模具CAD与CAM第二章系统.ppt
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1、2.模具CAD/CAM系统的组成,2.1 模具CAD/CAM系统组成与分类 重 点 2.1.1 CAD/CAM系统基本组成 CAD/CAM系统的分类 2.1.3 CAD/CAM系统设计的总体原则 2.2 模具CAD/CAM系统的硬件 硬件的组成 硬件的选用原则 重 点 2.3 模具CAD/CAM系统的软件 软件的分类与层次结构 软件的选用原则 重 点 CAD/CAM系统对支撑环境(软硬件)要求,2.1 模具CAD/CAM系统组成与分类,CAD/CAM系统基本组成 是指为完成特定任务而由相关部件或要素组成的有机的整体。一个完整的CAD/CAM系统必须具备硬件系统、软件系统。系统总体与外界进行信息
2、传递与交换的基本功能是靠硬件提供的,而系统所能解决的具体问题是由软件保证的。,系统,2.1.1 CAD/CAM系统基本组成,基本组成:一个CAD/CAM系统是由计算机、输入输出设备、网络设备及生产设备等硬件和控制这些硬件运行的指令、程序及文档即软件组成,通常包含若干功能模块,如图2-1所示。基本功能(九个):图形图象处理功能;产品与过程建模功能;信息存储与管理功能;工程计算分析与优化;工程信息传输与交换;NC自动编程;模拟仿真;人机交互功能;信息输入、输出功能。,2.1.1 CAD/CAM系统基本组成,图2-1 CAD/CAM系统,CAD/CAM系统的分类,CAD/CAM系统可以从四个不同的角
3、度加以分类:1.硬件、软件角度 2.系统的功能范围 3.系统的运行方式 4.网络的使用情况 1.硬件、软件角度 CAD/CAM系统 从硬件角度可分为大型机(小型机)系统、工作站系统 和微机系统;从软件的开放性可分为交钥匙系统(Turn-key System)和可编程系统(Programmable System),CAD/CAM系统的分类,大型机(小型机系统)特点:一个主机,多个终端共享一个CPU;共享资源,集中管理;主机故障,所有用户中断;用户增加,系统响应变慢。工程工作站系统 特点:32位以上的微处理器;支持高分辨率彩色图形显示器;支持高技术指标的输出设备及网络环境等。,硬件角度,CAD/C
4、AM系统的分类,微机系统 特点:PC机成本低;性能价格比高;网络功能强。现在CAD/CAM主要运行在微机平台上。Pentium 处理器和Win 2000环境已经成为CAD/CAM软件运行和应用的主流平台。,CAD/CAM系统的分类,交钥匙系统:供应商可以根据用户需要提供,无需 用户进行二次开发,效率较髙,具有 良好的人机界面;但扩展能力差。可编程系统:用户根据需要进行二次开发,扩展能 力强,有开发周期。,软件角度,CAD/CAM系统的分类,2.系统的功能范围 CAD/CAM系统按系统的功能范围可分为通用系统和专用系统两类:通用CAD/CAM系统功能全面,适用范围较广。如Pro/E、UGII、I
5、-DEAS、CATIA等。Pro/Engineer(Parametric Technology Corp)以其参数化、基于特征、全尺寸约束、全数据相关 等概念闻名于CAD界。Unigraphics-II(Unigraphics Solutions Corp)广泛应用于航空、汽车、机械和电子等工业领域。,CAD/CAM系统的分类,专用CAD/CAM系统为特定的应用而开发的系统,适用于一定的专业,或用于解决某类问题。如:上海交大国家模具CAD工程中心研制开发的冲模 KBE设计系统、注射模KBE设计系统;华中科大模具国家重点实验室研制开发的注塑模 CAD/CAM系统、汽车覆盖件冲压模具CAD/CAP
6、P/CAE系统等。,CAD/CAM系统的分类,3.系统的运行方式 CAD/CAM系统按运行方式分为四种:检索型系统 交互型系统 自动型系统 智能型系统 目前绝大多数模具CAD/CAM系统为交互式系统。,图2-2 检索型系统工作流程图,检索型系统,工作原理:用户输入设计初始参数,选择标准产品图样及有关数据,调用系统中的标准程序库及图形库,计算相应的参数和绘制图形。适用范围:产品定型的标准化、系列化设计。不能人机交互,不适合于新产品的设计、开发。工作流程如图2-2所示。,图2-3 交互型系统工作流程图,工作原理:利用输入、输出设备,通过人机对话的方式工作的。适用范围:适合于新产品的设计、开发,是现
7、代CAD/CAM应用系统的主要类型。工作流程如图2-3所示。,交互型系统,图2-4 自动型系统工作流程图,自动型系统,工作原理:建立数学模型 找到目标函数 求解过程编成程序 输入参数自动进行数学模型求解 不需人的介入或只需很少人的参与。适用范围:事先能用数学模型描述的设计问题。工作流程如图2-4所示。,CAD/CAM系统的分类,智能型系统 工作原理:引入人工智能技术 搜集领域内专家的知识和经验 建立知识库 设置推理机构 输入原始参数及设计要求 推理、判断,给出智能性的提示 根据问题提出合理的解决方案 特 点:在一定程度上避免了依赖于使用者的素质 系统在研制、使用中已显示出巨大的潜力。面临问题:
8、知识类型复杂、判定标准模糊或不确定、知识获取范 围偏窄、开发难度大等问题。工作流程如图2-5所示。,图2-5 智能型系统工作流程图,CAD/CAM系统的分类,4.网络的使用情况 CAD/CAM系统按网络的使用情况可分为单机系统、网络化系统。单机系统:无网络通讯连接的PC机、工作站上安装CAD/CAM软件及全部所需硬件。网络化系统:根据设计布局不同分为星型网,环型网,总线网三种拓扑形式。特 点:软、硬件资源分布在各个结点上,既可以独立使用,也可以共享资源。,CAD/CAM系统的分类,结构 网的中心是一台服务器,一般采用大中型机或超级小型机,周围是若干台工作站或微机。见图2-6。特点 配置方便、可
9、靠性高、集中控制和故障诊断容易、扩展困难等,适用于工程工作站或微机连网。,图2-6 星型网拓扑结构,星型网,CAD/CAM系统的分类,结构 由连接成封闭回路的网络结点组成的,每一结点与它左右相邻的结点连接。见图2-7。特点 电缆长度短、适合用于光纤,处理大容量的网络交通,但单点故障会引起全网故障,故障诊断困难,且不易重新配置网络。,图2-7 环型网拓扑结构,环型网,CAD/CAM系统的分类,结构 由一根电缆和多个连接在该电缆上的节点组成。见图2-8。特点 适用于将差别较大的设备连入网中。传输速率髙,用户节点的重新配置较易实现,通信距离较大、公共总线可长达2.5km,但故障诊断、隔离困难等。,图
10、2-8 总线拓扑结构,总线网,2.1.3 CAD/CAM系统设计的总体原则,设计CAD/CAM系统时一般应遵循以下几条 总体原则:实用化原则 适度先进性原则 系统性原则 整体设计与分步实施原则,2.1.3 CAD/CAM系统设计的总体原则,实用化原则 CAD/CAM系统是一项实用性、针对性很强的技术,具有高投入、高产出、高风险的特征。设计系统时必须明确应用领域和对象,要达到的目标及需要的关键技术。适度先进性原则 选用实用性强、技术先进且成熟的设备与软件,降低投资风险。,2.1.3 CAD/CAM系统设计的总体原则,系统性原则 系统设计时要充分考虑功能、软硬件配置上的完整性,各硬件设备和软件在功
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