计算机辅助制造05
计算机辅助制造
05 计算机辅助制造(CAM)
2)DNC系统的一般工作过程 DNC系统的工作可分为四个层级进行概括,具体包括用户层、服务层、代理 层以及设备层。 (1)用户层主要包括NC编程人员和生产调度人员,用户层可以通过工作窗 口进入服务层合理分配数控加工任务。 (2)服务层提供CNC加工设备相关的信息,供用户层及时掌握CNC加工设备 的相关数据,此外,服务层还需要及时响应代理层的反馈信息。 (3)代理层实现CNC加工设备的数据通讯,获取服务层的加工信息,传输给 设备层,获取设备层的加工信息,传输给服务层,即实现CNC加工设备与外界数 据间的交换。 (4)设备层即接入局域网络的CNC加工设备。
单词的程序语言。
分 析 零件图纸 零 工艺人员 件 图 样
APT 语 言 描 述 加 工 内 容
APT
APT
程
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序
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编
输
译
入
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计
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位Hale Waihona Puke 机文件后 置 处 理
生 成 NC 加 工 程 序
图5.1.4 APT语言编程流程图
05 计算机辅助制造(CAM)
5.1.2 CAM的发展概况
2)图形语言编程 1970年代,随着微处理计算机技术开始实际应用,相关的工程制图软件开始 使用,零件设计信息转换为交互式界面上的直观图形,人机交互方式的数控程序 设计成为主要的数控程序设计方式。
数 据 存 储
数 据 查 找
加 工 信 息 处 理
NC 仿 真 加 工
图5.1.2 CAM系统的主要功能
05 计算机辅助制造(CAM)
5.1.2 CAM的功能与结构
根据硬件和软件实现的功能,又可将CAM系统分为硬件部分、支撑环境、 系统管理和应用软件四部分。
计算机辅助制造(CAM)作业指导书
计算机辅助制造(CAM)作业指导书第1章 CAM概述 (3)1.1 CAM的定义与发展历程 (3)1.2 CAM系统的构成与功能 (3)1.3 CAM技术的发展趋势 (3)第2章 CAD/CAM集成技术 (4)2.1 CAD与CAM的关系 (4)2.2 CAD/CAM集成方法 (4)2.3 CAD/CAM集成的应用案例 (5)第3章数控编程基础 (5)3.1 数控编程概述 (5)3.2 数控编程语言与标准 (5)3.3 数控编程的基本步骤与技巧 (5)第4章数控加工工艺规划 (6)4.1 数控加工工艺概述 (6)4.2 数控加工工艺参数的确定 (6)4.3 数控加工路径规划 (7)第5章数控编程与仿真 (7)5.1 数控编程仿真技术 (7)5.1.1 数控编程基础 (7)5.1.2 仿真技术原理 (7)5.1.3 数控编程仿真系统 (7)5.2 数控加工过程仿真 (8)5.2.1 刀具轨迹仿真 (8)5.2.2 切削参数仿真 (8)5.2.3 机床动态仿真 (8)5.3 数控编程与仿真的应用案例 (8)5.3.1 飞机结构件加工 (8)5.3.2 汽车模具制造 (8)5.3.3 船舶制造 (8)5.3.4 高速列车关键部件加工 (8)5.3.5 焊接 (9)第6章 CAD/CAM软件应用 (9)6.1 常用CAD/CAM软件简介 (9)6.1.1 AutoCAD (9)6.1.2 SolidWorks (9)6.1.3 Mastercam (9)6.1.4 CATIA (9)6.2 CAD/CAM软件操作流程 (9)6.2.1 建立模型 (9)6.2.2 刀具路径 (9)6.2.3 后处理 (10)6.3 CAD/CAM软件应用实例 (10)6.3.1 零件分析 (10)6.3.2 CAD设计 (10)6.3.3 CAM编程 (10)第7章高速加工技术 (10)7.1 高速加工概述 (10)7.2 高速加工工艺与策略 (10)7.2.1 高速加工工艺 (11)7.2.2 高速加工策略 (11)7.3 高速加工设备与刀具 (11)7.3.1 高速加工设备 (11)7.3.2 高速加工刀具 (11)第8章五轴加工技术 (12)8.1 五轴加工概述 (12)8.2 五轴加工编程与工艺 (12)8.2.1 五轴加工编程 (12)8.2.2 五轴加工工艺 (12)8.3 五轴加工应用案例 (12)第9章激光加工与焊接技术 (13)9.1 激光加工技术概述 (13)9.1.1 激光加工基本原理 (13)9.1.2 激光加工系统组成 (13)9.1.3 激光加工技术的应用 (13)9.2 激光焊接技术 (13)9.2.1 激光焊接原理 (13)9.2.2 激光焊接设备与工艺参数 (14)9.2.3 激光焊接技术的应用 (14)9.3 激光切割与雕刻技术 (14)9.3.1 激光切割技术 (14)9.3.2 激光切割设备与工艺参数 (14)9.3.3 激光切割技术的应用 (14)9.3.4 激光雕刻技术 (14)9.3.5 激光雕刻设备与工艺参数 (14)9.3.6 激光雕刻技术的应用 (14)第10章计算机辅助制造质量控制与优化 (14)10.1 制造质量控制概述 (14)10.1.1 制造质量控制基本原理 (15)10.1.2 制造质量控制方法 (15)10.2 制造过程参数优化 (15)10.2.1 制造过程参数优化方法 (15)10.2.2 制造过程参数优化应用 (15)10.3 制造质量控制与优化的应用案例 (16)第1章 CAM概述1.1 CAM的定义与发展历程计算机辅助制造(ComputerAided Manufacturing,简称CAM)是指利用计算机技术对制造过程进行设计、分析、优化和管理的综合性技术。
计算机辅助制造
计算机辅助制造CAM(computer Aided Manufacturing,计算机辅助制造):利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。
它输入信息是零件的工艺路线和工序内容,输出信息是刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。
CAM (computer Aided Manufacturing,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,能连续完成锐、钻、饺、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。
CAM系统一般具有数据转换和过程自动化两方面的功能。
CAM所涉及的范围,包括计算机数控,计算机辅助过程设计。
数控除了在机床应用以外,还广泛地用于其它各种设备的控制,如冲压机、火焰或等离子弧切割、激光束加工、自动绘图仪、焊接机、装配机、检查机、自动编织机、电脑绣花和服装裁剪等,成为各个相应行业CAM的基础。
计算机辅助制造系统是通过计算机分级结构控制和管理制造过程的多方面工作,它的目标是开发一个集成的信息网络来监测一个广阔的相互关联的制造作业范围,并根据一个总体的管理策略控制每项作业。
从自动化的角度看,数控机床加工是一个工序自动化的加工过程,加工中心是实现零件部分或全部机械加工过程自动化,计算机直接控制和柔性制造系统是完成一族零件或不同族零件的自动化加工过程,而计算机辅助制造是计算机进入制造过程这样一个总的概念。
计算机辅助制造技术
计算机辅助制造技术计算机辅助制造技术(Computer-Aided Manufacturing,简称CAM)是指利用计算机科学和信息技术在制造过程中进行辅助和支持的技术。
它通过自动化和数字化的手段,将计算机与制造工艺相结合,提高了制造效率、准确性和可持续发展性。
本文将探讨计算机辅助制造技术在不同领域的应用以及对生产力和制造业的影响。
一、计算机辅助制造技术的应用领域1. 数控机床数控机床是计算机辅助制造技术最典型的应用之一。
通过数控系统的控制,可以精确控制机床的运动轨迹和加工参数,实现高效、高精度的加工。
数控机床广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业,提高了零部件加工的质量和生产效率。
2. 制造工艺仿真制造工艺仿真是利用计算机模拟和虚拟现实技术,预先验证和优化制造过程的一种方法。
它可以模拟各种工艺参数、生产线布局和操作规程,通过对产生的数据进行分析,帮助制造商选择最佳工艺方案,降低生产成本并提高产品质量。
3. 自动化生产线自动化生产线是以计算机为核心,利用传感器、机器视觉和机器人等技术实现生产过程的自动化和智能化。
自动化生产线减少了人力投入,提高了生产效率和柔性度,广泛应用于汽车、电子、食品等行业。
4. 快速成型技术快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP)是一种通过计算机辅助制造技术快速制造出实物样品的方法。
它可以直接从计算机辅助设计(CAD)模型中生成物理模型,提供了设计验证和样品快速制造的能力,在产品开发过程中起到了至关重要的作用。
二、计算机辅助制造技术对生产力和制造业的影响1. 提高生产效率计算机辅助制造技术通过自动化和智能化的手段,减少了人力投入,提高了生产效率。
例如,数控机床可以实现自动换刀、自动测量和自动修正,大大提高了加工的速度和准确性。
自动化生产线利用机器人和传感器的协同工作,可以实现全天候、高速度的生产,加快了产品的制造周期。
2. 提高产品质量计算机辅助制造技术可以实现精确控制和监测,减少了人为操作的误差。
计算机辅助设计与制造专业
计算机辅助设计与制造专业05年市场调研加入世贸组织后,广东正在逐步变成“世界制造中心”,制造业将成为我国经济的主要增长点,保证制造业健康发展的关键是提高市场竞争能力,制造业的信息化是增强市场竞争能力的根基,制造业信息化的基础是计算机辅助设计与制造(数控技术)。
数控技术的应用非常广泛,目前已出现计算机辅助设计与制造性人才的严重短缺,在很多地区招聘数控高级技术工人的待遇比硕士研究生高的情况。
数控人才的严重短缺成为全社会普遍关注的热点问题,这己引起各级领导的高度关注。
计算机辅助设计与制造(数控加工技术方向)专业人才的严重短缺已是公认,无须讨论。
目前的关键是要弄清楚计算机辅助设计与制造有那些主要岗位、岗位要求、专业知识构成和如何培养这些人才,特别是在高等教育从精英教育向大众化教育转变的时期,生源基础变化较快,企业对人才层次要求上移、使用重心下移的情况下,我们如何建立合理的教学方案,既满足广大青年学生接受高等教育的愿望,又能为社会输送高素质、高技术、高技能实用人才。
为此,我们在03年对企业和部分职业技术院校进行了调研,确立了计算机辅助设计与制造专业的培养目标、人才规格和知识能力结构,提出了整体优化的培养方案,构建了新的课程体系。
在此基础上,04、05继续对学生进行跟踪和对社会、市场进行调查,现将调研的情况总结如下。
一、调查结果分析(一)广东地区职业技术院校计算机辅助设计与制造专业的教学现状通过对广东机电职业技术学院、深圳技师学院、广东白云职业技术学院、广东轻工职业技术学院、广东农工商职业技术学院、韶关学院及广东工贸职业技术学院的继续调查。
我们发现,各职业技术院校近年来,高度重视数控专业的建设发展,师资方面,教师学历、年龄结构、“双师型”比例、继续教育等方面相对较好;设备投入方面,最近三年都有较大的投入或投入计划,实训教学条件得到明显改善,较为贴近生产实际,毕业生动手能力较强;教学改革方面,大多数学校都将该专业作为学校重点专业进行建设,不少学校的数控专业成为省、市教改试点专业,受到社会的广泛关注,毕业生供不应求;产学研结合方面,大多数学校都注意与企业的合作,充分利用社会资源进行教学科研。
《计算机辅助制造》课程标准
《计算机辅助制造》课程标准一、课程定位(一)课程的地位本课程是一门专业技能课程,是机械设计与制造专业的核心课程,通过本课程的学习,使学生掌握UG软件三维建模的基本功能,并具备独立运用该三维软件进行中等复杂零件的三维造型的能力,同时培养学生三维空间思维能力和创新设计能力,为以后的工作和学习打下坚实的基础。
由于该课程是CAM部分的前期基础,因此对机械设计与制造各专业方向的后面UGCAM的学习成果至关重要,所以该课程的学习对其它课程的学习来说,起到了承前启后的作用。
(二)课程的作用通过本课程学习,学生应能够完成机械零件设计、产品设计岗位上的三维模型设计任务和数控加工岗位上数控程序编制前的模型创建等内容。
(三)课程与其他课程的关系主要前导有机械制图、AutoCAD等,学习机械制图了解零件图形表达的基本方式和方法,后续课程有计算机辅助制造。
二、课程设计思路通过对机械设计与制造软件UG课程的项目式教学,突出体现出以“学生为主体”、“培养能力为基石”、“就业岗位为教学向导”,着重培养学生技术应用能力的教育,体现当代高等职业教育以“能力为本”的价值取向,使学生获取知识学以致用。
本课程按照“企业调研——工作岗位划分——工作任务流程分析——综合能力分析--教学情景设计——课程体系设计”的教改思路,坚持以实际工作内容为导向,培养学生专业能力、社会能力、学习能力为核心,以机械设计、工业产品设计岗位工作任务为教学情景,以工作任务为教学主要方式。
在教学中始终坚持以“实用性”的原则,强化学生对设计工作内容的掌握和动手操作能力。
三、课程目标(一)课程工作任务目标独立运用软件完成较复杂零件的三维造型能完成简单零件的工艺编制按照图纸的要求完成零件的建模工作并加工出来(二)职业能力目标熟练掌握基本指令的用法熟练掌握实体的加工中坐标平面和坐标系的运用方法生能够掌握UGCAM部分的基本功能。
能独立运用软件完成较复杂零件的三维造型掌握零件加工工艺的设计。
计算机辅助制造名词解释
计算机辅助制造名词解释
计算机辅助制造(Computer-Aided Manufacturing,简称CAM)是指通过计算机技术与软件工具来辅助制造过程中的各个环节,包括设计、规划、编程、控制和优化等。
在计算机辅助制造中,设计师可以使用计算机辅助设计(Computer-Aided Design,简称CAD)软件来创建产品的三维模型。
这些模型可以通过虚拟现实技术进行可视化,使设计师能够更好地理解和修改产品的外观和功能。
通过CAD软件,设计师可以快速进行多个设计方案的比较和优化,从而提高产品设计的效率和质量。
一旦设计完成,CAM软件可以利用CAD模型生成数控程序(Numerical Control Program,简称NC程序),用于控制机床和其他制造设备的操作。
CAM软件可以
根据产品的几何形状和加工要求,自动生成切削路径和加工工序,避免了传统手工编程的复杂性和错误。
CAM还可以进行加工过程的仿真和优化。
通过模拟加工过程,可以检查和预测潜在的碰撞、工具和工件的干涉以及加工误差,以确保加工过程的安全性和可行性。
此外,CAM软件还可以优化加工路径,以提高加工效率和质量,例如最小化切削时间或最小化表面粗糙度。
随着计算机技术的不断发展,CAM在制造业中的应用越来越广泛。
它可以帮助企业提高生产效率,减少成本,加快产品开发周期,并提高产品的质量和一致性。
同时,CAM也为设计师和工程师提供了更多的创造和创新空间,使他们能够更好地应对市场需求的变化和挑战。
计算机辅助制造3篇
计算机辅助制造第一篇:计算机辅助制造概述计算机辅助制造(Computer-Aided Manufacturing,简称CAM),是指利用计算机和相关软件来实现生产制造中的各种活动的自动化,实现数字化制造过程,提高生产效率和精度的一种现代制造技术。
CAM技术主要分为三个步骤,即CAD制图、CAM加工编程和机器操作。
其中CAD制图是制造工艺的基础,CAM加工编程将CAD模型转化为加工路径,并为此制定适当的数控加工程序,机器操作则是通过数控机床来实现制造加工。
CAM技术的应用范围非常广泛,包括汽车、航空、船舶、电子、冶金、化工、医疗等众多行业。
CAM技术可以减少制造成本、提高制造精度和效率,实现自动化生产,同时还能提供更全面的产品数据,以支持产品设计和优化制造流程的各个阶段。
计算机辅助制造技术作为智能制造的关键技术之一,已成为现代制造业的核心之一。
通过CAM技术的应用,可以大大提高制造业的生产水平,实现智造和高效制造,在激烈的市场竞争中获得更大的优势。
第二篇:计算机辅助制造的发展历程计算机辅助制造技术的发展可以追溯到20世纪60年代初期。
当时,计算机辅助工程(Computer-Aided Design and Engineering,简称CAD/CAM)技术的出现,最初是为了解决部分发展中国家的军事问题。
慢慢地,这种技术被工业界和学术界广泛应用。
20世纪70年代,随着计算机的快速发展,CAD/CAM技术开始得到广泛的应用。
同时,出现了大量的CAD/CAM软件,例如Pro/Engineer、CATIA等。
到了20世纪80年代初,两种不同的软件应运而生:一类是用于3D CAD/CAM设计的软件,另一类则是用于加工编程的软件。
同时,各种CAD/CAM软件都开始进行升级,以提高其性能和功能。
20世纪90年代初期,CAD/CAM技术中的CAM得到了更多的关注。
随着计算机技术和机器工具的快速发展,CAM软件得到了大幅度提升,数控机床产业也迎来了新的发展机遇。
计算机辅助制造CAM
计算机辅助制造CAM计算机辅助制造(Computer-Aided Manufacturing,简称CAM)是指通过计算机控制机器和设备进行制造加工的技术。
它是现代制造业的重要组成部分,广泛应用于机械加工、自动化加工、电子制造等领域。
CAM技术使得制造业生产效率提高了,同时也为制造业带来了更高的质量和更快的响应速度。
CAM的主要内容包括:数控编程、工艺规划、机器人技术、虚拟制造、自动化控制技术等。
数控编程是CAM技术的基础,它通过程序对机器进行控制,实现各种生产加工操作。
工艺规划是在制造过程中对工艺方案进行规划和优化,以达到最佳的加工效果和经济效益。
机器人技术是使机器具备类似于人类动作与感知能力的技术,通过机器人对各种制造过程进行安全的操作。
虚拟制造是用计算机模拟出制造流程,在计算机环境下对制造过程进行优化和测试。
自动化控制技术是在制造过程中通过计算机智能控制,实现自动化加工。
CAM技术的优势在于可以通过计算机控制机器进行高效的加工操作,提高生产效率和精度。
CAM系统可以解决传统加工方式中存在的人工可靠性低、误差大、排产繁琐等问题。
CAM系统还具有灵活性高、反应速度快、重复性好等优点。
CAM技术的发展,可以对人类劳动力缺乏的行业进行救助,同时也可以在制造业上达到技术革新和现代化。
然而,在CAM技术的应用过程中,也出现了一些问题。
首先,CAM技术要求生产线实现高度的自动化,需要投入大量高科技设备和资金。
其次,数字化制造过程需要大量的基础性计算技术的支持,例如计算、优化、人工智能等。
还有就是CAM技术还面临着管理信息化及资源利用的问题。
要想克服这些问题,需要对技术有更深层次的理解和应用,也需要加强政策和资金支持。
作为CAM技术中最具代表性的数控技术(Numerical Control,简称NC),它实际上就是根据数字化的加工要求来控制工作机床的机械动作,从而实现产品的制造。
数控技术的思想和发展史可以追溯到上个世纪初期,20世纪50年代初期,数控技术在美国和欧洲开始得到广泛应用。
计算机辅助制造
计算机辅助制造计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)是一种应用计算机技术来实现工业自动化生产的技术。
它主要实现了自动化加工过程中的设计、策划、编程、控制、优化等功能。
通过CAM技术,生产企业可以实现生产工艺数字化、智能化、自动化,提高生产效率,降低生产成本,提高产品质量和市场竞争力。
一、CAM技术介绍(一)CAM的基本原理和发展历程CAM技术是指利用计算机自动控制机器工具、机器人或其他设备实现工业产品加工的一种技术。
CAM技术是现代数字化制造的核心技术之一,具有许多特点,如自动化程度高、速度快、精度高、质量稳定等。
在工业生产过程中,CAM技术可使设计、策划、编程、加工、控制等一系列复杂过程数字化、自动化实现,大大提高生产效率,降低生产成本,提高产品质量和市场竞争力。
CAM技术最初来源于计算机实现了CAD(计算机辅助设计)的基础上,逐渐发展成为数字化制造的核心技术。
随着数控技术和计算机技术的不断革新与发展,CAM技术在工业生产领域中的应用也越来越广泛,已经成为现代工业生产不可缺少的重要组成部分。
(二)CAM的应用领域CAM技术的发展,将计算机智能化和制造技术相结合,其应用领域非常广泛。
目前,CAM技术主要应用于以下几个领域:1. 机械制造机械制造是CAM技术的最主要应用领域。
如数控机床、切割机床、铣床、磨床等机床的加工都是应用CAM技术来实现的。
2. 汽车制造汽车制造中,制造零部件和汽车外壳都是应用CAM技术来实现的。
如汽车压铸件、车身蒸发器、底盘等部件,都可以通过CAM技术来进行数字化制造,从而实现自动化生产。
3. 飞机制造飞机制造领域需要高精度的零部件,同时生产数量低、周期长,因此CAM技术在飞机制造领域中的应用更为突出。
如飞机发动机零部件、航空材料制造、飞机模型制作等都是CAM 技术的应用领域。
4. 电子制造电子制造是CAM技术的另一项重要应用领域。
计算机辅助制造技术
计算机辅助制造技术计算机辅助制造技术,简称CAM技术,是将计算机技术应用于制造业领域,通过计算机软件和硬件设备的辅助,实现对传统制造过程的自动化、数字化和智能化升级。
在传统制造过程中,人工操作不仅时间消耗大、成本高,而且精度难以保证。
而CAM技术通过引入计算机软件,使得制造过程由人类主导转变为计算机自动化,大大提高加工质量和效率。
CAM技术主要包括以下几个方面:1. CAD设计CAD是计算机辅助设计的缩写,是一种运用计算机进行制作、修改和优化设计的技术。
通过CAD软件,设计师可以在计算机上实现模型的三维建模,进行模型修缮、拼合、剖析和检测等功能。
2. 数控技术数控技术,又称计算机数控技术,是指应用计算机技术实现机床自动化控制的一种技术。
通过数控系统,机器工具可以根据预先编好的数控程序进行加工操作,准确控制加工轨迹和深度,实现零误差的加工过程。
3. CAM软件CAM软件是计算机辅助制造技术中的关键环节,它可以将CAD软件设计的三维模型和数控工作程序进行自动匹配,生成机床加工的具体控制指令。
CAM软件的核心是数学算法,它可以对复杂的加工过程进行计算和分析,从而实现高效、准确的制造过程。
4. 机器人工艺机器人技术是21世纪制造业发展的重要方向。
基于CAM技术的机器人应用,在各个制造领域中已扮演非常重要的角色。
它可以提高生产线的效率,降低工人的劳动强度,同时保证产品的质量与一致性。
5. 互联网技术互联网技术是CAM技术发展的新趋势。
CAM技术的数字化和智能化,将大大减少生产过程中的交流和运输费用。
通过互联网技术,制造商和供应商可以实现直接沟通和合作,生产周期大大缩短,成本也大幅下降。
总之,计算机辅助制造技术的发展,将大大提高制造业的效率和质量。
未来的CAM技术将更加集成和智能化,实现从单一的机械操作到智能工厂的转型。
随着科技的迅猛发展,计算机辅助制造技术已成为制造业从传统向智能制造转型的重要技术支撑。
未来,CAM技术将面临更多的挑战和机遇。
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。
高中信息技术课程教学中的计算机辅助设计与制造
小组合作学习法:学生分组进 行讨论和协作,共同完成任务,
培养团队合作和沟通能力。
任务驱动教学法:教师布置 具体任务,学生在完成任务 的过程中学习相关知识,提
高解决问题和实践能力。
案例教学法:通过分析实际案 例,引导学生理解和掌握计算 机辅助设计与制造的基本原理
和方法。
启发式教学法:教师引导学生 主动思考和探索,发现新知识 和新方法,培养创新思维和实
工艺规划、生产调度等。
关键技术:包括计算机图形学、 几何建模、数值分析、优化设 计等关键技术,这些技术的应 用使得计算机辅助设计与制造
成为可能。
汽车制造:通过计算机辅助设计,实现汽车零部件的快速设计和优化 航空航天:利用计算机辅助设计技术,实现飞机和航天器的轻量化设计 船舶制造:通过计算机辅助设计,提高船舶的结构强度和稳定性 电子设备:利用计算机辅助设计,实现电路板和电子元件的快速设计和生产
践能力。
高中信息技术课程 中计算机辅助设计 与制造的教学评价
作品创意:评价学 生作品的创意和独 特性
技术难度:评价学 生作品的技术难度 和实现难度
作品美观:评价学 生作品的视觉效果 和美观程度
实用性:评价学生 作品的实用性和应 用价值
学生的参与度: 评价学生在课 堂上的参与程 度和互动情况
学生的技能掌握: 评价学生对计算 机辅助设计与制 造相关技能的掌 握程度
案例选择:选取具有 代表性的案例,如机 械制造、航空航天等 领域的实际项目。
案例分析:引导学 生分析案例中的技 术难点、创新点以 及解决方案。
案例实践:学生动 手操作,实践案例 中的技术方法,加 深理解。
案例总结:总结案 例中的经验教训, 提升学生的技术应 用能力。
计算机辅助设计与 制造在高中信息技 术课程中的教学目 的
计算机辅助制造在生产方法改善中的应用
计算机辅助制造在生产方法改善中的应用计算机辅助制造(CAD/CAM)是指通过计算机技术和软件,辅助设计(CAD)和制造(CAM)过程中的各个环节,从而提高生产效率和产品质量的一种方法。
在生产方法改善中,计算机辅助制造的应用可以帮助企业解决传统生产方法中存在的诸多问题,从而实现生产过程的优化和提升。
首先,在产品设计阶段,计算机辅助制造可以通过CAD软件提供设计师丰富的工具和功能,帮助他们快速完成产品设计和模型建立。
与传统的手工设计相比,CAD软件可以实现设计的数字化和可视化,大大提高了设计师的工作效率和设计质量。
此外,CAD软件还可以通过仿真和模拟功能,帮助设计师预测和分析产品性能,优化设计方案,从而减少试错成本和时间。
通过计算机辅助制造的应用,设计师可以更加直观和全面地了解产品的设计和制造要求,从而为后续的生产做出合理的规划和准备。
其次,在制造过程中,计算机辅助制造可以减少人力资源的浪费和生产成本的降低。
传统的生产方法往往需要大量的人力和物力投入,存在着生产过程低效、劳动力成本高等问题。
而计算机辅助制造通过引进自动化和智能化的生产设备和机械装置,能够实现生产过程的数字化和自动化,大大提高了生产效率和品质稳定性。
CAM软件能够根据CAD软件生成的产品设计模型,自动生成生产工艺和工序规划,帮助企业更加快速和准确地进行生产。
通过计算机辅助制造的应用,可以大幅度减少人力资源的使用,节约了生产成本,提高了企业的竞争力。
另外,在质量控制和质量管理方面,计算机辅助制造的应用也能够起到重要的作用。
在传统生产方法中,由于人工操作的不确定性和难以控制,常常会出现产品的质量问题。
而计算机辅助制造通过数字化和自动化的生产过程,能够实时监测和控制生产过程中的各个环节,以确保产品的一致性和稳定性。
CAM软件在生产过程中可以对操作人员进行指导和监控,避免人为操作的误差和漏洞。
同时,计算机辅助制造还可以通过数据的采集和分析,帮助企业实现质量管理的全过程控制和优化,在生产过程中及时发现和纠正质量问题,提高产品的一致性和稳定性。
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CAE工作特点
以产品三维实体模型为基础,并能和 CAD/CAM其它子系统方便地进行数据 交换和连接,协同工作。 Pro/Engineer、I-DEAS、UGII等均已集 成工程分析软件
5.2 有限元分析计算
有限元分析基本原理
用于:求解连续介质和场的力学及数学物 理方程问题。 基本思想:
连续弹性体→有限个单元 根据一定精度要求,用有限个参数来描述各单 元体的力学特性 而整个连续体的力学特性就是构成它的全部单 元体的力学特性的总和。
有限元分析数据后处理包括
对结果数据的加工处理 结果数据的编辑输出 有限元数据的图形表示
有限元分析软件与CAD系统其它软件的 连接和集成
集成化商品软件 集成不同公司的软件
连接内容
产品模型与有限元的连接 有限元与优化设计连接
数据接口(IGES、STEP)
外部数据文件作为接口 中央数据库 接口程序模块
搜索方向、计算最佳步长
迭代终止准则
相邻两迭代点的间距充分小时 相邻迭代点的目标函数值的下降量或相对下降量已达 充分小时 目标函数在迭代点的梯度已达充分小时
机械设计中常用优化方法
黄金分割法(0.618法) 插值法 坐标轮换法 梯度法 共轭方向法 复合形法 罚函数法
5.4 计算机仿真
计算机仿真基本概念
(1) 产品形态仿真 (2) 零件部件装配关系仿真以及工作环境窨的配置仿真 (3) 运动学仿真 (4) 动力学仿真 (5) 工作物理场仿真 (6) 加工过程仿真 (7) 零件工艺过程的几何仿真 (8) 生产过程仿真
平面问题离散化
单元分析
三角形单元的虚位移
整体分析实例
网格自动划分 生成有限元属性数据 数据自动检查
Hale Waihona Puke 有限元后处理对有限元分析后产生的大量结果数据,需 要筛选出或进一步转换为设计人员所需要 的数据,如危险截面应力值、应力集中区 域等。 还可利用计算机的图形功能,形象有效地 表示有限元分析的结果数据,使设计人员 可以直观、迅速地了解有限元分析计算结 果。
5.3 优化设计
包括内容:
建立优化设计数学模型 采用适当的最优化方法,求解数学模型
优化设计数学模型
设计变量 约束条件 目标函数 建立优化设计数学模型
例—优化设计数学模型的建立
求解优化问题的基本思路和策略
解析法
利用数学解析方法(如微分、变分等方法)来 求解。
数值迭代法
利用函数在某一局部区域的某些性质和函数值, 采用某种算法逐步逼近到函数极值点的方法。 搜索、迭代、逼近 迭代方法核心
连续系统模型 离散系统模型
计算机仿真的一般过程
计算机仿真工作分以下几个阶段:
(1) 建立数学模型 (2) 模型变换 (3) 编制仿真程序 (4) 进行仿真试验 (5) 仿真结果整理分析
仿真在CAD/CAM系统中作用
CAD/CAM系统中,仿真分析数据取自CAD/ CAM产品模型和系统数据库,仿真结果作为性能 质量的评价,反馈回设计和规划模块,对设计和 规划进行动态修改。 应用方面:
有限元方法:
位移法
以应力分析计算为例,以节点位移 位移为未知量,选择适 位移 当的位移函数,进行单元的力学特征分析。 在节点处建立平衡方程(单元的刚度方程),合并组 成整体刚度方程,求解出节点位移。 再由节点位移求解应力。
力法
以节点力 节点力为基本未知量,在节点上建立位移连续方程 节点力 解出节点力后,再计算节点位移和应力
第五章 计算机辅助工程分析
工程分析的主要内容及分析计算方法 有限元分析计算 优化设计 计算机仿真
5.1工程分析的主要内容及分析计算方法
工程分析
在实际工程问题中,存在多个参数和因素间的相 互影响和相互作用,依据科学理论,建立反映这 些参数和因素间的相互影响和相互作用的关系式 并进行求解。
计算机辅助分析
利用计算机技术提供的辅助分析计算的支撑环境 和工具进行工程分析。 过程:
首先 按求解内容的物理规律确定计算关系,建立计算 模型; 其次 确定求解策略和方法,并用软件实现
CAD/CAM中CAE工作:
(1) 力学性能分析 (2) 运动分析 (3) 温度场、电磁场、流体场分析求解 (4) 最优设计参数和加工规则 (5) 计算刀具加工位置,生成数控加工代码 (6) 对已形成的设计方案和加工方案进行仿 真分析
仿真 采用模拟真实系统的模型,通过对模型的分 析和试验去研究真实系统的工作行为。 物理仿真 采用实际系统在物理上相似的实物模型 分析。 数字仿真(计算机仿真)是在计算机内建立实际 系统的计算模型,通过运行仿真软件代替实际系 统运行工作,以便观察和考核试验。
CAD/CAM中常采用仿真技术对设计产品的工作 性能和加工过程考核和评估,仿真系统由设计产 品模型及工作和加工环境组成。 仿真计算模型
特别提示:对大型复杂结构,在保证计算精度前 提下,尽可能进行简化。
平面问题的有限元分析
平面问题离散化 单元分析 整体分析
有限元分析软件
有限元软件组成
有限元前处理 有限元分析 有限元后处理
有限元前处理
在进行有限元分析前,需要输入大量的数 据,包括各个节点和单元编号、坐标、载 荷、材料和边界条件数据等。 基本内容: