任务一 了解CAD/CAM技术与主要软件
CAD/CAM全称为Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture,即计算机辅助设计/计算机辅助制造,是以信息技术为主要技术手段来进行产品设计和制造活动的技术,也是世界上发展最快的技术之一。这种技术是现代化制造业与信息化结合的典型技术手段,促进了生产力的发展,加快了生产模式的转变,影响了市场的发展,应用领域广泛,本书仅就其在制造业中的应用做介绍。
1.CAD/CAM技术介绍
CAD技术的内涵随着计算机和相关行业的发展而不断延伸。各个历史时期关于CAD技术的一些描述和定义为:“CAD是一种技术,其中人与计算机结合为一个问题求解组,紧密配合,发挥各自所长,从而使其工作优于每一方,并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能”[1972年10月国际信息处理联合会(IFIP)在荷兰召开的“关于CAD原理的工作会议”];“CAD是一个系统的概念,包括计算、图形、信息自动交换、分析和文件处理等方面的内容”(20世纪80年代初,第二届国际CAD会议);“CAD不仅是一种设计手段,更是一种新的设计方法和思维”(1984年国际设计及综合讨论会)。
目前较普遍的观点认为:CAD是指工程技术人员以计算机为工具,运用自身的知识和经验,对产品或工程进行方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等设计活动的总称,是一门多学科综合应用的新技术。
CAM技术到目前为止尚无统一的定义,在本书中的CAM指的是数控程序的编制,包括刀具路线的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及后置处理和NC代码生成等。
CAD/CAM集成技术的关键是CAD、CAPP、CAM、CAE各系统之间的信息自动交换与共享。集成化的CAD/CAM系统借助于工程数据库技术、网络通信技术以及标准格式的产品数据接口技术,把分散于不同机型的各个CAD、CAPP、CAM子系统高效、快捷地集成起来,实现软、硬件资源共享,保证整个系统内信息的流动畅通无阻。
随着信息技术、网络技术的不断发展和市场全球化进程的加快,出现了以信息集成为基础的更大范围的集成技术,如将企业内经营管理信息、工程设计信息、加工制造信息、产品质量信息等融为一体的计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System,CIMS)。而CAD/CAM集成技术是计算机集成制造系统、并行工程、敏捷制造等先进制造系统中的一项核心技术。
2.常见CAD/CAM软件介绍
Pro/Engineer是美国PTC(Parametric Technology Corporation)公司的著名产品,如图1-1所示。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念,改变了机械设计的传统观念,这种全新的观念已成为当今机械设计自动化领域的新标准。基于该观念开发的Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起,让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作,实现并行工程。Pro/Engineer包括70多个专用功能模块,如特征建模、有限元分析、装配建模、曲面建模、产品数据管理等,具有较完整的数据交换转换器。本书主要讲解Pro/Engineer软件的最新版本野火5.0(即Pro/Engineer Wildfire 5.0)的使用方法。
图1-1 Pro/Engineer Wildfire 5.0
UG是美国UGS(Unigraphics Solutions)公司的旗舰产品,如图1-2所示。UGS公司首次突破传统CAD/CAM模式,为用户提供一个全面的产品建模系统。UG采用将参数化和变量化技术与实体、线框和表面功能融为一体的复合建模技术,其主要优势是三维曲面、实体建模和数控编程功能,具有较强的数据库管理和有限元分析前后处理功能,以及界面良好的用户开发工具。UG汇集了美国航空航天业及汽车业的专业经验,现已成为世界一流的集成化机械CAD/CAM/CAE软件,并被众多公司选做计算机辅助设计、制造和分析的标准。
图1-2 UG NX4
Cimatron是以色列Cimatron公司的产品,如图1-3所示。Cimatron在中国的子公司是思美创(北京)科技有限公司。多年来,在世界范围内,从小的模具制造工厂到大公司的制造部门,Cimatron的CAD/CAM解决方案已成为企业装备中不可或缺的工具,Cimatron为客户提供了处理复杂零件和复杂制造循环的能力。
图1-3 Cimatron E
MasterCAM是美国CNC Software公司开发的CAD/CAM软件,如图1-4所示。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等功能于一身。它具有方便直观的几何造型,提供了设计零件外形所需的理想环境,其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。MasterCAM软件已广泛应用于机械工业、航空航天工业、汽车工业等,尤其在各种各样的模具制造中发挥了重要的作用。
图1-4 MasterCAM 9.0
【技巧提示】
常用的CAD/CAM软件种类很多,每种软件都有其强项,可以多了解几种相关的软件,相互结合以发挥各种软件的长处。