42機(jī)械CADCAM軟件開發(fā)基礎(chǔ)cadcam課件

1、4.2.1機(jī)械CAD/CAM軟件開發(fā)的意義4.2.2機(jī)械CAD/CAM軟件開發(fā)的原則 4.2.3機(jī)械CAD/CAM軟件開發(fā)方法4.2 機(jī)械CAD/CAM應(yīng)用軟件開發(fā)4.2.1機(jī)械CAD/CAM軟件開發(fā)的意義4.2 機(jī)械CAD一般商品化CAD/CAM軟件系統(tǒng)，為了擴(kuò)大使用的范圍,往往強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的通用性，軟件系統(tǒng)自身的適應(yīng)性，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率的降低。不同類型企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品和要求千差萬(wàn)別，軟件系統(tǒng)開發(fā)者要想完全滿足各種行業(yè)的特殊要求是不可能的。針對(duì)具體產(chǎn)品的應(yīng)用軟件往往包含大量的技術(shù)和商業(yè)秘密，一般很少對(duì)外出售，即使能夠買到，價(jià)格也是相當(dāng)昂貴。 因此，生產(chǎn)企業(yè)在購(gòu)置了通用性商品化CAD/CAM軟件系統(tǒng)

2、之后，還必須針對(duì)自身的特點(diǎn)和需要做進(jìn)一步開發(fā)，即二次開發(fā)；這樣，系統(tǒng)的運(yùn)行效率才能進(jìn)一步提高，系統(tǒng)功能才能得到充分的發(fā)揮。4.2.1 機(jī)械CAD/CAM軟件二次開發(fā)的意義 一般商品化CAD/CAM軟件系統(tǒng)，為了擴(kuò)大使用的范圍,往往強(qiáng)機(jī)械CAD/CAM軟件二次開發(fā)的內(nèi)容(1)完善圖形處理功能。 (2)建立產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)。(3)建立產(chǎn)品圖形庫(kù)。(4)建立方法庫(kù)。(5)建立知識(shí)庫(kù)。(6)建立方案設(shè)計(jì)報(bào)價(jià)系統(tǒng)。(7)建立總體整機(jī)設(shè)計(jì)、部件(模塊)設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以及電器、液壓(氣動(dòng))、電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。(8)建立工程信息管理系統(tǒng)。對(duì)全部工程數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、使用、維護(hù)，及產(chǎn)品文檔、明細(xì)表生成系統(tǒng)。

3、(9)建立與工廠其他系統(tǒng)（CAPP、CAM、MRPII等）的接口。 一般支撐系統(tǒng)已提供圖形處理功能，根據(jù)實(shí)用，可能要做一些修改和補(bǔ)充，如圖框，標(biāo)題欄，標(biāo)題欄位置，線型，字體符號(hào)代號(hào)，明細(xì)表等。 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；有限元分析；可靠性分析；相似性分析，模塊設(shè)計(jì)分析；功能成本分析；其他決策方法分析。用人工智能、專家系統(tǒng)構(gòu)架工具，總結(jié)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，建立專業(yè)性的知識(shí)庫(kù)。機(jī)械CAD/CAM軟件二次開發(fā)的內(nèi)容(1)完善圖形處理功能。4.2.2 CAD/CAM應(yīng)用軟件開發(fā)的原則高素質(zhì)的軟件開發(fā)人才。所開發(fā)的軟件應(yīng)方便用戶使用，無(wú)需對(duì)用戶做過(guò)多的訓(xùn)練工作。應(yīng)使用戶盡量少記各種操作規(guī)則、專門術(shù)語(yǔ)相符號(hào)。采

4、用靈活的提示信息?？梢匀萑痰捻憫?yīng)時(shí)間。良好的出錯(cuò)處理。按照軟件工程方法組織應(yīng)用軟件的開發(fā)，保證軟件的正確可靠，易于軟件的使用和維護(hù)。4.2.2 CAD/CAM應(yīng)用軟件開發(fā)的原則高素質(zhì)的軟件開4.2.3機(jī)械CAD/CAM軟件二次開發(fā)的方法(1)遵循應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的方法。(2)制定二次開發(fā)的計(jì)劃并組織實(shí)施。由于二次開發(fā)工作量大，有一定的開發(fā)周期。(3)通用、基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)，方法庫(kù)，能從市場(chǎng)上或外單位引進(jìn)的應(yīng)盡可能引進(jìn)，以縮短開發(fā)周期。(4)建立企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)時(shí)充分利用成組技術(shù)的原理與方法，按相似性實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、模塊化。(5)在開發(fā)過(guò)程中對(duì)技術(shù)成熟的、應(yīng)用頻度高的應(yīng)組織力量

5、集中開發(fā)，以便早日投入使用，對(duì)于難度大使用率不高的可以逐步進(jìn)行。(6)在開發(fā)過(guò)程中要盡可能地應(yīng)用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)推和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。(7)開發(fā)工作與人員培訓(xùn)相結(jié)合，開發(fā)工作需要有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員，也要有懂計(jì)算機(jī)的技術(shù)人員，通過(guò)實(shí)際開發(fā)，培訓(xùn)一支既懂產(chǎn)品設(shè)計(jì)又懂CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)隊(duì)伍，成為企業(yè)重要開發(fā)力量。 (8)開發(fā)與應(yīng)用相結(jié)合4.2.3機(jī)械CAD/CAM軟件二次開發(fā)的方法(1)遵循應(yīng)用一、CAD/CAM應(yīng)用軟件開發(fā)的基本要求硬件支撐環(huán)境的要求系統(tǒng)軟件和工具軟件的要求開發(fā)過(guò)程的要求保證軟件開發(fā)質(zhì)量軟件文檔完整、正確、規(guī)范、通俗一、CAD/CAM應(yīng)用軟件開發(fā)的基本要求硬件支撐環(huán)境的要求二、CA

6、D/CAM應(yīng)用軟件的開發(fā)步驟(1)可行性分析 分析系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的可能性，從本單位的設(shè)備、資金、人力上分析是否能夠完成系統(tǒng)的研制。(2)需求分析 明確軟件開發(fā)的目標(biāo)和要求，確定軟件開發(fā)運(yùn)行環(huán)境，選用合適的開發(fā)工具，得到經(jīng)過(guò)用戶確認(rèn)的系統(tǒng)邏輯模型。(3)總體設(shè)計(jì) 通過(guò)分析和設(shè)計(jì)，確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，模塊間的關(guān)系，接口，進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(4)詳細(xì)設(shè)計(jì) 主要是確定算法，為編寫程序作具體準(zhǔn)備。(5)軟件編制 用高級(jí)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)前面各階段的設(shè)計(jì)。(6)軟件測(cè)試 對(duì)各軟件模塊進(jìn)行組裝測(cè)試和確認(rèn)測(cè)試，檢驗(yàn)軟件系統(tǒng)是否達(dá)到預(yù)定要求，提交用戶手冊(cè)和操作手冊(cè)。(7運(yùn)行和維護(hù) 對(duì)投入運(yùn)行后的軟件不斷

7、進(jìn)行跟蹤修改，實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)充和性能的改善。二、CAD/CAM應(yīng)用軟件的開發(fā)步驟(1)可行性分析 分析三、總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)任務(wù)：進(jìn)行系統(tǒng)功能分析，建立系統(tǒng)功能模型，提出系統(tǒng)主要技術(shù)方案，把抽象、負(fù)責(zé)的問(wèn)題分解為若干具體的、功能相對(duì)單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的功能子模塊，同時(shí)確定模塊間數(shù)據(jù)的流通途徑。 系統(tǒng)功能模型的建立方法：自頂向下設(shè)計(jì)法，即按層次關(guān)系將系統(tǒng)功能逐漸分解，直到子功能不宜再分為止。最上層為主控功能模塊，反映系統(tǒng)的總體功能；最底層的功能塊只完成一個(gè)獨(dú)立的具體而明確的功能，稱作功能元。（特點(diǎn)）三、總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)任務(wù)：進(jìn)行系統(tǒng)功能分析，建立系統(tǒng)功能模型減速器CAD系統(tǒng)的功能模型功能元主控模塊減速器

8、CAD系統(tǒng)的功能模型功能元主控模塊模塊之?dāng)?shù)據(jù)的流通途徑 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖時(shí)，還要分析系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)的流通，設(shè)計(jì)好與系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)輸入、輸出的次序和途徑。系統(tǒng)內(nèi)模塊之間的數(shù)據(jù)傳送、交換方法般有： 1)通過(guò)內(nèi)存公共區(qū)。 2)子程序的數(shù)據(jù)接口，即啞實(shí)元結(jié)合。 3) 外存設(shè)備如磁盤上數(shù)據(jù)文件。即一個(gè)程序段將計(jì)算結(jié)果寫入此文件，然后，另一個(gè)程序段讀此文件取得數(shù)據(jù)。 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流通較為復(fù)雜時(shí)，最好是在圖上標(biāo)注出數(shù)據(jù)的流向。模塊之?dāng)?shù)據(jù)的流通途徑 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖時(shí)，還要分析系統(tǒng)四、詳細(xì)設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)的目的是使每一個(gè)模塊的功能更具體、明確、并提出實(shí)現(xiàn)功能的方法。 (1)建立數(shù)學(xué)模型 (2)算法設(shè)計(jì) (3)

9、確定手冊(cè)數(shù)據(jù)和資料的處理方法 (4)模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (5)組織好數(shù)據(jù)信息的輸入與輸出四、詳細(xì)設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)的目的是使每一個(gè)模塊的功能更具體（1）使問(wèn)題模型化（數(shù)學(xué)模型） 計(jì)算機(jī)程序是通過(guò)數(shù)值運(yùn)算和邏輯運(yùn)算來(lái)解決問(wèn)題的。因此，需把求解的問(wèn)題歸納為明確的數(shù)學(xué)問(wèn)題，即數(shù)學(xué)模型，也就是用數(shù)學(xué)計(jì)算式描述求解的問(wèn)題。 例如，工程設(shè)計(jì)中的受力分析、強(qiáng)度、剛度、幾何計(jì)算等都已經(jīng)有現(xiàn)成的公認(rèn)的計(jì)算公式，在教科書和設(shè)計(jì)手冊(cè)中均可找到，可以直接引用，或者作一些整理以便編排程序。對(duì)于某些問(wèn)題如沒有現(xiàn)成的計(jì)算公式，設(shè)計(jì)者就得要用較多的時(shí)間，從理論上研究、推導(dǎo)或通過(guò)實(shí)驗(yàn)，或者根據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)尋求出反映問(wèn)題實(shí)質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。 一

10、個(gè)系統(tǒng)、一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)零件的結(jié)構(gòu)可以用一些參數(shù)來(lái)完全確定。一組完全確定的機(jī)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)便為該機(jī)器的設(shè)計(jì)變量。設(shè)計(jì)變量的取法不是唯一的，選取設(shè)計(jì)變量時(shí)、應(yīng)具體問(wèn)題具體分析。（1）使問(wèn)題模型化（數(shù)學(xué)模型） 計(jì)算機(jī)程序是通過(guò)數(shù)值運(yùn)（2）算法設(shè)計(jì) 算法通常是包含在一個(gè)程序段內(nèi)所要進(jìn)行的連續(xù)處理的步驟，它對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將結(jié)果輸出，這個(gè)處理步驟即是一個(gè)算法。 一般用流程圖來(lái)表明算法的過(guò)程，并采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法畫出流程圖。由于流程圖非常直觀，外行人也能看懂，所以常用于交流和討論。 畫流程圖時(shí)，對(duì)計(jì)算內(nèi)容的說(shuō)明應(yīng)盡量寫得明白易懂，采用的符號(hào)應(yīng)與下一步編程序中使用的變量、數(shù)組名一致。所以此時(shí)要編寫一

11、個(gè)符號(hào)名表，定義出使用的全部變量和數(shù)組名。編寫程序是以流程圖作依據(jù)，對(duì)程序的結(jié)構(gòu)只使用三種基本邏輯控制結(jié)構(gòu)來(lái)編寫程序。 （2）算法設(shè)計(jì) 算法通常是包含在一個(gè)程序段內(nèi)所要進(jìn)行的（3）模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中如何存儲(chǔ)、管理和操作是CAD系統(tǒng)開發(fā)中一個(gè)十分重要的問(wèn)題。它對(duì)系統(tǒng)的性能、效率以及解決問(wèn)題題的算法和過(guò)程都有著很大的影響。CAD系統(tǒng)中涉及的數(shù)據(jù)量非常大。 數(shù)據(jù)的類型也比較多，不能僅僅采用簡(jiǎn)單變量或數(shù)組來(lái)表示。根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度可以來(lái)用線性鏈表、樹、圖等復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（3）模塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中如何（4）組織好數(shù)據(jù)信息的輸入與輸出 程序中輸人與輸出部

12、分的效果是評(píng)價(jià)程序設(shè)計(jì)得好與不好的指標(biāo)之一。要做到使不懂程序設(shè)計(jì)的人也會(huì)使用設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 要確定輸入那些數(shù)據(jù)以及輸入方法和輸入順序。輸入應(yīng)盡量避免使用鍵盤輸入大量數(shù)據(jù)。 根據(jù)使用要求來(lái)確定輸出那些數(shù)據(jù)信息，并確定好輸出的格式。輸出的數(shù)據(jù)信息要易于閱讀和使用，或稍加說(shuō)明就能明白。還應(yīng)允許用戶對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)提出修改并進(jìn)行相應(yīng)的操作處理。 在系統(tǒng)輸入輸出時(shí)應(yīng)考慮到系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，能及時(shí)對(duì)用戶的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。（4）組織好數(shù)據(jù)信息的輸入與輸出 程序中輸人與輸出部分建立產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)1)基礎(chǔ)通用數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)、尺寸公差、配合、形位公差、表面粗糙度數(shù)據(jù)及其符號(hào)、代號(hào)。2)專業(yè)用符號(hào)、代號(hào)，包括電器、電子

13、、氣動(dòng)、液壓、管路、焊接、加工裝配等符號(hào)、代號(hào)。3)常用材料數(shù)據(jù)庫(kù)，原料、材料的名稱、代號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)號(hào)、性能、規(guī)格等；4)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范、己頒布的國(guó)標(biāo)、行標(biāo)及有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；5)設(shè)計(jì)專業(yè)數(shù)據(jù)，機(jī)械強(qiáng)度、振動(dòng)、摩擦、腐蝕、電磁、氣動(dòng)、液壓等數(shù)據(jù)；6)制造工藝數(shù)據(jù)，鑄造、鍛造、沖壓、剪切、焊接、切削、熱處理等數(shù)據(jù)；7)企業(yè)工藝裝備，各種加工制造設(shè)計(jì)及重要工裝的參數(shù)、性能。建立產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)1)基礎(chǔ)通用數(shù)據(jù)庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)、尺寸公差、配建立產(chǎn)品圖形庫(kù) 結(jié)構(gòu)要素特征，包括螺紋、鍵、花鍵、齒形、槽(鍵槽、密封槽、退刀槽、燕尾槽、T形槽等)、圓弧、球、倒角、倒圓、導(dǎo)軌、孔、孔系等。 通用零件，支承、防護(hù)、操作、

14、控制、緊固、連接、液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、定位、導(dǎo)向、傳動(dòng)類中的盤、套、袖、齒、螺紋、板、條、塊等形狀的零件。 標(biāo)準(zhǔn)件，各種國(guó)標(biāo)、行標(biāo)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的零部件。 機(jī)電配套類，軸承、電機(jī)、電器、電子、原件、線纜、儀器、儀表、液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、五金、化工等；部件、模塊，包括本企業(yè)的通用部件或模塊。典型產(chǎn)品的基礎(chǔ)構(gòu)件。典型產(chǎn)品的整體模型。建立產(chǎn)品圖形庫(kù) 結(jié)構(gòu)要素特征，包括螺紋、鍵、花鍵、齒形、槽(自頂向下設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)1)整個(gè)系統(tǒng)的全部計(jì)算及相互關(guān)系有一個(gè)清晰的表示，一看便明白。 2)模塊的功能明確，而且單一，程序的語(yǔ)句就少，容易編寫。3)因?yàn)槌绦蚨逃帜軌颡?dú)立編譯，所以調(diào)試和修改程序就方便。4)可利用一些模塊裝配

15、出較高一層的新功能塊。好像搭積木一樣。用戶使用模塊時(shí)不必關(guān)心它的算法和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需知道輸人與輸出就可應(yīng)用。5)設(shè)計(jì)得對(duì)任務(wù)心中有數(shù)，覺得比較容易下手去做。在做總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般都要畫出設(shè)計(jì)對(duì)象的模型，即設(shè)計(jì)方案要求，這和手工做設(shè)計(jì)時(shí)畫設(shè)計(jì)方案圖是一樣的。 自頂向下設(shè)計(jì)法的特點(diǎn)1)整個(gè)系統(tǒng)的全部計(jì)算及相互關(guān)系有一個(gè)CAD/CAM應(yīng)用軟件的基本要求 正確性實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)確定的功能，性能優(yōu)良，結(jié)果正確；可靠性軟件在各種條件下反復(fù)測(cè)試，出錯(cuò)的概率小于規(guī)定的指標(biāo)； 簡(jiǎn)明性程序簡(jiǎn)明易讀，模塊化結(jié)構(gòu)化好，接口簡(jiǎn)單清晰；易維護(hù)性可以方便實(shí)現(xiàn)對(duì)CAD/CAM軟件的校正和完善維護(hù)。CAD/CAM應(yīng)用軟件的基本要求 正確性實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)確定的功 得到的塊圖，表明了組成程序系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)圖的作用是指明程序系統(tǒng)由哪些功能塊組成，它們可分成群、組、分支等。 結(jié)構(gòu)圖通常是樹結(jié)構(gòu)，即一個(gè)模塊只被一個(gè)高于它的模塊調(diào)用，所以是層次結(jié)構(gòu)。也有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的情況，即一個(gè)模塊由多于一個(gè)較高層次的模塊調(diào)用。 編寫程序時(shí)一個(gè)模塊就是一個(gè)子程序。設(shè)計(jì)程序應(yīng)盡量使更多的模塊與一個(gè)具體的設(shè)計(jì)任務(wù)無(wú)關(guān)，這樣使它成為通用或較為通用，可以被其他的設(shè)計(jì)任務(wù)調(diào)用。 自頂向下設(shè)計(jì)法特點(diǎn)自頂向下的設(shè)計(jì)方法 得到的塊圖，表明了組成程序系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)圖的作用一、程序系統(tǒng)分析 在程序系統(tǒng)分