机械CADCAM技术第9章

第九章 CAD/CAM集成技术,9.1 CAD/CAM集成系统总体结构,9.2 产品定义数据模型,9.3 产品数据交换标准,9.4 基于PDM平台的CAD/CAM集成技术,9.5 网络化制造技术,9.1,CAD/CAM,集成系统总体结构,与关键技术,1,、,CAD/CAM集成系统总体结构,2,、,CAD/CAM信息集成方式,3、CAD/CAM,集成的关键技术,1,、,CAD/CAM集成系统总体结构,2,、,CAD/CAM信息集成方式,1),专用格式文件方式,2)中性数据文件集成方式,3)工程数据库集成方法,1)专用格式文件方式:,特点：,集成原理简单，接口程序易于实现，运行效率高,，但,需要设计较多的专用格式转换接口,，适于,小范围、结构简单的,CAD/CAM系统,的信息集成。,通过专用格式数据文件的集成方法,2)中性数据文件集成方式,：,特点,：,数据转换接口数,少,，便于应用系统的开辟和使用,，,是目前,CAD/CAM,集成系统应用较多的有效方法之一,。,通过标准格式数据文件的集成方式,3)工程数据库集成,方法,特点,：,各子系统通过用户接口直接存取或操作数据库,，大,大提高了集成系统的运行速度，提高了系统集成化程度。,利用工程数据库的集成方法,3、CAD/CAM,集成的关键技术,9.2产品定义数据模型,1,、,零件信息模型,基于特征的零件信息模型的总体结构,零件层：,主要反映零件的总体信息；,特征层,：包含零件各类特征信息及其相互间关系；,几何层：,记录了零件的点、线、面等几何信息和拓扑信息。,基于特征的零件信息模型实例,轴的零件图,基于特征的零件信息模型数据结构,基于特征的零件信息模型数据结构,2、产品信息模型,零件信息模型,：,仅限于单个零件的几何信息和工艺信息，而不能反映整个产品的结构组成、各零（部）件之间的装配关系、相互间的约束、以及产品的装配工艺信息等。,产品信息模型,：,指产品从毛坯到成品的整个设计和制造过程所需要的信息总和，是由产品结构信息模型和产品工艺信息模型组合而成的复合模型。,产品结构树,产品结构信息：,工程图形信息,装配图对应的是产品、部件、组件，,零件图对应的是零件；,基本属性信息,包括产品、部件、组件及零件的图号、名称、规格、来源（自制件、标准件、外协件、外购件等）、重量、数量、计量单位等；,装配信息,用以描述产品与部件、部件与组件、组件与零件之间的装配结构关系。,产品零部件的自动编码,产品结构数字码编码规则,产品结构的可视化处理,产品工艺信息模型,9.3 产品数据交换标准,一、产品数据交换标准的开展,1981年 发布初始化图形交换标准,IGES,；,1982年 麦道公司制定并实施产品定义数据接口标准,PDDI,；,1984年 国家标准技术局（NIST）制定产品数据交换标准,PDES,；,1984年法国宇航局制定数据交换标准,SET,；,1989年欧共体发布CAD Interface标准,CAD*I,；,ISO在PDES基础上开辟产品模型数据交换标准STEP，受到广泛的重视，目前仍在开展完善之中。,(Initial Graphics Exchange Specification),0,72,79,结束段,参数数据段,名录条目段,全局参数段,开始段,IGES数据交换原理:,通过IGES中性数据文件进行图形数据的交换，系统应备有前置处理和后置处理模块。,IGES标准存在的缺乏：,仅对图形信息进行交换，无法描述工艺信息以及产品模型其它信息；,数据格式过于复杂，可读型差；,标准定义不严密，时有数据丧失现象。,三、S,TEP,标准,STEP,是什么：,STEP(,ST,andard for the,E,xchange of,P,roduct Model Data)是一种产品模型数据交换标准。,该标准规定了产品设计、制造以至产品全生命周期所需的有关产品形状、模型、材料、加工方法、装配顺序等信息的定义，对数据交换形式进行了描述。,STEP,由一系列独立的标准文件组成，可独立地进行开辟和发布。,众多软件公司是,STEP,标准的制定单位，,CAD/CAM,软件系统均己把,STEP,列为数据交换接口，并利用,STEP,最新成果不断改进完善自身系统。,STEP,的构成,：,由五大局部7个系列文件,组成,。,1）标准描述语言（1,10）,专用描述语言EXPRESS，,该语言参考了多种语言,的功能，有强大的信息模型描述能力。,2,）集成资源,(40,100,）,是STEP的核心，采用Express语言描述。,通用集成资源：独立于具体产品信息；,应用集成资源：描述某应用领域数据，并依赖于通用集成资源支持。,3）应用协议（200）,用以说明各个应用领域的产品数据模型文本，,以满足,各类不同,工业应用的需求。,4）实现形式（20）,规定具体的方法或格式实现产品信息的交换，分为4级。,第一级,中型,文件交换,；,第二级,工作格式,交换，即产品数据结构在内存中的表现形式；,第三级,数据库交换,，满足数据共享的需要；,第四级,知识库交换,，为满足未来开展需要的一种交换形式。,5）一致性测试（30）,即,测试,其数据交换是否符合原来意图,。,通用集成资源及其引用,应用集成资源及其引用,STEP的应用,产品开辟部门的需求,，包括设计部门内的并行作业、集成化产品开辟；,计算机辅助应用系统供给商的需求,，包括接口的标准化和产品概念模型的标准化,。,9.4 基于PDM平台的CAD/CAM集成技术,PDM系统,：,是建立在关系型数据库管理系统基础上的面向对象的产品数据 管理应用系统，是一项管理所有与产品相关的信息和过程的技术。,PDM是理想的CAD/CAM集成平台和工具,：,可以集成或封装多种开辟环境和工具，按不同的用途和目的分门别类地进行信息集成和管理，实现真正意义上的CAD/CAPP/CAM无缝集成。,l,电子资料室管理和检索,PDM最基本的功能，PDM核心。,l,产品配置管理,以电子资料室为底层支持，以物料清单BOM为组织核心，把产品所有工程数据和文档联系起来，对产品相互关系管理。,l,工作流程管理,实现产品设计与修改正程的跟踪与操作，包括工程数据资料的提交、修改操作、监视审批、文档的分布操作、自动通知操作等。,l,工程管理功能,实现工程实施过程中的方案、人员以及相关数据的管理与配置，进行工程运行状态监控，完成方案反响。,PDM功能,基于PDM平台CAD/CAM系统集成模式,应用封装,包括应用工具以及由其产生文件的封装，例如：在PDM系统中可启动封装后二维CAD系统，进行图形修改。,特点：集成简单方便，易于实现，只能满足文件整体的应用集成。,接口交换,是将共享的数据模型抽取出来，将其定义到PDM整体模型中去，例如：三维CAD系统与PDM建立交换后，其产品结构树将保持一致。,特点：难度大大高于应用封装，要了解两者组织结构。,紧密集成,允许两者互相调用有关服务，执行相关的操作，实现真正的一体化，要求建立互动的共享信息模型，一方创立或修改时，另一方面能跟之随动。,特点：难度最大，取决于双方的开放性，如EDS公司的UGII和IMAN集成。,基于PDM平台的CAD/CAM集成系统体系结构,PDM与CAD/CAPP/CAM集成信息流,9.5 网络化制造技术,1、网络制造的内涵和功能结构,网络化制造：,制造性企业利用Internet进行产品的协同设计及制造过程。,网络化制造技术：,是将网络技术与制造技术相结合的所有相关技术的,总称，涉及制造型企业各种生产经营活动。,网络化制造功能目的：,分享核心竟争优势；,缩短产品投放市场所需时间；,协同产品开辟和合作；,增加市场占有份额，快速进入市场。,网络制造功能结构,2、网络制造中的共享信息,1,）制造资源信息,包括企业概况信息和企业制造能力信息，如企业产,品、企业设备、工艺能力等。,2,）产品设计与制造信息,包括产品设计与制造的各种软硬件资源和经,验，如实体建模、有限无分析、应力分析、快速原型制造、虚,拟现实、加工和制造仿真等。,3,）管理信息,包括办公自动化、物流管理、经营管理、生产管理、销,售管理、人事管理、本钱管理和财务管理等。,4,）质量信息,产品质量指标、质量方案、保证体系、检验手段装备。,5,）业务信息,产品订单、产品样本、技术参数等。,网络制造的信息共享结构框架,数据共享,应用软件,系统环境,网络环境,第1层 通过客户机WEB服务器提出请求,第2层 WEB服务器响应用户请求,第3层 WEB服务器查询WEB数据库,3、网络制造的关键技术,1,）网络设计的关键技术,网络设计描述语言,建立适合网络传输的建模语言，提高可视化速度和交互式访问可用性是必不可少的。,网络设计数据获取与在线决策支持,在线决策支持可加强对专业化知识的纵向整合，提高产品设计中专业化知识的可用度。,基于,WEB,的高效可视化,可视化与知识系统的信息交换成为产品设计系统的核心，建立基于网络,3D,数据可视化的知识驱动机制，实现基于知识的可视化设计是未来网络设计研究的一个重点。,在线协同设计模型,在网络设计语言基础上，构建网络设计的协同化整体框架,实现设计参与性、知识构造与知识利用的协同化。,设计流程重组,包括设计环节的重组和增删面向网络的设计环节，建立新的网络化设计流程模型，与生产、流通进行无缝连接。,2,）网络制造的关键技术,产品模型的人机工程评价,将对产品的可用性进行评价，从而减少产品设计缺陷所带来的损失。,生产数据管理,定义产品数据管理构架，整合数据的流转模型，完善不同的数据接口，为设计与生产提供良好的数据与知识表示接口。,计算机辅助工艺规划,工艺规划作为生产中的一个重要环节，其关键问题是如何实现与生产数据的无缝接口与协同。,供给链管理,需要建立和优化供给链结构模型，要研究供给链系统的信息支撑技术。,生产业务流程重组,生产过程由于涉及的环节较多，必须对原有业务进行系统化重组，包括生产过程的智能数据响应、网络的授权与访问操作、产品定制与生产、品质保证等一系列问题。,3,）网络信息共享的关键技术,硬件网关,网关功能是捕捉MAP和TCP/IP网卡以及现场总线的连接，实现,TCP,IP,与,MAP,、现场总线的信息共享，为此需要开辟专用的软件，以建立一条透明可靠的传输通道。,CGI,技术,由于,CGI,（通用网关接口）自身存在的不易开辟、纠错、变更本钱高等缺陷，因而,CGI,只能进行一些简单的数据事务处理。,JAVA,技术,用,JAVA,语言编写客户方程序，完成报文的转换。,ISAPI,ISAPI,（应用程序接口）是微软提供的一套面向,Internet,服务的,API,接口，它能实现,CGI,提供的全部功能。,ADO,技术,ADO,（Active Data Object）是在,OLEDB,标准的基础上定义的一种面向对象、与语言无关的数据库应用编程接口，特别适合于非关系型数据库或,WEB,环境下数据库的访问。,演讲完毕，谢谢观看！,