CAD／CAM的基本概念
CADCAM发展历程及基本概念
CADCAM发展历程及基本概念CADCAM是计算机辅助设计与计算机辅助制造的缩写，它由计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）两个部分组成。
CAD是使用计算机进行产品设计和绘图的技术，而CAM则是利用计算机来控制和管理产品制造的技术。
CADCAM技术的发展历程可以追溯到计算机的发展以及制造业的转型。
1.1960年代至1980年代初期：这一阶段的CADCAM技术主要应用于航空航天、汽车和国防等高端制造领域。
最早的CADCAM系统是通过主机与绘图台等外围设备进行交互的，设计师通过绘图板进行草图设计。
此阶段没有专门的CAD软件，设计师主要通过自定义编程进行设计。
2. 1980年代中期至1990年代：此阶段出现了更多的CAD软件，如AutoCAD和Pro/ENGINEER等。
这些软件提供了更多的功能和用户友好的界面，使得设计师可以更方便地进行设计。
同时，随着计算机的性能提高，CADCAM系统开始支持三维模型的设计。
3.1990年代至今：随着计算机硬件和软件技术的不断发展，CADCAM技术开始广泛应用于各个行业。
设计师可以通过CAD软件进行虚拟设计和仿真，在产品制造前进行全面的测试和分析。
CAM技术也得到了快速发展，通过数字化控制（CNC）系统，计算机可以直接控制机床、激光切割机等制造设备进行加工。
基本概念：3.三维建模：三维建模是CAD中最基本的操作之一，通过三维建模可以创建具有三维形状的物体。
设计师可以通过建立三维模型来进行更直观的设计和仿真。
4.仿真和分析：CAD软件提供了各种仿真和分析工具，可以对产品在实际环境中的性能进行模拟和测试。
例如，可以对产品的强度、运动学特性和流体力学特性进行分析，以优化设计和提高产品质量。
5.数字化控制（CNC）：数字化控制是一种利用计算机控制机床和其他制造设备进行自动化加工的技术。
CAM系统可以生成CNC程序，将设计的模型转化为机床的运动轨迹，以实现精确的加工。
模具CAD、CAM
1-1模具CAD/CAM的基本概念模具CAD/CAM现阶段应该指广义的计算机技术在模具设计与制造中的应用，一般包括计算机辅助设计[CAD]、计算机辅助工程分析[CAE]、计算机辅助制造[CAM]、计算机辅助工艺过程设计[CAPP]、产品数据管理系统[PDM]等内容。
计算机辅助工程分析是以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，从而及早发现设计缺陷，是实现模具优化的主要支持模块。
计算机辅助工艺过程设计是指根据产品设计阶段给出的信息，人机交互或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
产品数据管理系统是以软件、计算机网络、数据库、分布式计算等技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源的一体化集成管理的技术。
1-2模具CAD/CAM系统的组成一个完善的CAD/CAM系统应具有的7大功能：快速数字计算及图形处理功能、几何建模功能、处理数控加工信息功能、大量数据和知识的存储及快速检索与操作功能、人机交互通信功能、输入和输出信息及图形功能、工程分析功能等。
模具CAD/CAM系统的运行环境由硬件、软件和人三大部分组成。
硬件主要包括计算机及其外围设备，广义上讲硬件还包括用于数控加工的机械设备和机床等。
硬件是CAD/CAM系统运行的基础。
软件是CAD/CAM系统的核心，包括系统软件、支撑软件和应用软件等。
模具CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、外存储器、输入设备、输出设备、网络设备和自动化生产装备等组成。
由专门的输入及输出设备来处理图形的交互输入与输出问题，是CAD/CAM系统与一般计算机系统的明显区别。
根据CAD/CAM系统的运行环境，所用计算机的类型、规模和性能等级，可归纳为主机系统、小型成套系统、分布式工程工作站系统和微型机系统四种配置形式。
主机是CAD/CAM系统的硬件核心，主要由中央处理器[CPU]和内存储器[简称内存]组成。
CADCAM简介
应用 数据库层
数据库系统 网络层 操作系统
分布式关系数据库系统（、OpenBASE、DM） TCP/IP、Intranet/LAN Windows、Unix
CAM有广义和狭义两种定义。广义的CAM是指工程技 术人员在计算机组成的系统中以计算机为辅助工具，完 成从准备到产品制造整个过程的活动，包括工艺过程设 计、工装设计、NC自动编程、生产作业计划、生产控 制、质量检测与分析等。狭义的CAM通常是指数控 (Numerical Control，简称NC)程序编制，包括刀具路 径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成 等。在生产过程中，使用CAM技术能提高生产质量、 减低成本、缩短生产周期、改善劳动条件等。
真实感模型
比例油土模型
复杂曲面设计
CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品结
构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传
导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析
计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近
似数值分析方法。可对产品的实体模型进行评
估，及早发现设计缺陷，并能正确评价计算分
析结果。
波音777的研发过程中采用CAE数字化样机技术， 节省了大量物理样机试飞次数，仅一次试飞即获 得成功，而每次物理样机实验需花费1亿美元。 CAE技术在汽车工业中的应用，使新车开发周期 由原来的5~6年缩减到现在的1~2年。
“鲨鱼皮”背后的神秘技术
北京奥运会 “水立方”在 9天内我们见证了19项新 的世界纪录和7项新的奥运会纪录的诞生，见证了 泳坛巨星菲尔普斯身着“鲨鱼皮”泳衣勇夺8金的 奥运传奇…… “鲨鱼皮”在水立方掀起的夺金狂潮，让这款泳衣在 国人心中愈加神秘；其实“鲨鱼皮”泳衣正是应用 了CAE技术，下面让我们来了解CAE技术是如何铸 就“鲨鱼皮”的传奇的。
CADCAM发展历程及基本概念
CADCAM发展历程及基本概念CAD-CAM发展历程及基本概念CAD/CAM（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing），即计算机辅助设计与计算机辅助制造，是⼀门基于计算机技术⽽发展起来的、与机械设计和制造技术相互渗透相互结合的、多学科综合性的技术。
第⼀节CAD/CAM发展历程及基本概念⼀、CAD/CAM发展历程1. CAD、CAM技术的发展历程CAD技术从出现⾄今⼤致经历了五个阶段：（1）孕育形成阶段（20世纪50年代）。
（2）快速发展阶段（20世纪60年代）。
（3）成熟推⼴阶段（20世纪70年代。
（4）⼴泛应⽤阶段（20世纪80年代）。
（5）标准化、智能化、集成化阶段（20世纪80年代后期）2. CAE技术的发展历程CAE技术的发展⼤致经历了三个阶段：（1）技术探索阶段（20世纪60~70年代）。
（2）蓬勃发展时期（20世纪70~80年代）。
（3）成熟推⼴时期（20世纪90年代）。
⼆、CAD/CAM基本概念⼀般认为，CAD是指⼯程技术⼈员在⼈和计算机组成的系统中，以计算机为辅助⼯具，通过计算机和CAD软件对设计产品进⾏分析、计算、仿真、优化与绘图，在这⼀过程中，把设计⼈员的创造思维、综合判断能⼒与计算机强⼤的记忆、数值计算、信息检索等能⼒相结合，各尽所长，完成产品的设计、分析、绘图等⼯作，最终达到提⾼产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品⽣产成本的⽬的。
CAD的功能可以⼤致归纳为四类，即⼏何建模、⼯程分析、动态模拟和⾃动绘图。
为了实现这些功能，⼀个完整的CAD系统应由科学计算、图形系统和⼯程数据库等组成。
科学计算包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、产品的常规设计和优化设计等；图形系统则包括⼏何造型、⾃动绘图、动态仿真等；⼯程数据库对设计过程中需要使⽤和产⽣的数据、图形、⽂档等进⾏存储和管理。
CAM是指应⽤电⼦计算机来进⾏产品制造的统称，有狭义CAM和⼴义CAM。
CADCAM-第一章.概述
一、CAD/CAM的基本功能
交
图
存
输
互
形
储
入
功
显
功
输
能
示
能
出
功
功
能
能
1.交互功能
人机接口是CAD/CAM系统中用户与系统连接的
桥梁
友好的用户界面，是用户直接而有效地
完成复杂设计任务的必要条件
除软件中界面设计外，还必须有交互设 备实现人与计算机之间的不断通信
2.图形显示功能
CAD/CAM是一个人机交互的过程，从产品的造型、 构思、方案的确定，结构分析到加工过程的仿真，系 统随时保证用户能够观察、修改中间结果，实时编辑 处理。
产品设计阶段
设计人员以计算机为辅助工具完成各项工作， 即计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)。
生产准备阶段
工艺人员借助计算机根据产品设计阶段给出的 信息和产品制造的工艺要求，交互或自动地完成各 项工作，即计算机辅助工艺过程设计
(Computer Aided Process Planning，CAPP)。
空间的保障。
CAD/CAM系统运行时，数据
量很大，有很多算法往往生成
大量的中间数据，尤其是对图
形的操作、交互式的设计以及
IBM737Байду номын сангаасMagnetic core
storage unit
结构分析中的网格划分等。
4.输入输出功能
CAD/CAM系统运行中，用户需不断地将有关设计 的要求、各步骤的具体数据等输入计算机内，通过计 算机的处理，能够输出系统处理的结果。
生产人员完成从生 产准备到产品制造 出来的过程中的各 项活动，包括作业 计划、零件加工、 装配和性能检验。
计算机辅助设计与制造(CADCAM)
一、CAD/CAM概论本章主要是讲解CAD/CAM的基本概念、基本功能和工作原理等。
CAD/CAM技术是一门多学科综合性应用技术，是20世纪制造领域最杰出的技术之一。
1．1 CAD/CAM的基本概念CAD(Computer Aided Design):是指工程技术人员以计算机为工具完成产品设计过程中的各项任务，如草图绘制、零件设计、装配设计、工装设计、工程分析等；CAPP(Computer Aided Process Planning):是指工艺人员利用计算机，根据产品制造工艺要求，交互或自动地确定产品加工方法和方案，如加工方法的选择、工艺路线和工序的设计等；CAM(Computer Aided Manufacturing):制造人员借助于计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程中各个环节与活动，如数控加工编程、制造过程控制、质量检测等。
1.1.1 从产品制造的过程理解CAD/CAM传统制造概念与过程如图1。
1现代制造概念与过程利用计算机完成各个环节的工作成为CAD/CAM几点说明：1、计算机技术只能解决信息的查询与统计，信息的管理、重复而繁琐的工作等，而并不能代替人的工作，特别是创造性的工作。
2、现代制造概念很大，本书CAD/CAM的概念只涉及到产品的设计、工艺设计、加工、车间控制与质量控制等内容。
3、上述制造环中有三个流：物流、资金流与信息流。
4、企业制造资源有人、财、物、技术与信息。
1.1.2 CAD/CAM的基本功能在CAD/CAM系统中，人们利用计算机完成产品结构描述、工程信息表达、工程信息的传输与转化、信息管理等工作。
因此，CAD/CAM系统应具备以下基本功能：1、产品与过程的建模如何用计算机能够识别的数据（信息）来表达描述产品。
如产品形状结构的描述、产品加工特性的描述、如何将有限元分析所需要的网格及边界条件描述出来等等。
2、图形与图象处理在CAD/CAM系统中，图形图象仍然是产品形状与结构的主要表达形式，因此，如何在计算机中表达图形、对图形进行各种变换、编辑、消隐、光照等处理是CAD/CAM的基本功能。
824计算机辅助制造-第一章
第一章CAD/CAM 概述1.1、CAD/CAM概念1、CAD/CAM概念n 计算机辅助设计CAD(Computer-aided Design)n 计算机辅助制造CAM(Computer-aided Manufacturing)CAD/CAM：是指以计算机为主要技术手段来生成和运用各种数字信息和图形信息，以进行产品的设计和制造。
（Page 1）2、CAD/CAM的广泛性n 技术涉及计算机科学、计算数学、计算几何、计算机图形学、数据结构、数控技术、仿真技术、人工智能等领域.n 特点：具有高智力、知识密集、更新速度快、综合性强、效益高、初始投入大等特点。
n 应用于机械、电子、航空宇航、建筑、轻纺产品的总体及结构设计、运动机构的模拟、有限元分析的前后置处理、工艺过程设计、数控加工、检验测量等环节。
（Page 1）3、CAD/CAM技术发展动力: 三个环境变化n市场环境的变化（企业竞争、产品市场寿命短），n设计环境的变化（开发新产品的成功率要高而设计周期短），n制造环境的变化（多品种、小批量、高质量）1.2、CAD/CAM系统简介1、基本概念n CAD－－从方程求解计算和绘图入手，发展到现在的诸项内容：建立数学模型、工程分析、产品设计（包括方案设计、总体设计、零部件设计）、动态模拟仿真等.CAD/CAM系统是围绕着产品的设计与制造两大部分独立发展起来的，但现在两者是紧密结合在一起的。
n CAM－－指NC编程（手工编程、自动编程）, 到现在还包括：工艺装备设计、数字化（图形化）控制、CAPP（Computer Aided Progress Planning）工艺过程规划、机器人、柔性制造系统FMS（Flexible ManufacturingSystem）、有限元技术、成组技术、工厂管理、CIMS 等.CAM 有广义和狭义的两个概念n CAM的狭义概念:从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，包括生产计划的制定，CAPP(计算机辅助工艺规划)，NC（数控）编程，资源需求计划制定（RRPD），工时定额的计算。
1第一章 CADCAM概述
仿真、工程数据管理、和技术文档整理等设计 活动。 CAD是一门多学科综合的新技术，是一种人和 计算机相结合、各尽所长的新型设计方法
计算机特点： 强有力的计算功能(速度快、精度高) 高效率的图形、文字处理能力， 能存储、处理大量的各类数据。
60年代计算机图形学和数据库技术出现 这一时期计算机硬件的性能不断提高；各种CAD
软件陆续开发；以小型和超级小型计算机为主机 的CAD系统进入市场并形成主流。 20世纪60年代末，显示技术的突破使CAD系统的 性能价格比大幅度提高，用户以每年30%的速度 增加，形成CAD产业。 当时的CAD技术还是以二维绘图和三维线框图形 系统为主
(2)产品制造过程实质上是信息采集、传递、 加工处理的过程。
CIM是一个先进的思想，但是由于当时技术水 平的限制，直到80年代初，这个思想才被制造 领域重视并采用。
近年来，在市场竞争的激励与相关技术进步的 推动下，CIM在实践中被不断充实、完善与发 展。从这个概念出发，经历了信息集成、过程 集成和企业集成（如敏捷制造）的研究和实践 。
广义的CAM是指借助计算机来完成从生产准 备到产品制造出来全过程中的各项活动，包括 工艺过程设计（CAPP)、工装设计、数控加工、 生产作业计划、制造过程控制、质量监控等。
CAE（computer aided engineering）
计算机辅助工程分析：主要指工程设计中的分 析计算、模拟仿真和结构优化等，利用计算机 对工程或产品未来的工作状态和运行行为进行 模拟，分析其功能、性能、可靠性等是否满足 设计要求。
6．计算机辅助工 艺规程设计(CAPP)
7．模拟仿真 8．工程数据管理 9．NC自动编程
计算机辅助制图--第一章CADCAM概述 ppt课件
CAD/CAM技术应用
CAM技术的发展
1952年 数控（NC）机床首次研究成功奠定了CAM的硬件基础。
1955年 研制成功在通用计算机上运行的自动编程工具（APT）语言， 实现了NC编程自动化。
1958年 研制成功自动换刀镗铣加工中心（MC），一次装夹集中加工， 提高加工效率和质量。
ppt课件 PPT课件 PPT课件 18
硬 件
软 件
应 用
CAM
◆ 突飞猛进的时期（20世纪80年代）
硬件技术 大规模集成电路、外设产品系列化
彩色高分辨率图形 显示器、大型数字 化仪、自动绘图机
软件技术
高级编程语言、数据库技术、有限元分析、优 化设计、曲面建模、三维实体建模 企业：大——小 国家：发达——发展中 设计：产品——工程
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计算机技术 CAD/CAM技术 机械制造技术
以人为主体，借助计算机硬、软课件 PPT课件 PPT课件
3
计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）技术是设 计人员和组织产品制造的工艺技术人员在CAD/CAM系统的 辅助之下，根据产品的设计和制造程序进行设计和制造的 一项新技术，是人的智慧和创造力与计算机技术系统的巧 妙结合。设计人员通过人机交互操作方式进行产品设计构 思和论证，产品总体设计，技术设计，零部件设计，有关 零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和零件加工信 息（工程图纸或数控加工信息等）的输出，以及技术文档 和有关技术报告的编制。而工艺设计人员则可以根据CAD 过程提供的信息和CAM系统的功能，进行零部件加工工艺 路线的控制和加工状况的预显，以及生成控制零件加工过 程的信息。
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CAD、CAM 知识
（3）切削方式：指定切削方式，可以从弹出的列表中选择一 种加工方式；
（4）进给：设置进给率，打开“更多”选项可以为各种非切 削移动和切削运动的运动条件设置进给度。
2.2、进入加工环境
2．加工环境设置 功能：为加工环境选择适用的机床与加工模板集； 设置：进入加工模块时，系统会弹出加工环境对话框，
如图所示，选择CAM会话设置和CAM设置后单击“确定” 选项调用加工配置进行加工环境的初始化设置； CAM会话设置用于选择加工所使用的机床类别。CAM设置 是在制造方式中指定加工设定的默认值文件，也就是要 选择一个加工模板集；
1．指定部件 功能：部件定义的是加工完成后的零件，即最终的零件。它控制刀具的切削深度和活动
范围，可以选择特征、几何体（实体、面、曲线）和小面模型来定义零件几何体； 2．指定毛坯 功能：毛坯是将要加工的原材料，可以用特征、几何体（实体、面、曲线）定义毛坯几
何体。在型腔铣中，零件几何体和毛坯几何体共同决定了加工刀轨的范围； 3．指定检查 功能：检查几何体是刀具在切削过程中要避让的几何体，如夹具和其他已加工过的重要
的对象类型；
2.12、指定毛坯
为加工操作指定毛坯，毛坯将确定型腔铣的加工范围，另外毛坯在动态的 可视化刀轨的动态仿真中也是必须的；
可以通过选择几何体的方式进行毛坯的定义，选择方法与部件几何体相同； 部件的偏置 使用部件的偏置方式创建毛坯，将部件几何体的表面进行偏置指定的值产
生一个毛坯； 功能：使用部件的偏置方式创建毛坯，将部件几何体的表面进行偏置指定
CAD.CAM复习资料
一、CAM的基本概念1、CAD、CAE、CAPP、CAM的基本概念计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）：工程技术人员以计算机为辅助工具，完成产品的设计、分析、绘图等工作。
计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE):用计算机辅助求解复杂工程和产品的各种性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。
计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning, CAPP）：工程技术人员以计算机为辅助工具，根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing, CAM）：有广义和狭义两种定义。
广义CAM一般是指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动。
工艺过程设计、工装设计、NC 自动编程、生产作业计划、生产控制、质量控制。
狭义CAM通常是指NC程序编制。
刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真机NC代码生成等。
2、CAD/CAM系统的工作过程、主要任务CAD\CAM的工作过程：1.构造产品几何模型；2.进行详细设计计算及结构方案优化分析，将设计的初步结果以图形方式在屏幕上输出；3.通过人机交互的方式进行修改；4.进行工艺过程设计，将设计的结果在屏幕上显示输出；5.对工艺过程设计以人机交互的方式进行修改，生成工艺卡片或以数据接口文件；6.利用外部设备输出工艺卡片，或CAM系统生成NC加工指令；7.进行仿真、模拟，进行刀具、夹具、工件之间的干涉、碰撞检验；8.在数控机床或加工中心上制造出产品。
CAD\CAM的主要任务：1.几何造型（或几何建模）2.工程分析3.工程绘图4.优化设计5.计算机辅助工艺过程设计（CAPP）6.计算机辅助NC编程7.模拟仿真8.工程数据管理9.应用软件二次开发 10.计算机辅助工艺过程设计（CAPP） 11.计算机辅助NC编程3、CAD/CAM系统的结构与典型类型、主要硬件配置与软件层次及主流支撑软件。
CAD CAM
CAD(计算机辅助设计)指工程技术人员在计算机及其各种软件工具的帮助下，应用自身的知识和经验，对产品进行包括方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等一切设计活动的总称。
CAD是一份设计过程，CAD系统具有集合建模、工程分析、模拟仿真、工程绘图等主要功能。
CAPP（计算机辅助工艺分析）是根据产品设计结果进行产品的加工和制造方法和制造过程的设计。
CAPP系统的功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺设计、工艺路线制定和工时定额计算等。
工艺设计是制造型企业技术部门的主要工作之一。
应用CAPP 技术能够迅速编制出完整、详尽、优化的工艺方案和各种工艺文件，可极大提高工艺人员的工艺效率、缩短工艺准备周期，加快产品投放市场的进程。
广义CAM（计算机辅助制造）指利用计算机辅助完成从毛坯到产品制造过程中的直接和间接的活动。
狭义CAM指数控程序的编制，包括刀具路线的规划、到位文件的生成、刀具轨迹仿形及后置处理和数控代码生成等作业过程，CAD/CAM集成技术是指一种在CAD/CAPP和CAM各应用系统之间进行信息的自动传递和转换的技术。
它是计算机集成制造系统、并行工程系统、敏捷制造系统等新型集成系统中的一项核心技术。
CAD/CAM系统的主要功能:1）产品几何建模。
是CAD/CAM系统的核心功能，是整个CAD/CAM作业的基础，为产品的设计和制造提供基本的几何数据。
2)成品模型的工程分析处理。
可以开展各种不同的产品性能分析计算作业。
常用的工程分析处理作业内容有：1.运动学、动力学分析2有限元分析3.优化设计3）程图绘制4）辅助制定工业规程（CAPP）5）NC自动编程6）加工过程仿真模拟7）工程数据管理CAD/CAM系统是由硬件、软件和设计者组成的人机一体化系统。
硬件是CAD/CAM系统运行的基础，主要包括计算机主机、计算机外部设备以及系统设备等具有有型物质的设备。
软件是CAD/CAM系统的核心，包括操作系统、各种支撑软件和应用软件。
第1章 CAD／CAM技术概论
第1章 CAD／CAM技术概论随着CAD／CAM技术的迅猛发展，许多企业已将CAD／CAM技术运用到实际的生产当中，把产品的数字化模型、工程分析、产品设计、数控编程、模拟加工、生产加工等环节融为一体，进行整个生产周期的全方位预测和控制。
本章主要介绍CAD／CAM的基本概念、CAD／CAM 系统的组成和CAD／CAM技术的发展等内容。
1．1 CAD／CAM技术1．1．1 CAD/CAM的基本概念1．CAD(Computer Aided Design——计算机辅助设计)以计算机为辅助工具来完成产品设计过程中的各项工作，如草图绘制、零件设计、零件装配、装配干涉分析等，并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本的目的。
2．CAE(Computer Aided Engineering——计算机辅助工程分析)以现代计算力学和有限元分析为基础、以计算机仿真为手段，对设计产品进行结构参数、强度、寿命、运动状态及优化性能等方面的工程分析，用于测量与校核产品的可靠性和优化程度。
3．CAPP(Computer Aided Process Planning——计算机辅助工艺过程设计)以计算机为辅助工具，并根据产品的设计信息、要求及产品制造工艺要求，交互地或自动地确定出产品加工方法和方案，例如，进行加工方法选择、工艺路线确定、工序设计等。
4．CAM(Computer Aided Manufacturing——计算机辅助制造)CAM有广义和狭义两种定义。
广义CAM是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来的全过程中的各项活动，包括工艺过程设计(CAPP)、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、计算机辅助质量检测(CAQ)与分析、产品数据管理(PDM)等。
狭义CAM通常只是指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC 代码生成等。
1．1．2 CAD/ CAM的集成自70年代中期以来，计算机的应用日益广泛，几乎深入到生产过程的所有领域，并形成了很多计算机辅助的分散系统。
CAD-CAM
1)CAD/CAM的基本概念。
CAD/CAM系统以计算机硬件、软件为支持环境，通过各个功能模块实现对产品的描述、计算、分析、优化、绘图、工程规程设计、仿真以及NC加工。
广义的CAD/CAM集成系统还应包裹生产规划、管理、质量控制等方面。
2）常用逻辑结构和物理结构的类型和特点。
（1）逻辑结构分为：线性结构和非线性结构。
线性结构特点：数据可以用数表形式表示。
数据间的关系很简单，只是顺序排列的位置关系。
每个数据元素与它前面的一个和后面的一个数据元素相联系。
仅嫩那个用于表达数据间的简单顺序关系。
非线性结构特点：数据间逻辑关系比较复杂，无法用简单的线性表来表示他们之间的逻辑关系，又有树状结构和网状结构之分。
（2）物理结构分为：顺序存贮结构与链接存贮结构。
顺序存贮结构特点：占用存贮单元少，简单易行，结构紧凑。
但数据结构缺乏柔性，若要增删数据，必须重新分配存贮单元，重新存入全部数据，因而不适合需要频繁修改、补充、删除数据的场合。
链接存贮结构：在不改变原来存贮结构的条件下，增删记录十分方便，该结构还为数据检索，尤其是非线性结构的数据检索提供了便利条件，但链接存贮相对与顺序存贮结构而言，需要较大的存贮空间。
3）数据资料程序化处理的目的、方法。
在CAD/CAM中，将资料先期以数据库或文件形式加以管理，以便在设计时由计算机按要求自动检索和调用；或在程序编制过程中融于其中，将其程序化，睡着程序的运行，自然选用，加工处理。
方法有：数组法、屏幕直观输入法、公式计算法等。
4)常见数据结构有哪些？其中哪些属于非线性数据结构？常见数据结构：线性表、栈、队列、数组、串、树与二叉树、图、网。
属于非线性数据结构：树与二叉树、图、网。
5）计算机绘图方法有哪几种？说明其中参数化绘图的原理。
计算机绘图方法有轮廓线法、参数化法、图元拼合法、尺寸驱动法和三位实体投影。
首先建立图形与尺寸参数的约束关系，每个可变的尺寸参数用待标变量表示，并赋予一个缺省值。
CAD／CAM的基本概念
CAD/CAM的基本概念一、概念CAD(计算机辅助设计)和CAM(计算机辅助制造)是60年代以来迅速发展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术。
计算机辅助设计和制造，简称CAD/CAM，指的是以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成产品设计和制造中的各项活动。
计算机辅助设计是人相计算机相结合、各尽所长的新型设计方法。
从思维的角度看，设计过程包含分析和综合两个方面的内容。
人可以进行创造性的思维活动，将设计方法经过综合、分析，转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序。
在程序运行过程中，人可以评价设计结果，控制设计过程；计算机则可以发挥其分析计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务。
人和计算机相结合，在设计过程中两者发挥各自的优势，有利于获得最优设计结果，缩短设计周期。
计算机辅助制造是利用计算机对制造过程进行设计、管理和控制。
一般说来．计算机辅助制造包括工艺设计、数控编程和机器人编程等内容。
工艺设计主要是确定零件的加工方法、加工顺序和所用设备。
近年来，计算机辅助工艺设计(CAPP)已逐渐形成了一门独立的技术分支。
当采用NC(Numerical control数控)机床加工零件时，需要编制NC机床的控制程序。
计算机辅助编制NC程序，不但效率高，而且错误率很低。
在自动化的生产线上，采用机器人完成装配相传送等项任务。
利用计算机也可以实现机器人编程。
在这里的CAM部分，主要阐述NC加工原理与程序编制，而不涉及机器人编程问题。
计算机辅助设计和计算机辅助制造关系十分密切。
开始，计算机辅助几何设计和数控加工自动编程是两个独立发展的分支。
但是随着它们的推广应用，二者之间的相互依存关系变得越来越明显了。
设计系统只有配合数控加工，才能充分显示其巨大的优越性。
另一方面，数控技术只有依靠设计系统产生的模型才能发挥其效率。
所以，在实际应用中二者很自然地紧密结合起来，形成了计算机辅助设计与制造集成系统。
CAD课后题
1.CAD/CAM的基本概念从计算机科学的角度看，设计与制造的过程是一个关于产品信息的产生、处理、交换和管理的过程。
CAD/CAM技术不是传统设计、制造流程和方法的简单映像，也不是局限于在个别步骤或环节中部分地使用计算机作为工具，而是将计算机科学与工程领域的专业技术以及人的智慧和经验以现代的科学方法为指导结合起来，在设计、制造的全过程中各尽所长，尽可能地利用计算机系统来完成那些重复性高、劳动量大、计算复杂以及单纯靠人工难以完成的工作，辅助而非代替工程技术人员完成整个过程，以获得最佳效果。
CAD/CAM系统以计算机硬件、软件为支持环境，通过各个功能模块实现对产品的描述、计算、分析、优化、绘图、工艺规程设计、仿真以及NC加工。
而广义的 CAD/CAM集成系统还应包括生产规划、管理、质量控制等方面。
2.CAD/CAM系统的基本功能图形显示功能输入输出功能存贮功能交互功能（人机接口）3.CAD/CAM系统的工作过程1通过市场需求调查以及用户对产品性能的要求向CAD系统输入设计要求利用几何建模功能构造出产品的几何模型计算机将此模型转换为内部的数据信息存贮在系统的数据库中。
2调用系统程序库中的各种应用程序对产品模型进行详细设计计算及结构方案优化分析以确定产品总体设计方案及零部件的结构主要参数同时调用系统中的图形库将设计的初步结果以图形的方式输出在显示器上。
3根据屏幕显示的结果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贮在系统的数据库中。
4系统从数据库中提取产品的设计制造信息在分析其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。
5用户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。
6利用外部设备输出工艺卡片成为车间生产加工的指导性文件或计算机辅助制造系统从数据库中读取工艺规程文件生成NC加工指令在有关设备上加工制造。
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CAD/CAM的根本概念
一、概念
CAD(计算机辅助设计)和CAM(计算机辅助制造)是60年代以来迅速开展起来的一门新兴的综合性计算机应用技术。
计算机辅助设计和制造，简称CAD/CAM，指的是以计算机作为主要技术手段，处理各种数字信息与图形信息，辅助完成产品设计和制造中的各项活动。
计算机辅助设计是人相计算机相结合、各尽所长的新型设计方法。
从思维的角度看，设计过程包含分析和综合两个方面的内容。
人可以进展创造性的思维活动，将设计方法经过综合、分析，转换成计算机可以处理的数学模型和解析这些模型的程序。
在程序运行过程中，人可以评价设计结果，控制设计过程；计算机那么可以发挥其分析计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、模拟、优化和其他数值分析任务。
人和计算机相结合，在设计过程中两者发挥各自的优势，有利于获得最优设计结果，缩短设计周期。
计算机辅助制造是利用计算机对制造过程进展设计、管理和控制。
一般说来．计算机辅助制造包括工艺设计、数控编程和机器人编程等内容。
工艺设计主要是确定零件的加工方法、加工顺序和所用设备。
近年来，计算机辅助工艺设计(CAPP)已逐渐形成了一门独立的技术分支。
当采用NC(Numerical control数控)机床加工零件时，需要编制NC机床的控制程序。
计算机辅助编制NC程序，不但效率高，而且错误率很低。
在自动化的生产线上，采用机器人完成装配相传送等项任务。
利用计算机也可以实现机器人编程。
在这里的CAM局部，主要阐述NC加工原理与程序编制，而不涉及机器人编程问题。
计算机辅助设计和计算机辅助制造关系十分密切。
开场，计算机辅助几何设计和数控加工自动编程是两个独立开展的分支。
但是随着它们的推广应用，二者之间的相互依存关系变得越来越明显了。
设计系统只有配合数控加工，才能充分显示其巨大的优越性。
另一方面，数控技术只有依靠设计系统产生的模型才能发挥其效率。
所以，在实际应用中二者很自然地严密结合起来，形成了计算机辅助设计与制造集成系统。
通常，CAD/CAM系统指的就是这种集成系统。
在CAD/CAM系统中，设计和制造的各个阶段可利用公共数据库中的数据。
公共数据库将设计与制造过程严密联系为一个整体。
数控自动编程系统利用设计的结果和产生的模型，形成数控加工机床所需的信息。
CAD/CAM可大大缩短产品的制造周期．显著提高产品质量，从而产生巨大的经济效益。
CAD/CAM系统可以从不同的角度加以分类。
按系统的功能范围，CAD/CAM系统可分为通用系统和专用系统两类。
通用的CAD/CAM系统功能全面，适用范围较广。
例如，CATIA、I—DEAS、CADDSS、Pro/Engineer和EUCLID等系统均属此类。
这类CAD/CAM系统通常包括线框、实体和曲面造型模块、绘图模块、装配与零件设计模块、有限元分析模块、数据交换与传输模块和NC加工模块。
专用的CAD/CAM系统指的是那些为特定的应用而开发的系统。
这类系统通常只能适用于一定的专业，或用于解决某一类问题。
例如，冲模CAD/CAM系统相注塑模CAD/CAM系统皆属此类。
按运行方式，CAD/CAM系统可分为交互式系统和自动化系统。
虽然人们正在研究以人工智能方法为根底的CAD/CAM系统，但在目前的技术开展水平方面计算机尚难以自动地完成设计和制造中的全部工作。
因此，绝大多数CAD/CAM 系统都属于交互式系统。
这种系统以交互方式运行，由计算机检索数据，分析计
算，并将运算结果以图形或数据的形式显示在屏幕上，用户可利用键盘和图形板等交互设备输入参数，选择方案，修改设计，控制运行的进程。
另外，CAD/CAM系统从硬件角度可分为主机系统、工作站系统和微机系统;按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技术随着计算机硬件和软件技术的迅速开展日趋完善，在机械、电子、宇航和建筑等部门得到广泛应用。
CAD/CAM技术使产品的设计制造和组织生产的传统模式产生了深刻的变革，成为产品更新换代的关键技术，被人们称为产业革命的发动机。
在工业兴旺国家，CAD/CAM已经形成了一个推动各行业技术进步的、具有相当规模的新兴产业部门。
模具的设计、制造水平和产品的质量、本钱及生产周期息息相关。
随着制造工业的开展，产品对模具的要求越来越高。
传统的模具设计与制造方式已无法适应工业开展的需要，CAD/CAM技术成为解决模具设计与制造中的撂弱环节的有效途径。
随着模具CAD/CAM技术的广泛应用，必将给模具行业的技术改造和开展带来深刻影响，从而大大促进制造业的开展。
二、计算机在设计和制造中的辅助作用
计算机辅助设计与制造这一术语本身包含了这样的意思，即在人能有效发挥作用的地方不用计算机，反之在计算机可被有效利用的场合不用人。
计算机在设计和制造过程中起重要的辅助作用，但不是取代人的作用。
为了弄清二者的作用，使人和计算机更好地结合，共同完成产品的设计与制造，有必要比拟一下人和计算机的特点。
表1为人机特点的比拟，由表中可以看出人和计算机的能力在绝大多数方面是互补的。
在某些地方人胜过计算机，在另一些地方计算机那么优于人。
计算机在设计和制造中的辅助作用主要表达在数值计算、数据存储与管理、图样绘制三个方面。
计算机作为计算工具使用的优越性显而易见。
人工计算容易发生错误的问题在这里得到了完全的克制。
许多需要屡次迭代的复杂运算，只有用计算机才能完成。
一些设计分析方法、例如优化方法、有限元分析，离开计算机便难以实现。
计算机作为计算工具提高了计算精度，保证了结果的正确性。
计算机可靠的记忆能力，使其能够在数据存储与管理方面发挥重要作用。
例如，常规设计时．设计人员必须从有关的技术文件或设计手册中查找数据，不但费
时，而且容易出错。
使用CAD/CAM系统时，标准的数据存放在统一的数据库中，检索存储方便迅速。
有了数据库，设计人员便不再需要记忆具体的数据，也不必关心数据的存储位置，可以全神贯注于创造性的工作。
图样是工程的语言，是人们交流思想的工具。
虽然CAM将使图样在制造中的作用逐渐消失，但图样在审查设计方案、检验产品等方面的作用仍将存在。
图样的绘制工作约占整个设计工作量的60%以上，因此计算机绘图是对设计工作的有力辅助。
这就是为什么计算机绘图被广泛使用的原因。
另外，实际设计中很大一局部图样只是在现有设计的根底上加以局部修改。
一旦图形数据存储于图库之中，它们可以重复使用，可以进展修改与编辑，以产生新的图形。
人和计算机相结合，恰当地发挥二者的作用对CAD/CAM十分重要。
在建立一个 CAD/CAM系统时，应在以下几个方面考虑人机的特点。
经历与判断相结合在产品和工艺过程设计中是不可缺少的，所以设计过程必须由人控制。
设计人员应能在设计的各个阶段行使控制权，应能利用其直觉进展设计，而不一定要遵循计算机的设计逻辑。
计算机的学习能力很差，学习的任务应由人来完成。
人可以从过去的设计中学习，总结经历。
对于费时费力的数值分析工作，计算机可以高速准确地完成。
在设计中应尽可能多地让计算机完成数值分析工作，使人有更多的时间利用数值分析的结果和他本身的直觉分桥能力完成决策性的工作。
计算机具有永久存储信息的能力，对重复性工作有极强的耐力。
所以，在设计和制造过程中，信息的存储管理应在人的指导下由计算机完成。
像绘制图样之类繁琐的、令人疲倦的工作，适合于计算机去完成，将人从重复劳动中解放出来。
计算机具有系统检错的能力，人那么可用直觉方式检错。
一般说来，让计算机自动改正错误是困难的。
因此，改正错误、修改设计的任务应由人来完成。
总之，在设计和制造中计算机可以起到重要的辅助作用，正确地处理人机关系，发挥二者各自的优势，是CAD/CAM中的一个重要问题。