机械CADCAM1 课件
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机械CADCAM第1章
支撑软件：
交互式二维绘图软件：主要完成二维工程图样的绘制， 如AutoCAD、PICAD、高华CAD、开目CAD、CAXA等。 三维造型软件：如 MDT、Solidworks、Solidedge等。 数控编程软件：如 MasterCAM、SurfCAM等。 工程分析软件：有限元分析软件，如 SAP、NASTRAN、ANSYS等； 动力学仿真分析软件，如Adams等。
用户界面 应用系统 CAD CAPP CAM …… 数据库、网络系统、数据交换接口 操作系统
计算机硬件
CA对象数字化 所设计产品以数据形式保存，产品开发活动是对产
品数据进行操作、处理和转换的过程。
•设计环境的网络化 通过网络将不同设计人员、部门和设计地点联系
起来，做到及时沟通和响应，避免信息延误和错误传递，避免扯皮和责 任推诿现象。
•设计过程的并行化 建立上下游产品开发活动的关联和反馈，上游活
动可对下游活动预先分析，确保整体性；若下游发现上游的缺陷，可及 时修改，使产品设计不断完善和优化。
•新型开发工具和手段 应用如快速原型技术、虚拟制造技术、动静
态分析等多种技术，保证产品开发质量、缩短产品开发周期，提高产品 开发一次成功率。
CAD/CAM系统硬件组成
输入装置 生产装备
存贮器
计算机 主机
计算机网络
输出装置
CAD/CAM系统硬件组成
计算机主机：
中小型计算机：由于大型复杂设计计算和分析； 工程工作站：具有强大的图形处理、高速计算
和网络通信能力；
微型计算机：性能价格比高，软件丰富，操作 容易，是CAD/CAM主流机型。
输入装置：
CAD/CAM目前研究热点
• 计算机辅助概念设计 需解决建模和推理两大技术难题。 • 计算机支持的协同设计 须解决：
机械CAD_CAM技术全套课件
机械CAD/CAM技术
项目一 机械ＣＡＤ／ＣＡＭ技术基础
课题一 ＣＡＤ／ＣＡＭ基本概念
课题一 ＣＡＤ／ＣＡＭ基本概念
ＣＡＤ／ＣＡＭ技术是近二十多年来迅速发展、广泛应用的一门 新兴综合性计算机和自动化应用技术，这项技术从根本上改变了过去 从设计到产品的整个生产过程中的技术管理和工作方式，给设计和制 造领域带来了深刻变革。因此，许多国家都把发展ＣＡＤ／ＣＡＭ技 术作为战略目标。ＣＡＤ／ＣＡＭ技术的发展与应用程度已成为衡量 一个国家科技进步和工业现代化水平的重要标志之一。 一、概念
课题二 机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统组成
二、机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统分类
１.机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统根据使用的支撑软件规模大小不同分为三种类型
（１）ＣＡＤ系统。 （２）ＣＡＭ系统。 （３）ＣＡＤ／ＣＡＭ集成系统
２.根据ＣＡＤ／ＣＡＭ系统使用的计算机硬件及其信息处理方式的不同分为三 种类型
（１）主机系统。 （２）工程工作站系统。 （３）微机系统。
课题二 机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统组成
机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统要完成其功能，必须具备两方面的条件 ，一个是硬件系统，一个是软件系统。硬件系统提供了ＣＡＤ／ＣＡ Ｍ所具有的潜在能力，而软件系统则是使其潜能得以发挥的基本途径 和工具。ＣＡＤ／ＣＡＭ系统以计算机软硬件为基础，且有其自身的 特点和要求，为了保证系统高效运行，设计时，既要考虑系统的功能 性要求，还要考虑其具有良好的经济性和可扩展性。 一、机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统组成
图形是由所表示物体的由几何信息和拓扑信息共同描述的。 ２.图形变换
图形变换指对图形的几何信息经过几何变换后产生新的图形。 ３.实现图形变换的途径
坐标系不动而图形变动，变化后的图形在坐标系中的坐标值发生变化，从而 形成新的图形；图形不动而坐标系变动，在新坐标系下图形具有新的坐标值，同 样形成了新的图形。
项目一 机械ＣＡＤ／ＣＡＭ技术基础
课题一 ＣＡＤ／ＣＡＭ基本概念
课题一 ＣＡＤ／ＣＡＭ基本概念
ＣＡＤ／ＣＡＭ技术是近二十多年来迅速发展、广泛应用的一门 新兴综合性计算机和自动化应用技术，这项技术从根本上改变了过去 从设计到产品的整个生产过程中的技术管理和工作方式，给设计和制 造领域带来了深刻变革。因此，许多国家都把发展ＣＡＤ／ＣＡＭ技 术作为战略目标。ＣＡＤ／ＣＡＭ技术的发展与应用程度已成为衡量 一个国家科技进步和工业现代化水平的重要标志之一。 一、概念
课题二 机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统组成
二、机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统分类
１.机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统根据使用的支撑软件规模大小不同分为三种类型
（１）ＣＡＤ系统。 （２）ＣＡＭ系统。 （３）ＣＡＤ／ＣＡＭ集成系统
２.根据ＣＡＤ／ＣＡＭ系统使用的计算机硬件及其信息处理方式的不同分为三 种类型
（１）主机系统。 （２）工程工作站系统。 （３）微机系统。
课题二 机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统组成
机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统要完成其功能，必须具备两方面的条件 ，一个是硬件系统，一个是软件系统。硬件系统提供了ＣＡＤ／ＣＡ Ｍ所具有的潜在能力，而软件系统则是使其潜能得以发挥的基本途径 和工具。ＣＡＤ／ＣＡＭ系统以计算机软硬件为基础，且有其自身的 特点和要求，为了保证系统高效运行，设计时，既要考虑系统的功能 性要求，还要考虑其具有良好的经济性和可扩展性。 一、机械ＣＡＤ／ＣＡＭ系统组成
图形是由所表示物体的由几何信息和拓扑信息共同描述的。 ２.图形变换
图形变换指对图形的几何信息经过几何变换后产生新的图形。 ３.实现图形变换的途径
坐标系不动而图形变动，变化后的图形在坐标系中的坐标值发生变化，从而 形成新的图形；图形不动而坐标系变动，在新坐标系下图形具有新的坐标值，同 样形成了新的图形。
第2讲CAD-CAM1PPT课件
l — x 轴的平移系数，
m — y 轴的平移系数，
p,q—透视变换系数。
变换通式的讨论：
1）当 b c 0 , m n 0 , p q 0 , s 1 , a 0 , d 0
ad1 恒等变换
ad1 等比例变换
ad
不等比例变换
2）当 m n 0 ,p q 0 ,s 1 ,H 1 bc0 ,a 1 ,d1Y轴对称变换 bc0 ,a1 ,d 1 X轴对称变换
约束
几何约束（公理性描述）平面几何、立体几何 如：平行、垂直、一致等
代数约束（解析性描述）解析几何 代数方程表示。
参数化设计过程 = 约束求解过程
参数化、变量化定义
参数化
设计图形的拓扑结构不变，尺寸形状由一 组参数进行约束。参数与图形有明显的对应 ，不同参数驱动可得到形状相同、尺寸不同 的图形。
变量化
2.2 参数化、变量化设计原理 概念
几何关系
几何参数化模型
参数化模型
拓扑关系
力学参数化模型
几何关系：具有几何意义的几何要素（点、线、面）具有确 定位置和度量值，即在欧氏空间的大小和位置。 拓扑关系：几何要素间的数量及相互邻接关系。
参数化的方法机制 —— 尺寸标注线
例1
xu yr来自v(x0, y0 ) 图形的参数：x0,y0,x,y,u,v,r
，而其他尺寸和图形无关。 当尺寸参数改变时，拓扑结构不变。 2 参数驱动法
设计图形的修改可以尺寸形状参数、拓扑 结构或者工程计算条件等，可变参数多，修 改余地大，设计结果受一组约束方程控制和 驱动。
参数化、变量化设计的特点
传统设计方法的缺点：
➢系统无法支持初步的设计过程。
初步设计注意重点为零部件大小、形状、和标注，而不关 心精确尺寸。
《机械CADCAM讲》PPT课件
若系统横向分类环节总数为N，每一横向分类环节所辖纵向
分类环节数为Z，系统中拥有的关联环节数为L，则混合结构
的纵向分类环节总数为(N-L)Z+
L
Z
。 i
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i1
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5．零件编码系统的编码结构
零件分类编码大多采用表格形式，其结构和描述的信息 如表所示。
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6．对零件分类编码系统的基本要求
比较，若零件编码与某一零件族特征矩阵相匹配，则该零件就应
归属于此零件族。
合理制定各零件族相似性标准是按编码分类取得满意结果的关键。
相似性标准不能太高，要求过严，零件不易汇集成组；也不能太
低，过于粗略，归属于同一组的零件种数太多，差异太大，也会
妨碍很好地利用零件的相似性。
制定零件族相似性标准，有特征码位法、码域法和特征位码域法
等3种方法。
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制定零件族相似性标准的方法
(1)特征码位法
凡零件编码中相应码位的代码相同者归属于一组的方法，称为 特征码位法。
(2)码域法
规定每一码位的码域(码值)，凡零件编码中每一码位值均在规 定的码域内，则归属于一组，这种方法称为码域法。
(3)特征位码域法
这种方法是上述2种方法的综合，因而能兼备二者的特点，即
既能抓住零件分类的主要特征方面，又能适当放宽其相似性要
用顺序分枝法对零件分类包括2个过程：分枝过程和 并枝过程。
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(3)聚类分析法
聚类分析法是用一些数学方法来定量确定零件之间的相似程度， 进行聚类成组。
由于所用数学方法不同，有多种不同的聚类分析法：
单链聚类分析法 ，是通过计算零件之间的相似系数进行聚类。
《CADCAM》讲义.ppt
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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二、智能化
1、数值型工作：计算、分析、绘图 2、符号推理型工作：方案构思和拟定、最佳
方案选择、结构设计、评价、决策及参数选 择等）
因此，将人工智能技术，特别是专家系 统的技术，与传统CAD技术结合起来，形成 智能化CAD系统是机械CAD发展的必然趋势。
2019年12月7日
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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2、意义：
机械产品设计的优劣直接影响其质量、成 本、研制周期及市场竞争能力。设计对产品 性能的影响通常占80%。（机械设计工作是机 械产品实现的必要前提，是产品开发过程中 至关重要的环节。例如：四川彩虹桥蹋垮事 件）
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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பைடு நூலகம்
3、传统机械设计过程(图1-1）
1964年，美通用汽车公司研制出 DAC-1系统， 1965年， 洛克希德飞机公司推出了CADAM系统，贝 尔电话公司的GRAPHIC-1系统。
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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3、70年代：
此时各种论文、文献、教程及学术会议大量 涌现,整个70年代是计算机图形学及计算机绘图 获得广泛应用的时代。但它们大多数还是16位机 上的三维线框系统及二维绘图系统，还只能解决 一些简单的产品设计问题。出现了以小型机为主 的CAD工作站。
2019年12月7日
CAD/CAM讲义
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２．ＣＡＤ定义：
1973年国际信息处理联合会对CAD下了一个广 义定义：CAD是将人和机器混编在解题专业中的一 种技术,从而使人和机器的最好特性结合起来发挥 最佳能力。
如：计算机在信息处理（存储与检索）、分析 和计算、图形作图与文字处理以及代替人做大 量重复枯燥的工作等方面有优势；但在设计策 略、逻辑控制、信息组织及发挥经验和创造性 方面，人将起主导作用。
《机械CAD—CAM》课件第1章
第1章 概 述
1.1 CAD/CAM 1.2 CAD/CAM系统的功能和工作过程 1.3 CAD/CAM系统的硬件与软件 1.4 CAD/CAM 技术的应用与发展
1.1 CAD/CAM
1. CAD/CAM CAD/CAM技术是以计算机、 外围设备及其系统软件为基 础， 综合计算机科学与工程、计算机几何学、 机械设计与制 造、 人机工程学、 控制理论、 电子技术、 信息技术等学科知 识， 并以工程应用为对象， 在机械制造业实现包括二维绘图 设计、 三维几何造型设计、 工程计算分析与优化设计、 数控 加工编程、 仿真模拟、 信息存储与管理等相关功能的实用技 术。
③ CAD/CAM集成系统。 这类系统规模较大、 功能齐全、 集成度较高， 同时具备CAD、CAM系统的功能， 以及系统间 共享信息和资源的能力， 硬件配置较全， 软件规模和功能强 大。 该类系统是面向CAD/CAM一体化而建立的， 是目前 CAD/CAM发展的主流。
（2） 根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处 理方式的不同， 也可分为三种类型：
传统设计制造方法的一般流程如图1-1所示。 在市场需求 的驱动下， 企业的技术人员经过概念设计， 构思出具有一定 形状和结构， 并具备一定功能的产品。 这种产品需要经过分 析计算才能投入到实际的加工与装配之中， 构成面向市场、 满足客户要求的产品。
图1-1 传统设计制造的一般流程
以CAD/CAM为核心的设计制造过程如图1-2所示。 技术 人员作为系统的操作与控制者， 通过计算机网络平台， 几乎 可同时介入到产品设计制造的各个环节， 即后续的技术人员 可以参与产品的设计， 产品的整个设计制造过程链已经大大 缩短。
狭义的CAD/CAM技术是指利用CAD/CAM系统进行产品 的造型、 计算分析和数控程序的编制（刀具路径的规划、 刀 位文件的生成、 刀具轨迹的仿真及NC代码的生成等）。
1.1 CAD/CAM 1.2 CAD/CAM系统的功能和工作过程 1.3 CAD/CAM系统的硬件与软件 1.4 CAD/CAM 技术的应用与发展
1.1 CAD/CAM
1. CAD/CAM CAD/CAM技术是以计算机、 外围设备及其系统软件为基 础， 综合计算机科学与工程、计算机几何学、 机械设计与制 造、 人机工程学、 控制理论、 电子技术、 信息技术等学科知 识， 并以工程应用为对象， 在机械制造业实现包括二维绘图 设计、 三维几何造型设计、 工程计算分析与优化设计、 数控 加工编程、 仿真模拟、 信息存储与管理等相关功能的实用技 术。
③ CAD/CAM集成系统。 这类系统规模较大、 功能齐全、 集成度较高， 同时具备CAD、CAM系统的功能， 以及系统间 共享信息和资源的能力， 硬件配置较全， 软件规模和功能强 大。 该类系统是面向CAD/CAM一体化而建立的， 是目前 CAD/CAM发展的主流。
（2） 根据CAD/CAM系统使用的计算机硬件及其信息处 理方式的不同， 也可分为三种类型：
传统设计制造方法的一般流程如图1-1所示。 在市场需求 的驱动下， 企业的技术人员经过概念设计， 构思出具有一定 形状和结构， 并具备一定功能的产品。 这种产品需要经过分 析计算才能投入到实际的加工与装配之中， 构成面向市场、 满足客户要求的产品。
图1-1 传统设计制造的一般流程
以CAD/CAM为核心的设计制造过程如图1-2所示。 技术 人员作为系统的操作与控制者， 通过计算机网络平台， 几乎 可同时介入到产品设计制造的各个环节， 即后续的技术人员 可以参与产品的设计， 产品的整个设计制造过程链已经大大 缩短。
狭义的CAD/CAM技术是指利用CAD/CAM系统进行产品 的造型、 计算分析和数控程序的编制（刀具路径的规划、 刀 位文件的生成、 刀具轨迹的仿真及NC代码的生成等）。
《机械CADCAM》讲义演示课件
03
CAD/CAM的应用领域
汽车工业
汽车设计
CAD/CAM技术用于汽车外观设计、内部结 构设计和零部件设计，提高设计效率和精度 。
汽车制造
通过CAM编程和数控加工，实现汽车零部件的高效 、高精度加工，提高生产效率。
汽车试验
利用CAD/CAM技术建立汽车模型，进行虚 拟试验，减少物理试验次数，降低研发成本 。
感谢您的观看
THANKS
CAD/CAM技术用于模具结构设计、成型面设计和加 工工艺规划，提高设计效率和精度。
模具制造
通过CAM编程和数控加工，实现模具的高效、高精 度加工，缩短制造周期。
模具检测
利用CAD/CAM技术进行模具的虚拟装配和检测，确 保模具质量和生产稳定性。
电子工业
电子元件设计
CAD/CAM技术用于电子元件、电路板和封装 设计，提高设计效率和精度。
详细描述
建模技术是计算机辅助设计（CAD）的核心，它使用数学模型表示产品形状和结构。通过使用三维几何模型，可 以精确地表示物体的形状和尺寸。在CAD中，建模技术可以分为线框建模、表面建模和实体建模三种类型。
CAD/CAM的基本原理 建模技术
总结词
参数化设计可以提高设计的灵活性和可修改性。
详细描述
参数化设计是一种设计方法，它通过定义参数和参数之间的关系来描述几何形状。这种方法可以提高 设计的灵活性和可修改性，因为设计可以通过修改参数来快速地进行修改。参数化设计在机械设计和 制造中特别有用，因为它可以快速地生成和修改零件的几何形状。
3
智能化制造
增材制造技术可以与智能化技术相结合，实现智 能化制造，提高制造的自动化和智能化水平。
06
CAD/CAM实践案例
机械CADCAM技术PPT教案
第5页/共73页
数控语言APT简介
APT数控语言格式：
命令/参数 例：GODLTA/20,20,-5 增量走刀
数控语言常用语句：
初始语句： 例：PARNO 几何定义语句：例 POINT、LINE、CIRCLE、PLANE等 刀具定义语句：例 CUTTER 刀具运动语句：例 GOLFT、GORGT、GOFWD等 切削用量语句：例 FEDRAT、SPEED等 容许误差语句：例OUTTOL、INTOL 后置处理语句：例 MACHINE、SPINDL、COOLNT、END等
第13页/共73页
WILLEMIN公司主轴可摆动的五轴加工中心
第14页/共73页
机床坐标系MCS（Machine Coordinate System)：
有固定的坐标原点，是机床厂商通过回零开关由硬件 设定。
参考坐标系RCS（Reference Coordinate System)：
是用户为了编程方便，通过G代码由软件设定，坐标 原点不固定。
第23页/共73页
1、非圆曲线刀位点计算 直线段逼近
第24页/共73页
各直线逼近方法比较
等间距法
等弦长法
计算简单， 合理间距选取是关键
以最小曲率半径处加 工精度确定弦长
分割线段多，求解最 小曲率半径是关键
等误差法
计算过程复杂， 分割的程序段少
第25页/共73页
双圆弧段逼近
直线元素
内切双圆弧
外切双圆弧
特点：比手工编程效率高，解决复杂曲面编程问题。但专用词汇及语句 格式繁多，仍存在编程效率与机床加工速度间的矛盾。
第4页/共73页
数控语言的产生与发展
1953年MIT开始研究数控自动编程； 1955年公布APT自动编程系统； 之后的近40年不断推出新版本，如APTII、APTIII、
数控语言APT简介
APT数控语言格式：
命令/参数 例：GODLTA/20,20,-5 增量走刀
数控语言常用语句：
初始语句： 例：PARNO 几何定义语句：例 POINT、LINE、CIRCLE、PLANE等 刀具定义语句：例 CUTTER 刀具运动语句：例 GOLFT、GORGT、GOFWD等 切削用量语句：例 FEDRAT、SPEED等 容许误差语句：例OUTTOL、INTOL 后置处理语句：例 MACHINE、SPINDL、COOLNT、END等
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WILLEMIN公司主轴可摆动的五轴加工中心
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机床坐标系MCS（Machine Coordinate System)：
有固定的坐标原点，是机床厂商通过回零开关由硬件 设定。
参考坐标系RCS（Reference Coordinate System)：
是用户为了编程方便，通过G代码由软件设定，坐标 原点不固定。
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1、非圆曲线刀位点计算 直线段逼近
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各直线逼近方法比较
等间距法
等弦长法
计算简单， 合理间距选取是关键
以最小曲率半径处加 工精度确定弦长
分割线段多，求解最 小曲率半径是关键
等误差法
计算过程复杂， 分割的程序段少
第25页/共73页
双圆弧段逼近
直线元素
内切双圆弧
外切双圆弧
特点：比手工编程效率高，解决复杂曲面编程问题。但专用词汇及语句 格式繁多，仍存在编程效率与机床加工速度间的矛盾。
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数控语言的产生与发展
1953年MIT开始研究数控自动编程； 1955年公布APT自动编程系统； 之后的近40年不断推出新版本，如APTII、APTIII、
机械CADCAM原理及应用课件第1章第1节
机械CAD/CAM
1.1 CAD/CAM基本知识
传统的制造过程：产品从市场需求分析开始，经过产品设计、工程分析、 工艺设计、加工装配、 产品物流等环节，最后形成用户所需要的产品。
CAD/CAM环境下：计算机为工具，辅助进行产品设计，工程分析、工艺设
计、生产制造等各阶段工作。
西安文理学院
1.1.1 CAD/CAM基本概念
模仿真
工程数据 管理
1.CAD (Computer Aided Design, CAD) ➢ 狭义：计算机为工具辅助人们完成产品概念设计、工程绘图、技术要求等操作。 ➢ 广义：广义的CAD包括设计与分析两个方面。
2. CAE（Computer Aided Engineering, CAE） 是以计算机为辅助工具，进行复杂产品结构强度、刚度、稳定性、动力响应、传热、 工作场等力学分析及结构性能优化的一种数值分析方法。
CAD/CAPP/CAE/CAM
“4C”技术
注意：
CAD/CAM是一项发展中的技术，如
计算机辅助订货（Computer Aided Order, CAO）；
计算机辅助装配工艺设计（Computer Aided Assembly Planning, CAAPP）；
计算机辅助质量管理（Computer Aided Quality System，CAQ）等。
CIMS
1.1.2 CAD/CAM的功能与任务
1. CAD/CAM系统的基本功能 （1）图形显示功能
（2）输入输出功能
（3）存储功能
（4）人机交互功能
1.1.2 CAD/CAM的功能与任务
2. CAD/CAM系统的主要任务
几何造型
计算分析
工程绘图
《机械CAD CAM技术》课件第1章
计算机辅助设计(CAD)主要是指：使用计算机来辅助一 项设计的建立、修改、分析和优化，即整个设计工作先由设 计人员构思，再利用计算机对有关产品的大量资料进行检索， 根据性能要求及有关数据、公式进行计算、分析和优化设计 之后，将产品设计图形显示出来。设计人员可以对设计方案 或图形作必要的修改，直到获得满意的设计结果。
(1) 有较完备的数据库。凡解决该类问题所需的各种数 据、标准、经验曲线、表格等，都按照数据结构关系存入计 算机存储器中，以便于检索调用或增删修改。
(2) 有较完备的程序库，即将解决该类问题所必需的各 种计算、设计、分析方法，包括通用方法和专用方法，都编 制出相应的计算机程序，并汇集备用。
(3) 具备人机会话功能的交互式图形系统，即能利用实 时输入/输出装置，如键盘、鼠标、图形显示器、自动绘图 仪器，实时输入设计人员的有关指令和数据，实时输出设计 图样及数据。
性和可靠性等方面较为合理完善的方案。根据这个初步设计 绘制设计图纸并编制有关文件资料(穿插着必要的设计修改、 验算等)。这种设计方式不可避免地存在着以下一些不足之 处：
(1) 人工完成的产品设计难以做到最佳(优化)设计，仅 凭个人经验设计，故只能停留在靠类比和估算来代替设计计 算的阶段上。
(2) 设计人员花费大量的时间和精力，用于繁琐、重复 的手工计算、绘图和编制表格，耗工费时，拖长了设计周期。
(2) 二维与三维图形的相互转换。设计过程是一个反复 修改、逐步逼近的过程。产品的总体设计需要三维图形，而 结构设计主要用二维图形，二维与三维图形可进行相互转换， 为设计绘图提供了极其有力的工具。
(3) 参数化设计。具有参数化设计功能的CAD系统，能 使产品三维(包括二维)模型参数化，设计人员在任何阶段修 改尺寸时，系统会自动完成相应实体形状的改变。参数化设 计能真正将初次设计从生产过程中分离出来，通过标准化减 少零件的种类和数量，增加设计成果的储备，以最快的速度 适应市场变化，满足用户的需求。
机械CADCAM1--课件
引入机械设计、制造领域。 1952年美国麻省理工学院伺服机构研究室 试
制成功第一台三坐标数控铣床，揭开了数控 加工技术的序幕。
编辑版pppt
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《机械CAD/CAM》讲稿
2. CAD/CAM技术的发展 计算机、自动绘图机、光笔、图形显示器等、图形数据处理方法
1. 第一代数控系统：采用电子管、继电器和模拟电路组成，体积庞大， 价格昂贵。
5. 第五代数控系统：1974年，以微处理器为基础的CNC（MNC）系统 问世，标志着数控系统进入第五代。
90年代向着标准化、集成化、智能化和网络化发展。
编辑版pppt
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《机械CAD/CAM》讲稿
1.2.2 CAD/CAM技术的发展趋势
1.CAD/CAM系统的集成化 所谓集成化，一般包含下述内容： 提高CAD系统的集成度，即要求在整个产品设
的美国国家标准。它建立了用于产品定义的数据表示方法与 通信信息结构，作用是在不同的CAD／CAM系统间交换产品 定义数据。其原理是，通过前处理器把发送系统的内部产品 定义文件翻译成符合IGES规范的“中性格式”文件，再通过 后处理器将中性格式文件翻译成接受系统的内部文件。IGES 定义了文件结构格式、格式语言以及几何、拓扑及非几何产 品定义数据在这些格式中的表示方法，其表示方法是可扩展 的，并且独立于几何造型方法。
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Pro/Engineer功能预览（CAM）Biblioteka 编辑版pppt13
Pro/Engineer功能预览（CAM）
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Pro/Engineer功能预览（CAM）
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Pro/Engineer功能预览（CAM）
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制成功第一台三坐标数控铣床，揭开了数控 加工技术的序幕。
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《机械CAD/CAM》讲稿
2. CAD/CAM技术的发展 计算机、自动绘图机、光笔、图形显示器等、图形数据处理方法
1. 第一代数控系统：采用电子管、继电器和模拟电路组成，体积庞大， 价格昂贵。
5. 第五代数控系统：1974年，以微处理器为基础的CNC（MNC）系统 问世，标志着数控系统进入第五代。
90年代向着标准化、集成化、智能化和网络化发展。
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《机械CAD/CAM》讲稿
1.2.2 CAD/CAM技术的发展趋势
1.CAD/CAM系统的集成化 所谓集成化，一般包含下述内容： 提高CAD系统的集成度，即要求在整个产品设
的美国国家标准。它建立了用于产品定义的数据表示方法与 通信信息结构，作用是在不同的CAD／CAM系统间交换产品 定义数据。其原理是，通过前处理器把发送系统的内部产品 定义文件翻译成符合IGES规范的“中性格式”文件，再通过 后处理器将中性格式文件翻译成接受系统的内部文件。IGES 定义了文件结构格式、格式语言以及几何、拓扑及非几何产 品定义数据在这些格式中的表示方法，其表示方法是可扩展 的，并且独立于几何造型方法。
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Pro/Engineer功能预览（CAM）Biblioteka 编辑版pppt13
Pro/Engineer功能预览（CAM）
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Pro/Engineer功能预览（CAM）
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Pro/Engineer功能预览（CAM）
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相关主题
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《机械CAD/CAM》讲稿
表示集成化
为了真正地实现CAD/CAM系统的集 成，目前正在开展以工程数据库系统 和网络通信技术等为主要技术内容的 集成化技术的研究，以便把散布在各 种独立设备中的CAD/CAM资源和计 CAD/CAM集成系统模式 算机设备集成起来，达到共享硬件和 软件资源，使集成系统内部的信息按 需要自动地流动。
《机械CAD/CAM》讲稿
1.2 CAD/CAM技术的发展概况及发展趋势
1.2.1 CAD/CAM技术的发展概况
1. CAD/CAM技术的兴起 1946年第一台电子计算机在美国问世，不断 引入机械设计、制造领域。 1952年美国麻省理工学院伺服机构研究室 试 制成功第一台三坐标数控铣床，揭开了数控加 工技术的序幕。
《机械CAD/CAM》讲稿
第 1 讲
《机械CAD/CAM》讲稿
随着计算机技术的迅猛发展，CAD/CAM技术在各 个领域中得到了广泛的应用。CAD/CAM技术是一 项综合性的高技术，它的应用和不断发展正在引起 一场深刻的产品设计与制造的技术革命。 CAD/CAM技术从根本上改变了传统的设计、生产、 组织模式，对产品结构、企业结构、管理模式、生 产方式以及人才知识结构等都产生了重大影响。在 当前经济发展的新形势下，产品更新换代加快，促 进世界上许多国家把发展CAD/CAM技术作为本国 制造业的发展策略。我国也非常重视CAD/CAM技 术的研究与发展，并将它列为我国高技术发展计划 CIMS主题中的一项关键技术。因此，CAD/CAM 技术已经成为衡量一个企业乃至一个国家科技进步 和工业现代化水平的重要标志之一。
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《机械CAD/CAM》是机械设计制造及其 自动化专业（本科）必修的技术基础课程。 本课程任务是使学生获得机械CAD/CAM 技术的基本理论、基础知识和基本技能。 对学生的基本要求是了解CAD技术知识， 能够具备CAD产品开发方面的基本技能， 在未来的工作中能够通过进一步学习，较快 地在CAD技术应用的主要方面进入角色。 为此，需要对CAD/CAM的基本知识、系 统开发技术、相关应用技术几个方面认真学 习，掌握基本概念、基本方法。
《机械CAD/CAM》讲稿 (2)初始图形交换规范IGES 由美国国家标准和技术研究所(NIST)主持，波音公司和通 用电气公司参加编制的，后经ANSI批准于1980年发布的美国 国家标准。 的美国国家标准。它建立了用于产品定义的数据表示方法与 通信信息结构，作用是在不同的CAD／CAM系统间交换产品 定义数据。其原理是，通过前处理器把发送系统的内部产品 定义文件翻译成符合IGES规范的“中性格式”文件，再通过 后处理器将中性格式文件翻译成接受系统的内部文件。IGES 定义了文件结构格式、格式语言以及几何、拓扑及非几何产 品定义数据在这些格式中的表示方法，其表示方法是可扩展 的，并且独立于几何造型方法。 目前，绝大多数图形支撑软件都提供读、写IGES文件的接口， 使不同软件系统之间交换图形成为现实。
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2．CAD/CAM系统的智能化 专家系统（Expert System）是一个智能的程序 系统；在系统内部具有大量的专家水平领域知识 和经验；它能使用人类专家可用的知识、解决问 题的方法来解决某领域的问题。专家系统是具有 大量专家知识与经验的程序系统。
组成：知识库、数据库、推理机、解释系统、 知识获取系统
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1.3 CAD/CAM技术的应用
机印刷板、集成电路、电子产品等 其他方面的应用 建筑工程、纺织服装
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4．CAD/CAM系统的网络化 利用通信系统将各种计算机以及有关的外设联结在 一起即成一个网络系统。如果这个系统是用于计算 机辅助设计和制造的，则称它为CAD/CAM系统的 网络。 计算机联网改变了计算机系统的组成方式和使用模 式。过去由单独一台计算机完成的任务，在网络系 统中可由各自独立而相互联结在一起的多台计算机 协作完成。这样就能充分发挥系统内各台计算机的 能力，而且计算资源可直接送到各用户面前。这种 使用模式极大地提高了对信息采集、处理和分配的 能力，促进了计算机的应用。
《机械CAD/CAM》讲稿 机械CAD专家系统 在机电产品设计中需要反复决策，决策一般分为概念决策、 技术决策、目标决策3种类型。 决策过程中除运用专家的经验性知识和启发性知识外，还 需要各种支撑性资源的支持。
在建立一个用 于机械设计 CAD 专家系统 时，必须采用 一种适合于这 种过程的求解 策略，以便更 好地运用专家 经验和支撑资 源进行决策。 常见的形式：
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具体学习要求：
本课程综合了CAD和CAM技术中的多分支的知识，内容多、知识 新。主要内容包括机械CAD/CAM中的基本概念和基础知识、软件 的构成、基础语法和应用软件的基本编程方法。课程的核心及难点 在2、 3、4、7章。 学员是学习的主体，应发挥自己的主观能动性，掌握正确的学习方 法。以自学为主，认真、仔细地阅读和理解教材中的内容。以面授、 辅导、练习、上机实验等相结合的方式，完成教学目标。 学员应特别注意对基本概念、基本方法的理解和对重点内容的掌握。 本课程教学目标要求掌握机械CAD/CAM的基础知识、CAD/CAM 的基本编程方法和基本上机实验技能。 认真、独立、按时完成每章的习题，进行必要的自测。 强调实验（上机）环节和编程作业的重要性，CAD基础中软件编程 和上机调试运行对于理解CAD概念和方法起着其它教学方式不可替 代的作用，便于理解教学内容，提高独立工作能力。因此编程作业 和上机实验作为评定本课程成绩的主要依据之一。
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3．CAD/CAM软件的标准化 是指图形软件的标准化。图形标准是一组由基本图素 (点、线和面)与图形属性(线型和颜色等)构成的通用 标准图形系统。当应用程序调用这些图形标准子程序 时即可生成图形和图像，并通过交互显示设备实现图 形的输入和输出。
(1)图形核心系统GKS 图形核心系统GKS(Graphical Kernel System)是1979年由德国 标准化组织(DIN)提出草案的，1985年被国际标准化组织采用。 它提供了应用程序和一组图形输入、输出设备之间的功能性 接口，包括在各式各样的图形设备上为交互或非交互的二维 作图所需的全部基本功能，即输出功能、输入功能、控制功 能、交换功能、图段功能、元文件功能、询问功能和出错处 理功能。这是一个二维图形软件标准。 为了满足三维图形的需要，DIN与ISO合作制作了三维图形核 心系统GKS-3D图形国际标准作为GKS的扩充，GKS-3D与
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2. CAD/CAM技术的发展
计算机、自动绘图机、光笔、图形显示器等、图形数据处理方法
1. 第一代数控系统：采用电子管、继电器和模拟电路组成，体积庞大， 价格昂贵。 2. 第二代数控系统：1959年制成了晶体管和印刷电路的，体积缩小， 成本有所下降。 3. 第三代数控系统：1965年出现了集成电路，不仅体积小、功率消耗 少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量 的发展。 4.第四代数控系统： 20世纪60年代末，先后出现了由一台计算机直接 控制多台机床的直接数控系统(简称DNC，又称群控系统)，及采用 小型计算机控制的计算机数控(简称CNC)系统，使数控系统以小型 计算机化为特征。 5. 第五代数控系统：1974年，以微处理器为基础的CNC（MNC）系统 问世，标志着数控系统进入第五代。
《机械CAD/CAM》讲稿 (3)产品模型数据交换标准STEP
是由ISO制定并于1992年公布的国际标准。它是一套系列标准，其目标是 在产品生存周期内为产品数据的表示与通信提供一种中性数字形式，这种 数字形式完整地表达产品信息并独立于应用软件，也就是建立统一的产品 模型数据描述。它包括为进行设计、制造、检验和产品支持等活动而全面 定义的产品零件及其与几何尺寸、性能参数及处理要求等相关的各种属性 数据。STEP标准为CAD／CAM集成、CIMS提供产品数据共享的基础，是 当前被广泛关注、 依据的计算机集成应用领域的热门标准。 CAD／CAM技术的应用已经从单个局部的小范围迅速全局化，甚至走向 社会化和国际化。因此，新的CAD／CAM软件的开发，需要一个适应集成、 开放、标准化和并行工程的支持环境，这就要遵循STEP等国际标准，依托 面向对象工程数据库和网络通信、电子数据交换技术，建立好为产品整个 生存周期服务的统一的全局信息模型。而在该模型中，统一的几何建模方 法、图形软件标准往往起着决定性作用。
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一般地讲，计算机联网的目的是： ①共享网络资源。在网络内的各台计算机可以 共享程序和数据及其它资源。 ②平衡负载。当在网络上的某台计算机工作特 别繁重时，可把一部分工作分配到其它计算机去 完成，特别是处理复杂计算或图形时，可把任务 交给具有高速计算能力和图形处理能力强的计算 机。 ③提高系统的性能价格比。在网络系统中可用 一些小型机、工作站和微机来代替价格昂贵的大 型计算机，它们共同完成要在大型机上处理的工 作任务。 ④提供远距离的数据通信介质。
CAＤ／ＣＡＭ功能预览
Pro/Engineer功能预览（CAD）
Pro/Engineer功能预览（CAD）
Pro/Engineer功能预览（CAD）
Pro/Engineer功能预览（CAD）
Pro/Engineer功能预览（CAM）
Pro/Engineer功能预览（CAM）
Pro/Engineer功能预览（CAM）
Pro/Engineer功能预览（CAM）
Pro/Engineer功能预览（CAM）
Pro/Engineer功能预览（CAE）
Pro/Engineer功能预览（CAE）
Pro/Engineer功能预览（CAE）
第1章 概述
1.1 CAD/CAM的基本概念