1、第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,CADCAM系統(tǒng)概述 CADCAM系統(tǒng)的硬件 CADCAM系統(tǒng)的軟件 工程數(shù)據(jù)庫,一、系統(tǒng)組成,2.1 CADCAM系統(tǒng)概述,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,二、CADCAM系統(tǒng)應(yīng)具備功能 交互圖形輸入及輸出能力 幾何建模功能 物性計算及工程分析功能 處理數(shù)控加工信息的能力 數(shù)據(jù)管理功能 三、CADCAM系統(tǒng)的選型與配置 四、CADCAM系統(tǒng)的工作方式 人機(jī)交互方式 區(qū)別在于系統(tǒng)功能，完善程度及自動化水平,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.1 CADCAM系統(tǒng)概述(2),一、概述 組成：,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支

2、撐環(huán)境,要求： 強(qiáng)大圖形處理和人機(jī)交互功能，人機(jī)交互渠道和快速響應(yīng)速度 需要有相當(dāng)大的外存儲器容量 良好的通信聯(lián)網(wǎng)功能，網(wǎng)絡(luò)化CADCAM系統(tǒng) 考慮： 當(dāng)前系統(tǒng)功能、可擴(kuò)充性和開放性,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(2),二、主機(jī) 主機(jī)構(gòu)成 組成：CPU、內(nèi)RAM、及其聯(lián)接主板組成 性能要求：速度快、內(nèi)存大 指標(biāo)： 速度 MIPS、MFLOP 字長 結(jié)構(gòu) 單CPU、多CPU 計算機(jī)類型 大中型機(jī)、小型機(jī)、工程工作站、微機(jī),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(3),三、內(nèi)存儲器 內(nèi)存 用于存儲CPU工作程序、指令和數(shù)據(jù)。 主要種

3、類： RAM 隨機(jī)存儲器 SDRAM 同步內(nèi)存技術(shù) ROM 只讀存儲器 啟動引導(dǎo)程序、基本輸入輸出程序 Cache 高速緩沖存儲器,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(4),四、外存儲器 硬盤存儲器 結(jié)構(gòu)： 驅(qū)動器、控制器、盤片 參數(shù)： 存儲容量、讀寫速度及輿數(shù)據(jù)的速度 接口： IDE 硬軟盤驅(qū)動器、SCSI 可用各種設(shè)備 速度影響： 轉(zhuǎn)速 尋道時間 傳輸速率 高速緩存儲器 軟盤存儲器（ 3.5 、 5.25 ） 原理同硬盤，活動磁頭，可換盤片、接觸讀寫、速度慢 光盤存儲器 類型：CDROM、只寫一次光盤、可擦寫光盤 特點：容量大、可靠性好、信息存儲成本低 接口

4、：SCSI 磁帶存儲器,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(5),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,外存儲器,五、輸入設(shè)備 鍵盤 鼠標(biāo)器 機(jī)械式、光電式 兩鍵、三鍵 數(shù)字化儀 A4A0 數(shù)字化板、數(shù)字化儀 掃描儀 光電閱讀裝置 通過掃描圖形技術(shù)，可將人工繪制的圖樣轉(zhuǎn)換成CAD系統(tǒng)圖樣 數(shù)碼相機(jī) 其它輸入設(shè)備 如：觸摸屏,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(6),六、輸出設(shè)備 顯示器和顯示卡 顯示器： 功能 文字圖形等種種信息輸出 組成 CRT顯示處理單元，顯示用幀緩存內(nèi)存 顯示卡： 功能 接受CPU顯示指令數(shù)字控制圖形顯示 圖形

5、協(xié)處理器 圖形顯示基本原理 陰極射線管、紅綠藍(lán)基色熒光粉、三電子束 像素（行等距）、分辨率（水平像素垂直像素） 圖形清晰度（掃描頻率）,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(7),彩色顯示模式 計算機(jī)將生成圖像轉(zhuǎn)化成圖像素值并送入幀緩存，幀緩存儲單元排列同屏幕上像素位置 亮度：從緩存中取亮度值，DA轉(zhuǎn)換成電壓（流）模擬量， 控制電子束強(qiáng)度。 彩色：簡單顯示邏輯 多色彩顯示邏輯 圖形顯示卡 CPU同顯示器接口 2D3D圖形處理能力 參數(shù)：分辨率、色彩、 速度,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(8),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境

6、,簡單顯示邏輯,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,多色彩顯示邏輯,打印機(jī)與繪圖機(jī) 針式打印機(jī) 激光打印機(jī) 控制器，激光掃描系統(tǒng)，電子照相系統(tǒng)，送紙機(jī)構(gòu) 噴繪圖機(jī) 筆式繪圖機(jī),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(9),七、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)適配器 網(wǎng)卡 數(shù)據(jù)交換（計算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)線纜） 傳輸介質(zhì) 雙絞線 同軸電纜 光纜 調(diào)制解調(diào),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.2 CADCAM系統(tǒng)的硬件(10),一、概述 軟件： 與計算機(jī)系統(tǒng)操作使用有關(guān)的程序、規(guī)程及相關(guān)文檔資料的總和 CADCAM軟件 系統(tǒng)軟件、支撐軟件、專業(yè)應(yīng)用軟件,2.3 CADCAM系統(tǒng)的軟件,第2

7、章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,二、操作系統(tǒng)與窗口系統(tǒng) 操作系統(tǒng) 基本概念 操作系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)及系統(tǒng)配置的各種軟件全面控制和管理的底層軟件 任務(wù)： 管理內(nèi)存中的數(shù)據(jù)和指令 執(zhí)行對作業(yè)和進(jìn)程控制，完成運算和操作，實現(xiàn)分時運行 管理外存上文件系統(tǒng) 管理外圍設(shè)備 常用操作系統(tǒng)簡介 UNIX系統(tǒng)、DOS系統(tǒng),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.3 CADCAM系統(tǒng)的軟件(2),窗口系統(tǒng) 基本概念 窗口系統(tǒng) 是以圖形界面為應(yīng)用特征的用戶接口系統(tǒng) 基本特點：基于面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計和文件驅(qū)動方式 常用窗口系統(tǒng)簡介 MS_Windows Windows3.0 基于DOS 的圖形界面多任務(wù)窗口環(huán)境應(yīng)用 W

8、indows95 98 NT 完全集成的32位操作系統(tǒng) X_Windows 分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境政工作的多任務(wù)多窗口系統(tǒng),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.3 CADCAM系統(tǒng)的軟件(3),三、CADCAM系統(tǒng) 概述 CADCAM系統(tǒng)的支撐軟件主要指直接支撐用戶CADCAM 工作 的通用性功能軟件,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.3 CADCAM系統(tǒng)的軟件(4),分類： 集成型支撐軟件 提供設(shè)計、分析、造型、數(shù)控編碼、加工控制等多種模塊 Pro/Engineer、UG、I-DEAS 單一支撐軟件 只提供實現(xiàn)某些典型過程的功能模塊 Solidworks、AutoCAD、ANSYS、ORA

9、CLE 組建自己的CADCAM系統(tǒng)： 選購支撐軟件（可以集成軟件為主，也可以先多個單一功能組合） 進(jìn)行專門應(yīng)用程序的開發(fā),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.3 CADCAM系統(tǒng)的軟件(5),常用支撐軟件： 圖形支撐軟件 CADCAM基本支撐軟件包, 微機(jī) AutoCAD 三維造型軟件 建立統(tǒng)一的產(chǎn)品模型 實現(xiàn)完整的幾何和特征描述，并能隨時提取所需要的信息，支持各個環(huán)節(jié)工作 功能：幾何建模、特征建模、物性計算、真實感圖形顯示，干涉檢查、二三維圖生成 分析及優(yōu)化設(shè)計軟件 有限元分析、機(jī)械運動分析、動力學(xué)分析、優(yōu)化分析 工程數(shù)據(jù)庫管理軟件,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.3 CADCA

10、M系統(tǒng)的軟件(6),CADCAM系統(tǒng)支撐軟件簡介 Pro/Engineer UG I-DEAS SolidWroks AutoCAD及MDT,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.3 CADCAM系統(tǒng)的軟件(7),四、CADCAM專業(yè)應(yīng)用軟件 針對用戶具體要求而開發(fā)的軟件。 程序設(shè)計語言是開發(fā)應(yīng)用軟件的基本工具，常用語言C、VB、JAVA 、LISP 面象對象技術(shù)、可視化技術(shù)應(yīng)用于編程語言,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.3 CADCAM系統(tǒng)的軟件(8),2.4 工程數(shù)據(jù)庫,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,一、數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述 產(chǎn)生 文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理。 問題：數(shù)據(jù)冗余、缺乏數(shù)據(jù)獨立

11、性、不能統(tǒng)一管理數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)包括： 數(shù)據(jù)庫 具有某種規(guī)律或聯(lián)系的文件及數(shù)據(jù)的集合 管理系統(tǒng) 用于對數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)資源統(tǒng)一管理和控制軟件 數(shù)據(jù)庫技術(shù)特點及應(yīng)用 特點：DBMS統(tǒng)一管理用戶文件 數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)統(tǒng)一 應(yīng)用：關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫,二、工程數(shù)據(jù)庫 工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)的特點 商用數(shù)據(jù)庫、工程數(shù)據(jù)庫 工程數(shù)據(jù)庫同傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要差別： 支持復(fù)雜數(shù)據(jù)類型 支持復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 工程數(shù)據(jù)類型分析 通用型數(shù)據(jù) 設(shè)計型數(shù)據(jù) 工藝加工數(shù)據(jù) 管理信息數(shù)據(jù) 理想CADCAM系統(tǒng)：在操作系統(tǒng)支持下，圖形功能為基礎(chǔ)，工程數(shù)據(jù)庫為核心的集成系統(tǒng)。,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.4 工程數(shù)據(jù)庫(

12、2),對工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本要求 支持復(fù)雜工程數(shù)據(jù)存儲和管理 支持模型的動態(tài)修改和擴(kuò)充 支持工程事務(wù)處理和恢復(fù) 支持多庫操作和多版本管理 支持同一對象多種媒體信息表現(xiàn)形式和處理能力，以適就不同要求 支持工程數(shù)的長記錄存取和文件兼容處理 支持智能型規(guī)則描述和查詢處理 具有良好的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)環(huán)境和支持工具 CADCAM系統(tǒng)硬件是異種機(jī)組成的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)是分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.4 工程數(shù)據(jù)庫(3),工程數(shù)據(jù)庫管理技術(shù) 工程數(shù)據(jù)的管理是在數(shù)據(jù)交換規(guī)范基礎(chǔ)上，設(shè)計出科學(xué)合理的工程數(shù)據(jù)庫以實現(xiàn)對工程數(shù)據(jù)的有效管理 以現(xiàn)有商用數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，同CADCAM軟件數(shù)

13、據(jù)管理模塊結(jié)合是實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)管理有效途徑。,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.4 工程數(shù)據(jù)庫(4),三、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM 經(jīng)濟(jì)競爭精益生產(chǎn)、敏捷制造等效率并行工程模式PDM是并行工程部分 PDM使紙質(zhì)管理變成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理 PDM基本概念 PDM是以軟件為基礎(chǔ)，將所有產(chǎn)品相關(guān)的信息（包括數(shù)據(jù)、文字及圖形、圖像等）及與產(chǎn)品有關(guān)的過程集成到一起，實施在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)，對產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息和開發(fā)制造過程進(jìn)行全面管理 PDM層次： 圖紙文檔管理、部分級數(shù)據(jù)管理、企業(yè)級數(shù)據(jù)管理,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.4 工程數(shù)據(jù)庫(5),PDM技術(shù)特點 PDM強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)的一致性和可

14、跟蹤性，以及實現(xiàn)與各種應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)的交換的雙向控制 PDM與CADCAM的關(guān)系 PDM是連接和集成CAD、CAPP、CAM的軟件框架（平臺） PDM的發(fā)展 PDM系統(tǒng)：Metaphase、IMan僅為企業(yè)提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義和過程管理框架。,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,2.4 工程數(shù)據(jù)庫(6),2.5 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)通信,第2章 CADCAM系統(tǒng)的支撐環(huán)境,第一次CAD技術(shù)革命,“貴族化”的曲面造型系統(tǒng) 70年代 技術(shù)變革：線框模型表面模型 代表：達(dá)索飛機(jī)制造公司 CATIA 效益：改變了以往只能用油泥模型近似表達(dá)曲面的落后方法，新車型的開發(fā)周期由6年縮短到3年,CAD技術(shù)發(fā)展歷程,第二次CAD技術(shù)革命,“生不逢時”的實體造型技術(shù) 80年代初 技術(shù)變革：表面模型實體造型 代表：SDRC公司 I-DEAS 效益：利益CAE（質(zhì)量、重心、慣性矩），但數(shù)據(jù)計算量極度膨脹，硬件條件當(dāng)時不允許，計算與顯示速度很慢 其他發(fā)展：CV公司，曲面算法取得突破，計算速度提高，提出集成思路，并采取將軟件的運行平臺向小型機(jī)轉(zhuǎn)移,CAD技術(shù)發(fā)展歷程,第三次