计算机辅助制造讲义20073
计算机辅助制造_CAD第一讲
ICGS基本功能（4）
五、视窗变换：窗口到视区的变换 窗口：世界空间（坐标系）中定义的矩形区域。用 于选取观察对象，位置和大小任意，可以嵌套。 视区： 设备即屏幕空间（坐标系）中定义的矩形 区域。用于显示图形内容，大小有限（最大为屏幕区 域），布局一般为tile(平铺式)或cascade(层叠式)， 可以有多个。 窗视变换的原理与照相原理相同。 窗口（取景器）、视区（相纸）、模型空间（底片）
交互式计算机图形处理系统（ICGS）
交互的对象是什么？ 对象怎么描述？ 怎么交互？
图形
建模方法
ICGS的基本功能
交互的原理是什么？
图形变换、消隐、剪裁、渲染。。。。。
图形的构成要素
几何要素（几何属性）
点、线、面、体等
视觉要素（视觉属性）
明暗、灰度、色彩、纹理、透明性、线型等
计算机图形处理系统（一）
CAD系统的硬件的发展历程
第一阶段： 控制开关、穿孔纸等 第二阶段： 键盘、光笔 第三阶段： 二维定位设备，如鼠标、坐标数字化仪、跟 踪球、触摸屏、操纵杆、扫描仪等 第四阶段： 三维输入设备（如三维鼠标、空间球、数据 手套、数据衣） 智能人机接口：用户的手势、表情、语音等
图形输入设备（三维鼠标与空间球）
计算机辅助制造_图形与CAD部分
第一讲 交互式计算机图形系统
计算机中表示物体的三个要素
造型技术： 在计算机中建立所要生成图像的物体的模型 即给出表示该物体的几何数据和拓扑关系 绘制技术： 按照给定的观察点及观察方向将物体模型在 计算机屏幕上显示出来 人机交互技术： 为造型和绘制这两个过程提供友好的人机界 面
应用算法 数据和 程序调用 模型算法 数据 数据结构 模型 数据
CAD系统的体系结构
全套课件 《计算机辅助设计与制造》
DH[ip][jp],DH[ip][jp]); else
printf(“\n输入错误！”); }
3.2 数表的文件化处理
1．用编辑软件产生顺序文件
2．用程序生成顺序文件
3．文件的读取和检索 以表3-1由小链轮齿数Z查齿数系数K的文件化处理为例 ： 建立数据文件ZK.DAT如下： 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 38 0.446 0.555 0.667 0.775 0.893 1.0 1.12 1.23 1.35 1.46 1.58 1.70 1.81 1.94 2.12 用Turbo C语言编程如下：
main() { int i,z1,z[15],jp=20;
1.46,1.58,1.70,1.81,1.94}; printf(“请输入链轮齿数Z1：”); scanf(“%d”, &Z1); for(i=0;i<14;i++)
if(Z[i]==Z1) { ip=i; i=15; }
if(ip<20) printf(“\n当Z=%d时，K=%f”, z[ip],k[ip]);
2.2 CAD 系统的软件
系统软件 CAD系统的软件可分为三个层次 支撑软件
应用软件 一．系统软件
系统软件指操作系统和系统实用程序等，它用于计算机 的管理、控制和维护。
1．操作系统。
2．编译系统。
3．系统实用程序。
二．支撑软件
1．图形处理软件。负责CAD的绘图。
2．几何建模软件。Pro/E等
第10章 计算机辅助制造
CAD/CAM
后置处理则是将刀位数据、 后置处理则是将刀位数据、刀具命令及各种功能 则是将刀位数据 转换成某台数控机床能够接受的指令字集。 转换成某台数控机床能够接受的指令字集。后置处 理程序需要根据具体数控机床控制的要求进行设计， 理程序需要根据具体数控机床控制的要求进行设计， 具有专用性。 具有专用性。 经后置处理后可以通过打印机打印出数控加工程 序单，也可以通过穿孔机制成穿孔带， 序单，也可以通过穿孔机制成穿孔带，也可以通过 通信接口将后置处理的输出直接输入至CNC CNC系统的 通信接口将后置处理的输出直接输入至CNC系统的 存储器中。经计算机处理的数据， 存储器中。经计算机处理的数据，还可以通过屏幕 图形显示或由绘图仪自动绘出刀具运动的轨迹图形， 图形显示或由绘图仪自动绘出刀具运动的轨迹图形， 用以检查处理数据的正确性。 用以检查处理数据的正确性。
数控语言编程的过程
CAD/CAM
编程员用数控语言将加工零件的有关信息（ 编程员用数控语言将加工零件的有关信息（如零 件几何形状、材料、加工要求或切削参数、 件几何形状、材料、加工要求或切削参数、走刀路 刀具等）编制成零件源程序， 线、刀具等）编制成零件源程序，通过适当的媒介 如穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘、键盘等） （如穿孔带、穿孔卡、磁带、磁盘、键盘等）输入 到计算机中， 到计算机中，计算机则通过预先存入的自动编程系 统处理程序（编译程序）对其进行前置处理 前置处理及 统处理程序（编译程序）对其进行前置处理及后置 处理。 处理。 前置处理用以对由数控语言编写的零件源程序进 前置处理用以对由数控语言编写的零件源程序进 行翻译并计算出刀具中心轨迹，即刀位数据。 行翻译并计算出刀具中心轨迹，即刀位数据。这一 部分独立于具体的数控机床，具有通用性。 部分独立于具体的数控机床，具有通用性。
计算机辅助制造
第四节计算机辅助制造（CAM）一、概述图3-4-1 CAM系统及包括的内容到目前为止，计算机辅助制造（CAM，Computer Aided Manufacturing）有狭义和广义的两个概念。
CAM的狭义概念指的是从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，它包括CAPP、NC编程、工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订等。
这是最初CAM系统的狭义概念。
到今天，CAM的狭义概念甚至更进一步缩小为NC编程的同义词。
CAPP已被作为一个专门的子系统，而工时定额的计算、生产计划的制订、资源需求计划的制订则划分给MRPⅡ/ERP系统来完成。
CAM的广义概念包括的内容则多得多，除了上述CAM狭义定义所包含的所有内容外，它还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工、装配、检验、存贮、输送）的监视、控制和管理。
这种广义CAM系统中与物流有关部分的示意图如图3-4-1所示。
在这一节里，我们只介绍CAM最狭义的概念，即只与NC 编程有关的内容。
二、数控系统及数控编程原理图3-4-2 数控系统功能（一）数控系统数控系统是机床的控制部分，它根据输入的零件图纸信息、工艺过程和工艺参数，按照人机交互的方式生成数控加工程序，然后通过电脉冲数，再经伺服驱动系统带动机床部件作相应的运动。
图3-4-2为数控系统的功能示意图。
传统的数控机床（NC）上，零件的加工信息是存储在数控纸带上的，通过光电阅读机读取数控纸带上的信息，实现机床的加工控制。
后来发展到计算机数控（CNC），功能得到很大的提高，可以将一次加工的所有信息一次性读入计算机内存，从而避免了频繁的启动阅读机。
更先进的CNC机床甚至可以去掉光电阅读机，直接在计算机上编程，或者直接接收来自CAPP的信息，实现自动编程。
后一种CNC机床是计算机集成制造系统的基础设备。
现代CNC系统常具有以下功能：(1) 多坐标轴联动控制; (2) 刀具位置补偿; (3) 系统故障诊断; (4) 在线编程; (5) 加工、编程并行作业; (6) 加工仿真; (7) 刀具管理和监控; (8) 在线检测。
计算机辅助制造 概 述
质 量 控 制
产 品 装 配
产 品 调 试
有 代 计算机辅助工程分析，简称CAE 表 意 计算机辅助工艺设计，简称CAPP 义 计算机辅助数控编程，简称NCP 的
计算机辅助绘图，简称CAG
制造资源计划，简称MRPII
CAD/CAM
企业资源计划，简称ERP
计算机辅助质量控制，简称CAQ
1.1.3 CAD/CAM系统工作过程
5. CAD/CAM系统从数据库中提取产品的设计 制造信息，在分析其零件几何形状特点及 有关技术要求后，对产品进行工艺规程设
计，设计的结果存入系统的数据库，同时 在屏幕上显示输出。 6. 工艺设计人员可以对工艺规程设计的结果 进行分析、判断，并允许以人机交互的方 式进行修改。最终的结果可以是生产中需 要的工艺卡片或以数据接口文件的形式存 入数据库，以供后续模块读取。
ห้องสมุดไป่ตู้
应用CAD/CAM系统进行空间凸轮 设计与制造的基本工作过程
CAD
（DESIGN）
根据工作要求设 计出凸轮运动曲 线及三维模型
CAD
（DRAWING）
由凸轮三维模型 自动生成二维工 程图
CAM
（NC）
编制凸轮数控加 数控加工 将加工程序输入 数控机床进行凸 工程序并进行加 轮加工 工仿真
凸 轮 三 维 模 型
1.1.3 CAD/CAM系统工作过程
3. 当把设计对象描述为计算机内部模型后，通 过计算机辅助工程分析计算功能对产品技术 性能指标进行优化设计、性能预测、结构分
析和仿真。即通过计算机数值分析的求解速 度快、效率高的优势，对设计产品的结构和 性能指标进行必要的工程分析和仿真计算。 4. 根据计算机显示的结果，设计人员对设计的 初步结果作出判断，如果不满意，可以通过 人机交互的方式进行修改，直至满意为止， 修改后的数据仍存储在CAD/CAM系统的数 据库中。
CAD制图基础课件 第9章 计算机辅助制造
9.1数控加工技术概述
计算机辅助制造中最核心的技术是数控（Numerical
Control，简称NC备的数据处理和控制电路以及伺服机构等统控控制 系统。
计算机数控系统（Computer Numerical Control CNC ）， 以计算机为核心的数控系统。
数控机床（NC Machine Tools），一种装有程序控制系
指令 位置比 较电路
速度控 制电路
伺服 电动机
工作台
速度检测
位置检测 具有很高的控制精度。闭环系统的设计、安装和调 试都相当困难。 该系统主要用于精度要求很高的镗铣床、超精车 床、超精磨床以及较大型的数控机床等。
3. 半闭环控制数控机床
指令 位置比 较电路
速度控 制电路
伺服 电动机
工作台
速度检测
角度检测 由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消 除。因此，其精度较闭环差，较开环好。 半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因 而在现代CNC机床中得到了广泛应用。
一个完整的程序由三部分组成: 程序结构示例如下：
程序号 程序内容
O0001 程序号
程序结束
N1 G90 G54 GOO X0 Y0 S1000 M03； 第一程序段
N2 Z100．0； N3 G41 X20．0 Y10．0 D01； N4 Z2．0； N5 G01 Z—10．0 F100； N6 Y50．0 F200；
尺寸、刀具运动中心轨 控系统
尺寸及工艺要求进行 分析，确定加工方法 和加工路线
迹、位移量、切削参数 以及辅助功能(换刀、主 轴正反转、冷却液开关 等编制成加工程序
9.2.1 数控编程的分类
零件加工程序的编制方法主要采用以下两种：
计算机辅助制造
CAD/CAM系统编程工艺参数等，由于采用类似于计算机高级语言的数控语言来描述加工过程，大大简化了编 程过程，特别是省去了数值计算过程，提高了编程效率。用数控语言编写的程序称为源程序，计算机接受源程序 后，首先进行编译处理，再经过后置处理程序才能生成控制机床的数控程序。目前常用的数控编程语言是美国麻 省理工学院开发的APT语言。APT语言词汇丰富，定义的几何类型多，并配有多种后置处理程序，通用性好，获得 广泛应用。APT语言的源程序是由语句组成的，共有四种类型的语句。而语句则是由词汇、数值、标识符号等按 一定语法规则组成的。
2、工程工作站或微机系统的单用户系统。此系统特点：1）每一个工程工作站或微机系统都能独立完成 CAD/CAM系统所要求的各项任务；2）价格较低；3）可靠性高 。
按功能划分，CAD/CAM系统可分为CAD、CAM、CAD/CAM 。
发展历程
计算机辅助制造仿真计算机辅助制造的核心是计算机数值控制(简称数控)，是将计算机应用于制造生产过程 的过程或系统。1952年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来 控制机床。此后发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转 换工作位置，能连续完成铣、钻、铰、攻丝等多道工序，这些都是通过程序指令控制运作的，只要改变程序指令 就可改变加工过程，数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。加工程序的编制不但需要相当多的人工，而且容易 出错，最早的CAM便是计算机辅助加工零件编程工作。麻省理工学院于1950年研究开发数控机床的加工零件编程 语言APT，它是类似FORTRAN的高级语言。增强了几何定义、刀具运动等语句，应用APT使编写程序变得简单。这 种计算机辅助编程是批处理的。
计算机辅助教学讲义(全集)
计算机辅助教学（讲义）内蒙古师范大学传媒学院目录第一部分理论部分第一章绪论 4 1.1 计算机辅助教学的发展过程 4 1.2计算机辅助教学的基本构成及应用环境 8 1.3基本理论――戴尔经验之塔 9 第二章 CAI的理论基础 12 2.1 行为主义理论 12 2.2认知主义理论 16 第三章计算机辅助教学的主要教学模式 22 3.1计算机的教育应用及多媒体课件 22 3.2 计算机辅助教学模式 24 第四章课件教学设计基础 31 4.1 课件教学设计的指导思想 31 4.2 课件教学设计的一般过程 33 第五章课件的评价 36 5.1 课件评价概述 36 5.2 课件参考评价标准 38 第二部分实践部分第一章 Flash的基本知识 47 1.1 Flash 8使用界面 47 1.2 Flash制作过程 59 1.3基本绘图案例 61 第二章动画和图层在课件制作中的应用 73 2.1关键帧及补间动画应用 73 2.2文字变换及淡入淡出动画应用 76 2.3逐帧动画的应用 80 2.4图层及其应用 83 2.5动画和图层综合应用案例 90第3章元件应用与课件导出 105 3．1 元件的类型 105 3．2绘制元件 106 3.3 导入元件 116 3.4 按钮元件制作 117 3.5 构建交互课件 120 3.6 导出课件 125 第四章课件中加入文字、公式、图像、图表、声音、视频 126 4.1 在课件中加入文字 126 4.2 在课件中导入图像 128 4.3在课件中加入图表及艺术字 132 4.4 在课件中加入声音 134 4.5在课件中导入视频 137 第五章实现课件中的交互 142 5.1 场景 142 5.2 使用行为实现交互 143 5.3 使用脚本命令实现交互 150第一部分理论部分第一章绪论本章要求：●掌握计算机辅助教学的基本概念●了解计算机辅助教学的发展过程●了解计算机辅助教学的发展方向●理解计算机辅助教学的基本构成和应用环境●理解戴尔经验之塔的理论1.1 计算机辅助教学的发展过程计算机辅助教学在我国的教师教育中应该说已经有十多看的历史了。
计算机辅助制造PPT课件
培养高级工水平
载体6 三角凸台 凹模
载体7 旋转凸模
目标：培养CAM软 件构建三维实体和 曲面的能力；掌握 曲面加工方法。
8学时
目标：培养CAM软件 构建三维实体和曲 面的能力；掌握曲 面型腔加工方法以 及G代码的生成。
8学时
目标：培养利用 MasterCAM软件解决实 际生产任务的能力。
8学时 湖南工业职业技术学院
湖南工业职业技术学院
1-1 课程定位
课程作用
课程旨在使学生具备根据图样正确进行工艺分析， 合理进行数控加工过程设计的能力；具备应用辅助制造 软件MsterCAM完成零件几何造型并模拟加工的能力 ； 具备利用MsterCAM软件与数控机床连接完成零件加工任 务的能力；具备较强的质量意识、责任感和敬业精神； 具备良好的交流沟通和团队协作能力。
计算机辅助制造 MasterCAM
说课人：王 艳
一、课程整体设计
1-1 课程定位
课程性质
《计算机辅助制造》是数控技术专业课程体系中 的一门专业核心课程，该课程是在对专业人才市场 需求和就业岗位进行调研、分析的基础上，以数控 机床加工零件时的程序编制能力以及综合职业素质 培养为重点，校企合作开发的一门工学结合课程。
湖南工业职业技术学院
1-2 课程设计
课程设计思路
湖南工业职业技术学院
1-2 课程设计
培养中级工水平
载体1 支撑板 凸模
载体2 端盖内腔
载体3 冲件凹模
载体4 电子安装 板凹模
10学时
目标：MasterCAM软 件构图的能力 ；生 成加工G代码的能力 ；数控机床现场操 作能力。
10学时：通过四个教学项目的学习，使学生逐步具备MasterCAM软件的 应用能力，并能在企业现场具体实施，最终达到岗位要求。
第九章 计算机辅助制造
第九章计算机辅助制造【导入新课】自动化生产是近年来工艺过程的新趋势。
而数字控制系统的应用，在自动化生产中扮演重要的角色。
请同学例举学校的数控设备【讲授新课】9．1 数控加工基础一、数字控制数字控制简称数控（NC），它是采用数字化信息实现加工自动化的控制技术。
而用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床则称作数控机床。
1. 现代数控机床的构造现代数控机床一般采用 CNC 装置，机床的所有动作包括刀具或工作台的进给量、切削速度，主轴的转动与停止，刀具或工作台的移动路径，切削液的供给或停止，刀具更换等，均由程序直接控制。
数控车床是由机械本体（硬件部分）及数控装置（软件及硬件部分）所组成。
(1) 卡盘数控车床采用中空式液压卡盘，可利用自动送料方式加工圆棒。
压力可依工件的形状、材质加以调整，从而克服高速回转所产生的离心力，确保安全。
(2) 变速箱及主轴电机数控车床的强力进给变速箱结构采用单体式，以使维护工作更简便。
主轴电机采用高动力的伺服电机，调速范围宽。
(3) 工作台工作台大都设计成可倾斜。
(4) 自动拉料装置数控车床通常装置一自动拉料器，可依程序控制将工件拉出至所需的尺寸，进行连续加工，达到自动生产的要求。
(5) 滚珠丝杠数控车床的定位精度是依靠丝杠的精确度来维持的，目前大都选用滚珠丝杠，其特性如下：不会产生滑移；高传动效率及有可逆性；高定位精确度、磨损少、寿命长；适当预压，可使轴向间隙消除。
二、坐标系与运动轴1. 直角坐标系在数控机床上加工，刀具移动的位置为空间上的一个点，此点的位置通常以右手直角坐标（笛卡尔坐标）系统标称。
在确定机床坐标系的方向时规定：永远假定刀具相对于工件是静止运动的。
(1) X 轴：用于长方向的运动轴，如铣床的工作台方向。
(2) Y 轴：用于短方向的运动轴，如铣床的床鞍方向。
(3) Z 轴：平行于主轴方向的运动轴，如立式铣床的床架升降方向。
2. 绝对坐标系与增量坐标系在程序上指令刀具或工作台移动时，这绝对坐标系和增量坐标系两种方式可使用。
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Circular interpolation: G02, G03
N0010 G92 X200.0 Y40.0 Z0 ;
N0020 G90 G03 X140.0 Y100.0 I -60.0 F300；
N0030 G02 X120. 0 Y60.0 I- 50.0；
M04 Spindle CCW
M30 End of tape
2020/11/30
6.1.5 NC Words/控制字
N, G, X, Y , Z, A, B, C, I, J, K, F, S, T, R, M
F: feed rate of the tool motion S: cutting-speed T: tool number
• After they are defined, they can be used in program.
G55
G56
G57
G58
G54
G59
Machine zero
2020/11/30
Rapid traverse: G00
G00:
• to make the machine move at maximum speed. • It is used for positioning motion.
• G17(X-Y), G18(Z-X), G19(Y-Z)
2020/11/30
Set up working coordinate
Z
Machine zero
• is unchangeable and usually is set up with the machine
23
Working coordinate
180° +R >180° -R
G91 G02 X60.0 Y20.0 R50.0 F300.0 G91 G02 X60.0 Y20.0 R-50.0 F300.0
2020/11/30
Circular interpolation: G02, G03
Y
End
X
Center i
Start j
Specify Center with I, J, K
2020/11/30
6.1.5 NC Words/控制字
2020/11/30
6.1.5 NC Words/控制字
M CODES
M00 Program stop
M06 Tool change
M01 Optional stop
M07 Flood coolant on
M02 End of program M08 Mist coolant on
is facing the machine.
X Z
Z
X
2020/11/30
6.1.5 NC Words/控制字
N, G, X, Y Z, A, B, C, I, J, K, F, S, T, R, M
N: specify the sequence number G: preparatory word（准备功能代码）
X
X is the direction of tool movement
Z
horizontal milling machine :
X axis is parallel to the table
vertical machine : +X axis points to the right when the programmer
I, J, K: specify the center for circular motion
2020/11/30
6.1.5 NC Words/控制字
N, G, X, Y, Z, A, B, C, I, J, K, F, S, T, R, M
R: specify the clearance height in canned-cycle（固定循环）
N0010 G81 X1.000 Y2.000 Z0.000 R1.300 Operations in drill cycle G81 : 1. Rapid to location (1,2,2). 2. Rapid down to the R plane:(1,2,1.3) 3. Feed to the Z point, the bottom of the hole:(1,2,0) 4. Operation at the bottom of the hole (dwelling). 5. Rapid or feed to either the R plane or the initial height.
G19GG0023Y
__
Z
__J
R __
K __F __;
End point Circle center, radius
2020/11/30
Circular interpolation: G02, G03
Y X
R=-50mm
End
Start
R=50mm
Specify R with sign before it:
G90 G00 X20.0 Y10.0
G90: absolute coordinate
s
(10,10)
End
(20,10)
Start
(0,0)
2020/11/30
Linear interpolation: G01
G01:
• linear interpolation at feed speed.
G91 G0l X200.0 Y100.0 F200.0
Z is parallel to the spichine:
Z is parallel to the tool axis
2020/11/30
Z Z
6.1.1 Coordinate System/坐标系
X AXIS
X // table
workpiece-rotating machine:
M CODES
modal groups/模态组
M00 Program stop
M06 Tool change
M01 Optional stop
M07 Flood coolant on
M02 End of program M08 Mist coolant on
M03 Spindle CW
M09 Coolant off
• I, J, K are the
incremental distance from the start of the arc;
• Viewing the start of arc
as the origin, I, J, K have positive or negative signs.
2020/11/30
2020/11/30
NC Words/控制字
2020/11/30
G codes
Unit selection:
• G70 (inch), G71(metric)
Coordinates selection:
• G90(absolute), G91(incremental)
Working plane selection:
Y
G91: incremental
100.0
End
coordinates
2020/11/30
Start
200.0 X
Circular interpolation: G02, G03
G02, G03:
• For circular interpolation, the tool destination and the circle
• non-modal functions
Non-modal functions have effect only on the lines on which they occur.
2020/11/30
6.1.5 NC Words/控制字
modal groups/模态组
2020/11/30
6.1.5 NC Words/控制字
Positive motion: moving the cutting tool away from the workpiece.
2020/11/30
6.1.1 Coordinate System/坐标系
Z AXIS Z // rotating spindle
workpiece-rotating machine:
Chapter 6 Numerical Control Programming
6.1 NC part programming 6.2 Manual part programming 6.3 Computer-assisted part programming 6.4 CAD part programming 6.5 NC cutter-path verification 6.6 Analytical geometry for part programming
(is decided by the offset from the machine zero)
• G92 • Be defined in program
• G54～G59
X 25.2
G92 X25.2 Z23.0
• Be defined in CRT/MDI environment, not defined in program
center are programmed in one block
• G02 is clockwise interpolation, G03 is counterclockwise
interpolation