSC: CGID: PHIGS正确答案:(单选题)11: 在数据库结构关系模型中,最常用为()A: 层次模型B: 网状模型C: 关系模型D: C-S模型正确答案:(单选题)12: 在CIMS中,“准时生产”简称为()。
本次作业总分值:100.0 得分:0.0 正确的题数:0 题目总数:10 正确率:0.0%本次作业总分值:100.0 得分:0.0 正确的题数:0 题目总数:10 正确率:0.0%本次作业总分值:100.0 得分:100.0 正确的题数:10 题目总数:10 正确率:100.0%本次作业总分值:100.0 得分:0.0 正确的题数:0 题目总数:10 正确率:0.0% 本次作业总分值:100.0 得分:0.0 正确的题数:0 题目总数:10 正确率:0.0% 本次作业总分值:100.0 得分:91.0 正确的题数:9 题目总数:10 正确率:90.0%本次作业总分值:100.0 得分:91.0 正确的题数:9 题目总数:10 正确率:90.0%本次作业总分值:100.0 得分:0.0 正确的题数:0 题目总数:10 正确率:0.0%本次作业总分值:100.0 得分:100.0 正确的题数:10 题目总数:10 正确率:100.0%机械CAD/CAM 第1页共11页《CAD/CAM》期末复习题一、单项选择题4. 下列各项中,不属于CAM工作范畴的内容是( C )。
A.生产过程管理B.加工控制 C.应力、应变分析 D.质量控制5. 当前应用得最普遍的一种CAD型式是( D )。
A.检索型CAD B.自动型CAD C.人工型CAD D.交互型CAD 6. 在CAD/CAM系统中,( C )是加接CAD、CAM的纽带。
A.CAE B.CAG C.CAPP D.CAQ 9. .交互型CAD系统( B )。
A.不需要设计人员干预 B.需要设计人员干预 C.不需要CAM干预 D.需要CAM干预10.计算机辅助制造进行的内容有( A )。
A.进行过程控制及数控加工B.CAD C.工程分析 D.机床调整12.计算机辅助制造应具有的主要特性是( A )。
A.适应性、灵活性、高效率等 B.准确性、耐久性等 C.系统性、继承性等 D.知识性、趣味性等1.在CAD/CAM系统中,CAM是指( B )。