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主要CAD/CAM系统简介

2016-10-26 09:34:32 | 228人围观 | 评论:

目前在我国流行的CAD／cam软件主要又Pro/E、UG、CATIA、IDEAS等，已广泛应用于汽车、航空航天、服装、通用机械以及电子工业的产品设计与数控编程中。下面简单介绍几种常用的软件及CAD／CAM系统的主要功能。
主要CAD／CAM软件
（1）CATIA 软件
CATIA 软件由法国著名飞机制造公司Dassault（达索）开发，并由 IBM 公司负责销售的一个应用较为广泛的CAD/CAM应用系统。CATIA具有一个独特的装配草图生成工具，支持欠约束的装配草图绘制以及装配图中各零件之间的连接定义，可以进行快速概念设计。它支持参数化造型和布尔操作等造型手段，支持绘图与数控加工的双向数据关联。具有很强的曲面造型功能，可进行有限元分析，数控编程。其最新工作站版的CATIA V5还能够模拟观察者的视野进入到零件的内部去观察零件，并且它还能够模拟真人进行装配。CATIA具有一个数控加工工艺数据库，存有刀具、刀具组件、材料和切削状态等信息，可自动计算加工时间，并对刀具路径进行重放和验证，用户可通过图形化显示来检查和修改刀具轨迹。该软件的后置处理程序支持铣床、车床和多轴加工。目前世界60%以上的航空和汽车业都使用CATIA软件。
（2）Pro/ENGINEER软件
Pro/ENGINEER 是美国PTC 公司的CAD/CAM软件。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER 已经成为三维建模软件的领头羊，目前已发布了Wildfire版。它集合了零件设计、产品组合、模具开发、数控加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据库管理等功能于一体。PRO/ENGINEER是新一代的产品造型系统，具有参数化设计、三维实体模型、特征驱动和单一数据库功能等特性。它还可以通过零件的特征之间、载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计；支持大型、复杂组合件的设计。新近发布的版本，提供最佳刀具轨迹控制和智能化刀具轨迹创建，允许编程人员控制整体的刀具轨迹直到最细节的部分。该软件还支持高速加工和多轴加工，带有多种图形文件接口。
（3）MasterCAM软件
MasterCAM是由美国CNC_Software公司开发的基于微机的CAD/CAM软件，V5.0以上版本运行于Windows操作系统。当前最新版本是9.X，目前较为常用的是8.0版本，在操作上总体区别不大。由于其价格较低且功能齐全，因此有很高的市场占有率。软件的CAD功能可以构建2D或3D图形，特别适用于具有复杂外形及各种空间曲面的模具类零件的建模和造型设计。MasterCAM拥有车削、铣削、钻削、线切割等多种加工模块，允许用户通过观察刀具运动来图形化地编辑和修改刀具路径。另外，软件提供多种图形文件接口，包括DXF、IGES、STL、STA、ASCII等。
（4）UG软件
UG（Unigraphics）软件是美国EDS（ElectronicDateSystems）电子资讯系统有限公司的产品，它集CAD／CAE／CAM为一体，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一，广泛应用于航空航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。目前已发布了UG NX2.0版本。它将优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，具有建模的灵活性、协同化装配建模、直观的二维绘图、功能强大的数控加工、领先的钣金件制造、集成的数字分析、广泛的用户开发工具、内嵌的工程电子表格、照片真实效果渲染及可分阶段实施的数据管理等特点。UG的CAM模块提供了一种产生精确刀具路径的方法，该模块允许用户通过观察刀具运动来图形化地编辑刀具轨迹，如进行延伸、修剪等。其所带的后置处理程序支持多种数控机床。
（5）I-DEAS软件
I-DEAS是美国SDRC公司开发的一套完整的CAD／CAM系统，其侧重点是工程分析和产品建模。它采用开放型的数据结构，把实体建模、有限元模型与分析、计算机绘图、实验数据分析与综合、数控编程以及文件管理等集成为一体，因而可以在设计过程中较好地实现计算机辅助机械设计。通过公用接口以及共享的应用数据库，把软件各模块集成于一个系统中。其中实体建模是I-DEAS的基础，它包括了物体建模、系统组装及机构设计等模块。物体建模模块可通过定义非均匀有理B样条 （NURBS） 曲线构成的光滑表面来形成雕塑曲面；系统组装模块通过对给定几何实体的定位来表达组件的关系，并可实现干涉检验及物理特性计算；机构设计模块用来分析机构的复杂运动关系，并可通过动画显示连杆机构的运动过程。
（6）Cimatron软件
Cimatron是以色列CimatronTechnologies公司开发的，可运行于DOS、Windows或NT。其CAD部分支持复杂曲线和复杂曲面造型设计，在中小型模具制造业有较大的市场。在确定工序所用的刀具后，其NC模块能够检查出应在何处保留材料不加工，对零件上符合一定几何或技术规则的区域进行加工。通过保存技术样板，可以指示系统如何进行切削，可以重新应用于其他加工零件，即所谓基于知识的加工。该软件能够对含有实体和曲面的混合模型进行加工。它还具有IGES、DXF、STA、CADL等多种图形文件接口。
2．CAD／CAM系统功能分析
一个集成化的CAD/CAM系统，从编程的角度看，一般由几何造型、刀具轨迹生成、刀具轨迹编辑、刀具轨迹仿真、后置处理、计算机图形显示、用户界面和运行控制等部分组成。
1）几何造型模块  其功能是包括各种曲线曲面的设计，曲线曲面的求交、过渡、拼接和裁剪等几何处理，数控加工特征单元定义，曲面零件几何数据表示模型的生成等。
2）刀具轨迹生成模块  其功能是对多坐标点位加工、曲面区域加工、曲面交线加工、曲面腔槽加工等，直接采用几何数据库中加工（特征）单元的几何数据表示模型，根据所选用的刀具和加工方式进行刀位计算，生成数控加工刀具轨迹。
3）刀具轨迹编辑模块  其功能是根据加工单元的约束条件，对刀具轨迹进行变换、裁剪、修正、删除、转置、匀化、分割及连接等。
4）刀具轨迹校验模块  其功能有两个方面，一是校验刀具轨迹是否正确；另一方面是校验刀具是否与加工单元的约束面发生干涉、碰撞，以及校验与加工表面是否产生“过切”。
5）计算机图形显示模块  其功能是各种曲线曲面、刀位点数据的图形显示、刀具轨迹的显示等，图形显示贯穿整个图形交互编程过程的始终。
6）用户界面模块 其功能是给用户提供一个良好的操作环境。
7）运行控制模块  其功能是支持用户界面所有的输入方式到各功能模块之间的接口。
8）后置处理模块  后置处理的功能是形成各个机床所需的数控加工程序文件。由于各种机床使用的控制系统不同，其数控加工程序指令代码及格式也有所不同。为解决这个问题，软件通常为各种数控系统设置一个后置处理用的数控指令对照表文件。在进行后置处理前，编程人员应根据具体数控机床指令代码及程序的格式事先编辑好这个文件，然后，后置处理软件利用这个文件，经过处理，输出符合数控加工格式要求的数控加工程序。




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