CAD技术基础2013.pptx
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1、CAD/CAM技术引论技术引论徐雷徐雷1 March 2013徐徐 雷雷1306005058785400489(O)E-MAIL:CONTACT WAYSTopics主要内容主要内容 上课方式上课方式课程要求课程要求参考书目参考书目“计算机辅助设计与制造”课程体系现代产品建模与分析现代产品快速开发技术CAD集成与网络协同设计技术产品创新设计方法虚拟产品设计与制造快速原型与反求工程复杂产品三维建模数字化制造技术产品数字化分析、优化与仿真技术产品数据管理技术产品数据交换技术产品协同设计理论数字化企业构建授课专题实践环节上机做一个复杂产品建模及分析学生文献查阅实践学生分组项目训练科学报告学术会课堂小
2、型讨论科研项目案例演示学术报告会国外相关最新案例智能CAD技术智能设计理论与技术KBEJ技术智能CAD系统开发虚拟现实技术参考书目参考书目机械机械机械机械CAD/CAMCAD/CAM技术基础。殷国富。华中科技技术基础。殷国富。华中科技技术基础。殷国富。华中科技技术基础。殷国富。华中科技大学出版社。大学出版社。大学出版社。大学出版社。20102010年。年。年。年。Principles of computer-aided design Principles of computer-aided design and manufacturingand manufacturing(第(第(第(第2 2
3、版),版),版),版),Farid Farid Amirouche.Amirouche.清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社清华大学出版社,20062006年年年年。Computer Integrated manufacturing.Computer Integrated manufacturing.James A.Regh&Henry W.Kraebber.James A.Regh&Henry W.Kraebber.机机机机械工业出版社。械工业出版社。械工业出版社。械工业出版社。20072007计算机辅助设计与制造技术。殷国富。清华大计算机辅助设计与制造技术。殷国富。清华大计算机辅助设
4、计与制造技术。殷国富。清华大计算机辅助设计与制造技术。殷国富。清华大学出版社。学出版社。学出版社。学出版社。20112011年。年。年。年。Manufacturing Manufacturing engineering and engineering and technologytechnology(第(第(第(第5 5版)版)版)版),serope,serope kalpakjian.kalpakjian.主要内容主要内容CAD/CAM发展历程与制造业信息化发展历程与制造业信息化产品开发与产品开发与CAD/CAM技术技术CAD/CAM的单元技术与集成的单元技术与集成CAD/CAM系统工作过程
5、系统工作过程产品数据交换产品数据交换发展概况与趋势发展概况与趋势市场竞争的演变市场竞争的演变时 期制造业竞争的焦点相应的技术、管理对策与特点早 期降低产品成本流水线、标准化20世纪5070年代提高企业整体效率及产品质量统计质量工艺控制SPC(Statistic Process Control)、数控(NC)技术和CAD,CAM20世纪8090年代初全面满足用户在交货期(Time to Market)、质量(Quality)、价 格(Cost)、与 服 务(Service)等方面的要求,称为TQCSJIT(Just in Time),CAD/CAM,MRP,CIMS特点:信息集成20世纪90年代
6、在TQCS与可持续发展条件下快速开发质量、性价比好的新产品CAD/CAPP/CAM/PDM、并行工程CE(Concurrent Engineering)、敏 捷 制 造 AM(Agile Manufacturing)特点:过程集成21世纪以知识为基础的新产品现 代 集 成 制 造 系 统(Contemporary Integrated Manufacturing System)、虚拟制造(Virtual Manufacturing)特点:企业集成,制造业信息化产品复杂性不断增加产品复杂性不断增加生命周期不断缩短生命周期不断缩短设计风险和各种不确定因素增加设计风险和各种不确定因素增加产品设计更多
7、考虑环境和设计需求产品设计更多考虑环境和设计需求CAD/CAMCAD/CAM技术的发展技术的发展20世纪50年代:准备和酝酿阶段20世纪60年代:初步应用阶段20世纪70年代:CAD/CAM技术广泛使用20世纪80年代:CAD/CAM技术发展迅速20世纪90年代:微机化、标准化、集成化发展20世纪50年代:准备和酝酿阶段关键问题:解决计算机中的图形显示、编辑和关键问题:解决计算机中的图形显示、编辑和关键问题:解决计算机中的图形显示、编辑和关键问题:解决计算机中的图形显示、编辑和输出问题输出问题输出问题输出问题 MITMIT的的的的WhirlwindIWhirlwindI图形显示器,图形显示器,
8、图形显示器,图形显示器,calcompcalcomp的滚的滚的滚的滚筒绘图仪等筒绘图仪等筒绘图仪等筒绘图仪等CAMCAM:数字控制进行机械加工的思想:数字控制进行机械加工的思想:数字控制进行机械加工的思想:数字控制进行机械加工的思想 John T.ParsonsJohn T.Parsons提出用脉冲信号控制坐标镗床提出用脉冲信号控制坐标镗床提出用脉冲信号控制坐标镗床提出用脉冲信号控制坐标镗床 Parsons+MIT:APT,Parsons+MIT:APT,三坐标铣床的改造三坐标铣床的改造三坐标铣床的改造三坐标铣床的改造 定义零件形状定义零件形状定义零件形状定义零件形状 指定刀具的切削加工路径,
9、生成程序指定刀具的切削加工路径,生成程序指定刀具的切削加工路径,生成程序指定刀具的切削加工路径,生成程序 利用介质传送到机床利用介质传送到机床利用介质传送到机床利用介质传送到机床 编译,控制相对运动,完成加工编译,控制相对运动,完成加工编译,控制相对运动,完成加工编译,控制相对运动,完成加工20世纪50年代:准备和酝酿阶段第一代数控系统:第一代数控系统:第一代数控系统:第一代数控系统:三坐标铣床的改造:脉冲乘法器三坐标铣床的改造:脉冲乘法器三坐标铣床的改造:脉冲乘法器三坐标铣床的改造:脉冲乘法器+直线插补直线插补直线插补直线插补+连续连续连续连续控制控制控制控制 缺点:电子管元件和继电器,体积
10、大、功耗高、价缺点:电子管元件和继电器,体积大、功耗高、价缺点:电子管元件和继电器,体积大、功耗高、价缺点:电子管元件和继电器,体积大、功耗高、价格昂贵、可靠性低格昂贵、可靠性低格昂贵、可靠性低格昂贵、可靠性低 19531953年,年,年,年,MITMIT推出推出推出推出APTIAPTI,在电子计算机上实现,在电子计算机上实现,在电子计算机上实现,在电子计算机上实现自动编程自动编程自动编程自动编程 19581958年,我国第一台三坐标数控铣床研制成功年,我国第一台三坐标数控铣床研制成功年,我国第一台三坐标数控铣床研制成功年,我国第一台三坐标数控铣床研制成功(清华大学(清华大学(清华大学(清华大
11、学+北京第一机床厂)北京第一机床厂)北京第一机床厂)北京第一机床厂)19581958年,年,年,年,Keany&TreckerKeany&Trecker研制出加工中心。研制出加工中心。研制出加工中心。研制出加工中心。19591959年,年,年,年,数控机床中采用晶体管和印刷电路板数控机床中采用晶体管和印刷电路板数控机床中采用晶体管和印刷电路板数控机床中采用晶体管和印刷电路板20世纪60年代:初步应用阶段CAD:交互设计的思想交互设计的思想19621962年,年,年,年,Ivan.E.Sutherland Ivan.E.Sutherland 的的的的SketchPad-SketchPad-一个人
12、机通信的图形系统(交一个人机通信的图形系统(交一个人机通信的图形系统(交一个人机通信的图形系统(交互设计、功能键操作、分层存储)。互设计、功能键操作、分层存储)。互设计、功能键操作、分层存储)。互设计、功能键操作、分层存储)。6060年代中期,年代中期,年代中期,年代中期,MIT,GM,BELL-MIT,GM,BELL-GRAPHICI,LOCKHEED-GRAPHICI,LOCKHEED-CADDAMCADDAM(19651965年),年),年),年),商品化软硬件商品化软硬件商品化软硬件商品化软硬件20世纪60年代:初步应用阶段CAM:APTAPT技术研究:技术研究:技术研究:技术研究:1
13、9621962年,年,年,年,APTIIIAPTIIICAPP:CAPP:挪威的挪威的挪威的挪威的AUTOPROSAUTOPROS我国的数控技术:电子元件质量差、元器件我国的数控技术:电子元件质量差、元器件我国的数控技术:电子元件质量差、元器件我国的数控技术:电子元件质量差、元器件不配套和制造工艺不成熟不配套和制造工艺不成熟不配套和制造工艺不成熟不配套和制造工艺不成熟19651965年,小规模集成电路年,小规模集成电路年,小规模集成电路年,小规模集成电路-第三代数控第三代数控第三代数控第三代数控19671967年,年,年,年,FMSFMS2020世纪世纪7070年代:年代:CAD/CAMCAD
14、/CAM技术广泛使用技术广泛使用CAD:软硬件都进入了商品化软硬件都进入了商品化Turnkey systemTurnkey system曲面造型、质量特性计算、有限元建模、曲面造型、质量特性计算、有限元建模、曲面造型、质量特性计算、有限元建模、曲面造型、质量特性计算、有限元建模、NCNC纸带生成及检验等纸带生成及检验等纸带生成及检验等纸带生成及检验等Intel-Intel-微处理器微处理器微处理器微处理器CAM:19701970年,基于小型机的第四代数控机床年,基于小型机的第四代数控机床年,基于小型机的第四代数控机床年,基于小型机的第四代数控机床(19701970)19741974年,微处理器
15、为核心的第五代数控机年,微处理器为核心的第五代数控机年,微处理器为核心的第五代数控机年,微处理器为核心的第五代数控机床床床床-CNC-CNC2020世纪世纪7070年代:年代:CAD/CAMCAD/CAM技术广泛使用技术广泛使用CIMCIM概念的提出:概念的提出:概念的提出:概念的提出:joseph harringtonjoseph harrington 借助计算机,把企业中与制造有关的各种技术系统借助计算机,把企业中与制造有关的各种技术系统借助计算机,把企业中与制造有关的各种技术系统借助计算机,把企业中与制造有关的各种技术系统地集成起来,以提高企业适应市场的能力。地集成起来,以提高企业适应市
16、场的能力。地集成起来,以提高企业适应市场的能力。地集成起来,以提高企业适应市场的能力。企业各个环节密不可分企业各个环节密不可分企业各个环节密不可分企业各个环节密不可分 制造过程是信息采集、传递、加工过程制造过程是信息采集、传递、加工过程制造过程是信息采集、传递、加工过程制造过程是信息采集、传递、加工过程CAM-ICAM-I推出推出推出推出CAM-IS Automated process CAM-IS Automated process planningplanning1979,IGES1979,IGES,定义,定义,定义,定义CAD/CAMCAD/CAM系统中常用的系统中常用的系统中常用的系统
17、中常用的几何和非几何数据的格式和相应的文件结构几何和非几何数据的格式和相应的文件结构几何和非几何数据的格式和相应的文件结构几何和非几何数据的格式和相应的文件结构2020世纪世纪8080年代年代:CAD/CAM:CAD/CAM技术发展迅速技术发展迅速CADCAD:pcpc和工作站和工作站和工作站和工作站 曲面造型与实体造型曲面造型与实体造型曲面造型与实体造型曲面造型与实体造型 19821982年,年,年,年,AutocadAutocad 19881988年,年,年,年,Pro/EPro/E,参数化,参数化,参数化,参数化+基于特征基于特征基于特征基于特征+统一数据库统一数据库统一数据库统一数据库
18、CAM:CAM:我国数控产品商业化我国数控产品商业化我国数控产品商业化我国数控产品商业化研究重点:单元技术集成,提供完整的工程设研究重点:单元技术集成,提供完整的工程设研究重点:单元技术集成,提供完整的工程设研究重点:单元技术集成,提供完整的工程设计、分析和开发环境计、分析和开发环境计、分析和开发环境计、分析和开发环境STEP-STEP-统一的数字化定义方法,实现信息共享,统一的数字化定义方法,实现信息共享,统一的数字化定义方法,实现信息共享,统一的数字化定义方法,实现信息共享,支持异构跨平台环境支持异构跨平台环境支持异构跨平台环境支持异构跨平台环境2020世纪世纪8080年代年代:CAD/C
19、AM:CAD/CAM技术发展迅速技术发展迅速1981年,美国国家标准局建立了年,美国国家标准局建立了AMRF(自动化制造实验基地)(自动化制造实验基地)CIMSCIMS体系、单向技术、接口、测试技术体系、单向技术、接口、测试技术体系、单向技术、接口、测试技术体系、单向技术、接口、测试技术19851985,CASE/SMECASE/SME(美国制造工程师协会(美国制造工程师协会(美国制造工程师协会(美国制造工程师协会 计算机与自动化专业协会)计算机集成制造计算机与自动化专业协会)计算机集成制造计算机与自动化专业协会)计算机集成制造计算机与自动化专业协会)计算机集成制造企业结构模型企业结构模型企业
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- CAD 技术 基础 2013
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