第二章-CADCAM系统

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支持高分辨率彩色图形显示器 支持高技术指标的外围设备及网络环境 •微机系统 特点:PC机成本低 性能价格比高 网络功能强 (目前已成为主流CAD/CAM系统)







显示终端
计算机系统
图文输出设备


生产设备控制接口

外部存储设备

工程工作站系统的基本结构
2. 按支撑软件规模分类
(1)CAD系统 (2)CAM系统 (3)CAD/CAM系统
(6)触摸屏 功能:普通显示屏加定位装置。 定位传感类型:红外式、电容式、机械式 功能:利用触摸技术菜单操作
(7)扫描输入设备
a. 扫描仪输入 图形性质:矢量 光栅(点阵) 主要技术指标:
•扫描幅面 •分率辨 •扫描速度 •图形灰度
扫描仪 点阵图形 矢量化
编辑修改 CAD图形
b.条形码扫描输入
(8)语音输入设备
光栅扫描式
(3)显卡 1)功用:显示器与主机之间的适配器 2)微机中常见的显卡:CGA、EGA、VGA、 SVGA,XGA,UXGA 3)技术指标:显存 - 32、64、128、256、512MB 刷新率 - 75 ~100 Hz/S
•LCD
特点:轻、薄、小
用途:主要用于便携机,目前开始用于台式机
2. 打印机
工作介质:打印纸 工作方式:击打式-便宜,打印速度慢,噪声大
非击打式-较贵,打印快,噪音小 (喷墨式、激光式)。
3. 绘图机
(1)笔式绘图机: 程序指令控制笔和纸的相对运动 1)平板式 特点:纸不动、笔在x、y向运动,速度稍慢 精度高,但价格比较贵,占地面积大 幅面受限制
平板式绘图机结构示意图 1-笔架 2-台面 3-图纸 4-导轨 5-X向驱动电机 6-y向驱动电机 7-齿条
声音
话筒
数字信号
a. 难点:如何理解、识别语音
b. 水平:定量词汇、定人语音
• 三维激光扫描系统
(9)数据手套 虚拟现实技术的一种输入装置
数 据 手 套 的 原 理
(10)位置传感器
功能:虚拟现实环境中用于检测和确定浏览 者的位置和方向
类型:电磁场式、超声波式、机电式、光学式 性能参数:刷新率
1GB = 1024MB
• 常用内存大小:32、64、128、256、512MB
(3) 主机类型
工作站:SUN 、HP、SGI、IBM
微 机:IBM、DELL、联想、方正、长城等
2. 外存储器
(1)特点:存储量大,可长期保存数据,可携带。 (2)类型:
a. 软盘:1.44MB b. 硬盘:10G、20G、30G、40G、 60G、80G c. 磁带:容量在250M到2G左右,顺序存储,
1. 主机
控制和指挥整个系统 执行运算及逻辑分析
• (1) CPU:中央处理器 组成:控制器、运算器、寄存器 • 功能:取指令、分析指令、 执行指令
CAD/CAM 系统的硬件
设备
(2) 内存
由可编址的存储单元组成
• 分类:ROM、 RAM • 换算:1Byte = 8bit
1KB = 1024B 1MB = 1024KB
(3)自动绘图机的技术指标 a. 绘图速度 绘图时笔与纸的相对速度 滚筒式:1700mm/s 轴向可达850mm/s b. 加速度 速度与加速度都高,绘图速度才快 c. 定位精度 定位精度高,图形越精确(0.1mm) d. 重复精度 在两个给定点重复绘制时曲线重合的 精确程度(0.01mm或更小) e. 幅面 是指绘图机所能绘制最大图纸尺寸 即A0、A1等
机 械 CAD / CAM 支 撑 软 件
OS
CAD/CAM软件系统
2.3.1 系统软件
1. 功能 使用、管理、控制计算机运行,是用户与计 算机联接的纽带 。
2. 系统软件组成
系统软件
操作系统
编程语言系统
网络通讯与管理
硬任定硬 基错 日 件务时件 本误 常 资队分驱 数诊 事 源列时动 学断 务 管管系程 计与 管 理理统序 算纠 理
8. 路由器 连接广域网的端口设备。 功能:连接多个独立的网络或子网,实现互连网 间的最佳寻径和数据传递。
9. 网关 连接两个协议差别很大的计算机网络。属于应用 层设备,常用于大型计算机系统的连接,为普通 用户访问大型主机提供帮助。
2.3 CAD/CAM软件系统
分类:系统软件、 支撑软件、 应用软件
常用双绞线对数目:2、4、8、16、32、64。 10Mbp的LAN:长度小于100m。
(4)光 纤 用于组建大型网,频带宽、无能量损失、传输
距离远。
4. 网卡: (1)按数据位宽度分为:16位和32位。 (2)按网卡总线接口分为:ISA、EISA、MCA、 VL-BUS、PCI (3)流行网卡:PCI接口32位网卡用于100Mbp网络。
AXIS 微机为:MS-DOS,WIN98,WIN NT
WIN2000,WIN-XP,LINUX
2.3.2 机械CAD/CAM支撑软件
CAD/CAM系统的核心(购买、自行开发)
1. 基本图形资源与自动绘图软件
(1)基本图形资源软件 功能: 各种图形标准或规范实现的软件包, 图形子程序包或函数库 特点: 与计算机硬件无关 优良的可移植性 类型: 面向设备驱动的CGI 面向应用的图形程序包GKS及PHIGS
5. 集线器HUB: (1)独立式 无管理功能和容错能力,不支持多个网段。
常用于小型网络,端口数:8、16、24、32。 (2)叠加式 (3)智能模块式 (4)交换式
6. 中继器 工作在物理层,主要用于放大网络信号以传递更 远。
7. 网桥 功能:连接相同或不同网段,可将一大网分成多 个小网,平衡网段负载,提高效率。工作 在数据链路层。 使用情况: (1)增加网段以扩大网络距离范围。 (2)单个局域网上节点太多,使用网桥以解决 信息瓶颈问题。 (3)将不同类型的局域网连在一起。

纠 正
源库 语代程
程函 法码序
序数 检编连
编 辑

管 理

译接 与 执

网 网网 网 通 络 络络 络 讯 协 资任 安 浏 议 源务 全 览
管管 管 工 理理 理 具
•操作系统 系统软件的核心,指挥和控制计算机软、硬件资源。 ( 1)种类:单用户、 批处理、 实时 、分时 、 网络 分布式 ( 2)功能:处理机管理、 作业管理、 进程管理 、 文件管理 、存储管理 1)管理内存中的数据和指令 2)执行对作业和进程的控制,完成运算和 操作,实现多作业和分时运行 3)管理外围设备,进行各设备间信息交换 ( 3)常用类型:工作站:UNIX,HP-UX,IRIS,
他的图形实体。
(2)自动绘图软件: 功能:零件图的详细设计问题,输出零件图或装配图 方式: 交互式绘图 程序调用 三维几何模型投影变换生成图形 软件:AUTOCAD、Drafting(I-DEAS、UG、PRO/E)
2. 几何建模软件
(1)功能:完整、准确地描述和显示三维几何形 状,具有消隐、着色、实体参数计算、 质量特性计算等功能。
• 数字化仪
(4)图形板 相当于低分辨率的数字化仪,可输入符号、 指令和专用图形元素。
(5)光笔 功能:探测屏幕光点,定位装置(指点输入)。 原理:检测屏幕上图形光强,产生光电信号, 经放大、整形、变成标准的脉冲信号。 优点:价格低,无需另加输入板 。 缺点:分辨率低,精度差,易疲劳,有害射线。
(2)常用软件:CATIA、PRO/E,UGII(I-DEAS)->UGS
3. 工程计算与分析软件
(1)功能:基本物理机械量的计算、基本力学参数计算 有限元分析、公差分析、优化算法
(2)有限元软件: 功能:静态、动态、热特性分析,通常包括 前置处理、 计算分析、后置处理。 常用软件:SAP、NASTRAN、ANSYS
2.2.4 网络设备
1. 服务器:包括软件和硬件。 运行网络操作系统,提供文件、通信和打
印服务等
2. 工作站:网络工作站—网络上的一个计算机节点。 3. 电缆:
(1)细同轴电缆(BNC) 易于安装,价低,但连接距离短。
(2)粗同轴电缆(AUI) 成本较细缆高,难于维护。
(3)双绞线 广泛用于局域网,便宜、易安装、维护方便。
3. 按网络使用情况分类
(1)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。
(2)网络化系统: 星型网
环型网
总线网
(3)特点: 软硬件资源分布在各个结点上 既可独立使用,也可共享资源
Internet
PC PC
...
HUB ...
PC PC
打印机
服务器
绘图机
局域网系统
•ISO于1985年采用作为国际标准 •子程序软件包:描述应用程序和图形设备的接口
拟定了三维图形标准GKS-3D c. PHIGS程序员层次交互图形系统
(Programmer's Hierarchical Interactive Graphics System)
•美国1986年推出,后被接受为国际标准 •应用程序及其图形支持系统间接口功能规范 •具有多层的图段数据结构,一个图形实体包含其
高速处理机
文件管理 工程设计(PC) 工程分析(工作站)
网络
绘图机 远程数据通道 打印机 扫描仪
数字化仪
工艺夹具设计
生产管理与制造
环型网分布式CAD/CAM系统






总 线 网
几种局域网络形式
2.2 CAD/CAM系统中的典型硬件
硬件 - - 计算机系统中一切可见的物理设备
2.2.1 计算机基本系统
延迟 精确度 分辨率
2.2.3 输出设备
(1) 显示器 既属输入设备,又属输出设备。
(a)类型 CLeabharlann BaiduT:阴极射线管显示器 LCD:液晶显示器
(b) 技术指标
•分辨率: 屏幕上可识别的最大光点数 水平方向光点数*垂直方向光点数 例如:800*600,1024*768, 1280*1024,1600*1200
a. CGI (Computer Graphics Interface) - 计算机图形接口编码
•ANSI于1984 年起后被ISO接受为国际标准 •独立图形产生、显示和记录格式 •不同的图形设备之间的图形信息的转换
b. GKS (Graphic Kernel System)图形核心系统
•1979年由德国(DIN)提出草案,
配置:内存 - 16MB(160) 选装网卡,实现网络打印 驱动程序:Windows3x、9x、NT
幅面:1.07米,0.61米 精度:1200x600dpi 线条宽度:0.04mm 高速:每个打印头:304个喷嘴
喷墨频率:36000次/秒 709平方米/小时,A1彩图需90秒
彩色静电绘图机的工作原理
用于大、中、小型机,数据备份。 d. 光盘: 类型:
只读型光盘 一次写入型 可擦写型光盘 容量:600MB
2.2.2 输入设备
(1)键盘 打字键:英文字母,数字及各种符号
功能键:如F1-F12,随软件定义功能 控制键:Ctrl、Alt、Shift和其它键组合应用 (2 )鼠标和操纵杆 a. 类型:鼠标、光笔、数字化仪触摸屏,
操纵杆,跟纵球等。
b. 鼠标功用:选择绘图位置,拾取图形目标, 选择菜单。
c. 鼠标分类: 机械式:普通用的、精度低便宜
光学式:精度高,有专用平板
光机式:性能价格在前两者之间
d.操纵杆:三维鼠标(空间球)、三维操纵杆 特点:操作简单,直观
(3)数字化仪 原理:用触笔或游标, 通过图形板输入 各种命令或符号, 转换为数字信息。
2)滚筒式 特点:纸与笔都动 结构紧凑,速度快,精度低,绘大图。
滚筒式绘图机机构示意图 1-Y向步进电机 2-笔架 3-滚筒 4-纸 5-X相步进电机 6-钢丝绳
• 大型平板绘图仪
• 滚筒式绘图仪
(2)非笔式绘图机 静电绘图机、喷墨绘图机和热敏绘图机
HP DesignJet500、800、5000
系统软件 支撑软件 应用软件
存储设备
生产设备
2.1.2 CAD/CAM系统的分类
1. 按硬件和信息处理方式分类
(1) 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
(2)工程工作站和微机系统
•工程工作站系统 特点:32位以上的微处理器
第二章 CAD/CAM系统
主要内容: 1. CAD/CAM系统组成与分类 2. CAD/CAM系统的典型硬件 3. CAD/CAM软件系统 4. CAD/CAM系统的设计原则
2.1 CAMCAM系统的组成与分类
2.1.1 CAD/CAM系统的组成
CAD/CAM系统
硬件系统
软件系统
计算机
输入设备
输出设备
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